CN108609873B - 一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团及其制备方法 - Google Patents
一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团及其制备方法，复合球团由内外两层具有不同酸度的物料组成，内层物料为：铁尾矿20％‑50％、高炉除尘灰45％‑75％、沥青2％‑6％，酸度MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝5～10，外层物料为：铁尾矿50％‑70％、高炉除尘灰25％‑45％、沥青2％‑6％，酸度MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝10～20；把内外层混合料分别放在加热炉内加热到350～500℃后，采用内外双层料斗分别在5～10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为10～60mm的复合球团。提高铁尾矿和高炉除尘灰的利用效率，减少低温冷料比例，减少熔态炉渣改质的热量损失，缩短还原时间和冶炼周期，提高生产效率，最终降低电能消耗和生产成本。
Description
技术领域
本发明属于钢渣综合处理技术领域，尤其涉及一种转炉渣改质中用硅碳双酸 度复合球团及其制备方法。
背景技术
转炉渣是一种转炉炼钢的过程中产生的工业固体废物。每生产1吨钢要副产 0.1～0.13吨钢渣，温度1350～1450℃左右。其中还含有10％～30％全铁(TFe)和 大量有益元素钙、镁和硅等。目前，大部分的钢铁企业普遍采用简单磁选，剩余 的尾渣除了少部分卖给水泥厂以外，大部分被堆弃，造成环境污染、土地占用和 资源浪费。
钢渣预处理部分中的预处理方法有：热泼法、热闷法、滚筒法、高压釜法和 风淬法等，现在被普遍采用的预处理方法就是热泼法和热闷法。热泼法，简单的 说就是把热泼场地上的热熔钢渣，通过打水的方法，使之快速冷却和部分粉化， 但由于占地面积较大，并且采用露天作业，会产生扬尘和高碱度水污染的问题。 热闷法是近十几年才有的钢渣预处理工艺；由于热闷法作业在车间内进行，大大 降低了粉尘对外界的污染，闷渣池有闭路的给排水系统，也避免了高碱度水的污 染。
转炉渣这种经过高温处理的材料，其潜在价值远远没有得到体现。目前的研 究和实践应用证明，与高炉渣相比，转炉渣中含有的RO相、尖晶石相、各种含 铁的化合物、橄榄石相、金属铁属于耐磨相，增加了钢渣的加工成本，并且钢渣 的碱度较高，渣中游离氧化钙和氧化镁较多，加上钢渣中间的胶凝物质的晶粒致 密，反应活性低，反应时间长，影响了转炉渣制品的稳定性，限制了转炉渣的使 用范围。
如何从转炉渣中有效地回收金属铁料、利用了其高温余热，同时其剩余尾渣 能够被高附加值地加以利用，是减少钢渣污染、增加企业经济效益的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团及其制备 方法，采用内外双层料斗布料和压球方式生产硅碳双酸度复合球团，提高铁尾矿 和高炉除尘灰的利用效率，减少低温冷料比例，减少熔态炉渣改质的热量损失， 同时改善熔态改质冶炼过程中反应动力学条件，缩短还原时间和冶炼周期，提高 生产效率，最终降低电能消耗和生产成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团，由内外两层具不同酸度的物组 成，内层物料组成的质量百分比为：铁尾矿20％-50％、高炉除尘灰45％-75％、 沥青2％～6％，酸度MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝5～10；外层物料组成 的质量百分比为：铁尾矿50％-70％、高炉除尘灰25％-45％、沥青2～6％，酸度 MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝10～20。
进一步的，所述内层物料质量占复合球团总质量的质量百分比为： 50％～70％，外层物料质量占复合球团总质量的质量百分比为：30％～50％。
进一步的，所述铁尾矿中SiO2的含量大于70％，TFe含量小于8％，其粒度 <0.174mm占70％以上，水分含量小于2％。
进一步的，所述高炉除尘灰中碳含量大于30％，其粒度<0.174mm占80％以 上，水分含量小于2％。
一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团的制备方法，采用对辊压制工艺制 备成硅碳双酸度复合球团；内层物料组成按照铁尾矿20％-50％、高炉除尘灰 45％-75％、沥青2％～6％比例混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/ (CaO+MgO)＝5～10；外层物料组成按照铁尾矿50-70％、高炉除尘灰25％-45％、 沥青2～6％比例混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO) ＝10～20；把内外层混合料分别放在加热炉内加热到350～500℃后，采用内外双层 料斗分别在5～10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为10～60mm具有一定 强度的硅碳双酸度复合球团。
进一步的，所述硅碳双酸度复合球团为椭圆型，生球强度不低于2.0KN/球。
本发明的有益效果是，采用内外双层料斗布料和压球方式生产硅碳双酸度复 合球团；提高铁尾矿和高炉除尘灰的利用效率，减少低温冷料比例，减少熔态炉 渣改质的热量损失，同时改善了熔态改质冶炼过程中反应动力学条件，缩短还原 时间和冶炼周期，提高生产效率，最终降低电能消耗和生产成本。
具体实施方式
本发明实施例选用铁尾矿和高炉除尘灰的化学成分如表1所示，实施例中 物料组成质量配比如表2所示，实施例效果如表3所示。
表1铁尾矿和高炉除尘灰的化学成分％
| 名称 | CaO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | TFe | C | FeO |
| 铁尾矿 | 3.23 | 69.7 | 1.5 | 2.7 | 11.47 | - | 9.36 |
| 除尘灰 | 3.13 | 6.09 | 2.26 | 0.64 | 31.04 | 35.85 | - |
表2实施例中物料组成质量配比/％
实施例1
采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层原料组成按照铁尾矿 20％、高炉除尘灰75％、沥青5％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+ Al2O3)/(CaO+MgO)＝5。外层物料按照铁尾矿70％、高炉除尘灰25％、沥青 5％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝20。 把内外层混合料分别放在加热炉内加热到350℃后；然后采用内外双层料斗分别 按照一定流量比例在5t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为60mm具有一定 强度的椭圆型硅碳双酸度复合球团。
