CN108660312B - 用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法 - Google Patents

用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，主要解决现有用转炉煤气干法电除尘灰制成冷固球团中氯含量偏高的技术问题。本发明的技术方案是，用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，包括：1)在转炉煤气干法电除尘灰中添加结合剂六水氯化镁和草酸，搅拌均匀后形成混合料；2)通过高压双辊式压球机将步骤1)中形成的混合料压制成外形尺寸为50×50×40mm的球团；3)将压制成的球团在干燥通风的环境中养护9.5～10.5天得合格的冷固球团。本发明方法生产的冷固球团中氯含量低，冷固球团在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，不影响转炉烟气管道的正常使用寿命。

Description

用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法
技术领域
本发明涉及一种转炉煤气除尘灰的处理方法，特别涉及用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法。
背景技术
现有技术中对转炉煤气的净化回收一般采用转炉煤气湿法处理工艺和转炉煤气干法电除尘工艺，转炉煤气干法电除尘工艺相对于转炉煤气湿法处理工艺，具有除尘效果好，回收煤气多，除尘设备运行维护低，省水节电的优点，故被国内外钢铁企业大量应用。转炉煤气干法电除尘工艺推广使用后，产生了大量的转炉煤气干法电除尘灰，转炉煤气干法电除尘灰中全铁质量含量为49～55％，氧化钙质量含量为3％左右，利用好转炉煤气干法电除尘灰可显著降低钢铁企业的钢水冶炼成本；转炉煤气干法电除尘灰含有质量含量为3-4％的氧化钙，氧化钙具有一定的活性，导致转炉煤气干法电除尘灰不能直接使用，现有技术中对其使用一般先用水对其进行消化处理，使氧化钙和水反应生成相对稳定的氢氧化钙，处理成本较高，制成的冷固球团的水分含量高，不能满足转炉炼钢的要求，导致转炉煤气干法电除尘灰回收利用的经济价值低，限制转炉煤气干法电除尘灰进一步回收利用。转炉煤气干法电除尘灰的回收利用是钢铁企业是钢铁的固废资源处置的重点和难点。
中国首钢京唐钢铁厂对转炉煤气干法电除尘灰的处理方法是将转炉煤气干法电除尘灰与氧化铁皮或精矿粉再加结合剂共同压成球团，然后烘干后回转炉使用。其转炉煤气干法电除尘灰制造冷固球团配料方案为：转炉煤气干法电除尘灰60～70％、氧化铁皮或精矿粉10～15％、淀粉粘结剂8～10％和水12～15％。冷固球团外径分别为：38mm、26mm、15mm，单球强度≥800N；该方法制造的冷固球团的粉化率高，约为20％，在转炉冶炼钢水过程中添加粉化率高的冷固球团，会产生大量烟尘，污染环境，限制了冷固球团的利用。
专利公布号为CN104046772A中国专利申请公开了一种用转炉除尘灰制造冷固球团的方法，解决了转炉除尘灰无法成球问题，使得转炉除尘灰返生产利用得以运转，但由于其工艺采用了两道加水工艺，一是将转炉煤气干法电除尘灰加水进行消化，加水量在10％左右，二是在成球时又加水进行搅拌成球，加水量为5％左右，这样造成成品球的水分含量高，在12％左右，加入转炉使用时，容易出现喷溅、冒烟的情况；又由于其采用了水玻璃的结合剂，造成其生产成本高。
专利公布号CN105803190A中国专利申请公开了用转炉煤气干法电除尘灰制备低水分含量冷固球团的方法，该方法解决现有技术中用转炉煤气干法电除尘灰制成冷固球团存在的水分偏高限制冷固球团使用的技术问题，但由于其氯离子含量偏高，钢铁企业转炉烟气管道受氯腐蚀，其使用寿命大幅缩短。
发明内容
本发明的目的是提供用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，主要解决现有用转炉煤气干法电除尘灰制成冷固球团中氯含量偏高的技术问题；本发明方法生产的冷固球团中氯含量低，冷固球团在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，不会加速转炉烟气管道腐蚀，不影响转炉烟气管道的使用寿命。
本发明采用的技术方案是，用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，包括以下步骤：
1)在转炉煤气干法电除尘灰中添加结合剂六水氯化镁和草酸，搅拌均匀后形成混合料，混合料组分的质量百分含量为，转炉煤气干法电除尘灰90.3～93.5％，六水氯化镁1.3～2.5％，草酸3.1～8.3％；
2)通过高压双辊式压球机将步骤1)中形成的混合料压制成外形尺寸为50×50×40mm的球团；
3)将压制成的球团在干燥通风的环境中养护9.5～10.5天得合格的冷固球团。
本发明方法生产的合格的冷固球团的粉化率≤3.0％，冷固球团中水的质量百分含量≤4.0％。
结合剂采用工业用六水氯化镁和草酸，六水氯化镁其加入量过高，富余的氯离子容易进入转炉烟气管道进而腐蚀管道的内壁，过低则起不到粘结效果，其加入后的反应式为：MgCl2·6H2O+CaO＝CaCl2+Mg(OH)2+5H2O↑，此反应为放热反应。同时，镁元素有利用转炉造渣。经研究，六水氯化镁质量百分含量为1.3～2.5％，效果为佳，六水氯化镁质量百分含量为1.3～1.8％，制成的冷固球团的含水率和粉化率最低。