实施例2
采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层原料组成按照铁尾矿 30％、高炉除尘灰68％、沥青2％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+ Al2O3)/(CaO+MgO)＝7。外层物料按照铁尾矿60％、高炉除尘灰38％、沥青 2％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝15。 把内外层混合料分别放在加热炉内加热到500℃后；然后采用内外双层料斗分别 按照一定流量比例在10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为40mm具有一 定强度的椭圆型硅碳双酸度复合球团。
实施例3
采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层原料组成按照铁尾矿 40％、高炉除尘灰56％、沥青4％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+ Al2O3)/(CaO+MgO)＝8。外层物料按照铁尾矿50％、高炉除尘灰46％、沥青 4％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝13。 把内外层混合料分别放在加热炉内加热到450℃后；然后采用内外双层料斗分别 按照一定流量比例在8t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为30mm具有一定 强度的椭圆型硅碳双酸度复合球团。
实施例4
采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层原料组成按照铁尾矿 50％、高炉除尘灰47％、沥青3％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+ Al2O3)/(CaO+MgO)＝9。外层物料按照铁尾矿50％、高炉除尘灰47％、沥青 3％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝11。 把内外层混合料分别放在加热炉内加热到450℃后；然后采用内外双层料斗分别 按照一定流量比例在10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为10mm具有一 定强度的椭圆型硅碳双酸度复合球团。
实施例5
采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层原料组成按照铁尾矿 55％、高炉除尘灰44％、沥青1％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+ Al2O3)/(CaO+MgO)＝6。外层物料按照铁尾矿55％、高炉除尘灰44％、沥青 4％比例用混合压制而成的，酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)＝18。 把内外层混合料分别放在加热炉内加热到500℃后；然后采用内外双层料斗分别 按照一定流量比例在10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为10mm具有一 定强度的椭圆型硅碳双酸度复合球团。
表3实施例效果/％
| 实施例 | 内层M<sub>K</sub> | 外层M<sub>K</sub> | 抗压强度(KN) |
| 实施例1 | 5 | 20 | 3.6 |
| 实施例2 | 7 | 15 | 3.1 |
| 实施例3 | 8 | 13 | 3.5 |
| 实施例4 | 9 | 11 | 3.1 |
| 实施例5 | 6 | 18 | 3.9 |
Claims (6)
1.一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团，其特征在于，由内外两层具有不同酸度的物料组成，内层物料组成的质量百分比为：铁尾矿20%-50%、高炉除尘灰45%-75%、沥青2%-6%，酸度MK =（SiO2+ Al2O3）/（CaO+ MgO）=5~5.11；外层物料组成的质量百分比为：铁尾矿50%-70%、高炉除尘灰25%-45%、沥青2%-6%，酸度MK=（SiO2+ Al2O3）/（CaO+ MgO）=10~10.19。
2.根据权利要求1所述的一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团，其特征在于：所述内层物料质量占复合球团总质量的质量百分比为：50%~70%，外层物料质量占复合球团总质量的质量百分比为：30%~50%。
3.根据权利要求1所述的一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团，其特征在于：所述铁尾矿中SiO2含量大于70%，TFe含量小于8%，其粒度<0.174mm占70%以上，水分含量小于2%。
4.根据权利要求1所述的一种转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团，其特征在于，所述高炉除尘灰中碳含量大于30%，其粒度<0.174mm占80%以上，水分含量小于2%。
5.一种权利要求1~4任一项所述的转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团的制备方法，其特征在于：采用对辊压制工艺制备成硅碳双酸度复合球团；内层物料组成按照铁尾矿20%-50%、高炉除尘灰45%-75%、沥青2%~6%比例混合压制而成的，酸度系数MK =（SiO2+Al2O3）/（CaO+ MgO）=5~5.11；外层物料组成按照铁尾矿50%-70%、高炉除尘灰25%-45%、沥青2%~6%比例混合压制而成的，酸度系数MK=（SiO2+ Al2O3）/（CaO+ MgO）=10~10.19；把内外层混合料分别放在加热炉内加热到350~500℃后，采用内外双层料斗分别在5~10t/cm2的压力下采用对辊压球机制成直径为10~60mm具有一定强度的硅碳双酸度复合球团。
6.根据权利要求5所述的转炉渣改质中用硅碳双酸度复合球团的制备方法，其特征在于，所述硅碳双酸度复合球团为椭圆型，生球强度不低于2.0KN/球。
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