本发明用草酸与转炉煤气干法电除尘灰中的氧化钙、水进行直接反应形成草酸钙，其反应式为：CaO+(COOH)2＝CaC2O4+H2O，草酸钙增强钢渣的碱性度，有利用于炼钢，并且其留在钢渣中，随着转炉渣的排出而离开了钢水；因此，无需对转炉煤气干法电除尘灰在压球前进行消化处理；因草酸的存在，使得的六水氯化镁的使用量大为降低。
草酸的添加量宜适量，过高容易带来富余的草酸，进而增加生产成本，过低则不能与未消化的转炉煤气干法电除尘灰中的氧化钙起充分反应的作用，进而难以成球，使得冷固球团的粉化率高；经试验，转炉煤气干法电除尘灰中氧化钙的质量百分含量为3-4％，需要配加质量含量为3.1～8.3％草酸，确保氧化钙和草酸反应后，将氧化钙全部转化草酸钙。
本发明创造性的使用了草酸进而降低了六水氯化镁的加入量，减轻了对管道的腐蚀。
本发明采用的六水氯化镁为工业氯化镁，本发明采用的草酸为工业草酸。
本发明方法中结合剂六水氯化镁市价相对专利公布号为CN104046772A中国专利申请公开了所公开的结合剂水玻璃低1100元/吨，本发明方法制备的冷固球团的成本大幅降低。
本发明中所述的冷固球团的粉化率，是指将成品冷固球团从1.8米高度自由落体到厚度10mm以上屈服强度为235MPa的普碳钢板上，测出的颗粒直径≤10mm部分的质量占试验总重量的百分比。
本发明公开的用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，通过在转炉煤气干法电除尘灰添加一定的结合剂制成冷固球团，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，转炉煤气干法电除尘灰中金属元素得到循环利用，降低了钢铁企业钢水的冶炼成本，使用过程中不会加剧腐蚀设备而缩短转炉烟气管道的使用寿命。
转炉冶炼中不使用冷固球团，转炉烟气管道使用寿命一般为2年；将本发明方法制成的冷固球团，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，转炉烟气管道使用寿命仍能保持为2年，不影响转炉烟气管道的正常使用寿命。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明采用六水氯化镁作为结合剂，制成的冷固球团的粉化率≤3.0％，冷固球团中水的质量百分含量≤4.0％。2、本发明方法制成的冷固球团，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，转炉不会出现喷溅、冒烟的情况，为转炉煤气干法电除尘灰中金属的回收和大规模高效利用提供一种技术路径，实现了转炉煤气干法电除尘灰循环利用。3、本发明方法制成的冷固球团，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，在同等工况环境下，转炉烟气管道的腐蚀状况无明显变化，转炉烟气管道正常使用寿命未受影响。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明公开的用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，包括以下步骤：
1)在转炉煤气干法电除尘灰中添加结合剂六水氯化镁和草酸，搅拌均匀后形成混合料，混合料组分的质量百分含量为，转炉煤气干法电除尘灰90.3～93.5％，六水氯化镁1.3～2.5％，草酸3.1～8.3％；
2)通过型号为GSJ-450的高压双辊式压球机将步骤1)中形成的混合料压制成外形尺寸为50×50×40mm的球团；
3)将压制成的球团在干燥通风的环境中养护9.5～10.5天得合格的冷固球团。
本发明实施例原料组分的质量百分含量与成品球的性能指标见表1。
表1本发明实施例原料组分的质量百分含量与成品球的性能指标
Figure GDA0002337506560000041
如表1所示，实施例1～5生产的冷固球团，冷固球团中水的质量百分含量分别为3.5％、3.2％、3.6％、3.1％、3.0％，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，钢水冶炼成本分别降低0.66、0.67、0.69、0.69、0.86元/吨钢，本发明方法制成的冷固球团，在转炉钢水冶炼过程中作为冷料添加到钢水中，在同等工况环境下，转炉烟气管道的腐蚀状况无明显变化，转炉烟气管道使用寿命未受影响。
本发明方法的实现了转炉煤气干法电除尘灰中金属的的回收和大规模高效利用，解决了原有技术出现转炉烟气管道腐蚀的问题，同时制造成本大幅降低，也降低了钢铁企业的钢水冶炼成本。

Claims (2)

1.用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)在转炉煤气干法电除尘灰中添加结合剂六水氯化镁和草酸，搅拌均匀后形成混合料，混合料组分的质量百分含量为，转炉煤气干法电除尘灰90.3～93.5％，六水氯化镁1.3～2.5％，草酸3.1～8.3％；
2)通过高压双辊式压球机将步骤1)中形成的混合料压制成外形尺寸为50×50×40mm的球团；
3)将压制成的球团在干燥通风的环境中养护9.5～10.5天得合格的冷固球团，所述合格冷固球团的粉化率≤3.0％，冷固球团中水的质量百分含量≤4.0％。
2.如权利要求1所述的用转炉煤气干法电除尘灰制备低氯含量冷固球团的方法，其特征是，所述混合料中六水氯化镁的质量百分含量为1.3～1.8％。
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