CN108660313A - 冷轧酸泥和碱油泥中和技术及中和产物制备高炉球团方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷轧酸泥和碱油泥中和技术及中和产物制备高炉氧化球团的方法，冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和方法，包括冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和、分离废油、制备中和粉料、制备氯化钠和氯化钾。用冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉、精矿粉和粘结剂皂土制备高炉氧化球团，将重量比为3％～5％的冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉和重量比为97％～95％的精矿粉混合，外加1.1％～1.2％的皂土，制备高炉氧化球团。本发明使冷轧酸泥和冷轧碱油泥得到无害化处理，不产生二次污染，处理成本低。同时有效利用，即回收了铁素资源，将其作为高炉球团生产原料，降低了球团生产成本，还为企业节省了冷轧酸泥和冷轧碱油泥处置费。将为钢铁企业带来经济、环境和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及冶金企业冷轧酸碱泥利用领域，尤其涉及一种冷轧酸泥和碱油泥中和技术及中和产物制备高炉氧化球团的方法。
背景技术
冷轧酸泥，即冷轧厂酸再生车间沉降罐产生的主要成分为氧化铁的污泥，其中含有残余盐酸。沉降罐废液中盐酸含量约为11～15％，因酸泥中含有盐酸和水分，较难精确测定酸泥中的盐酸含量。酸泥的全铁含量较高，具有回收利用价值，但因酸泥中残余盐酸有腐蚀性，不能直接作为钢铁生产原料利用，目前堆存处理，造成土壤酸化、污染水源、占有土地。
冷轧碱油泥，即冷轧板退火前需用碱性脱脂剂清除板材表面的乳液，板材表面的氧化铁皮和废油被碱性脱脂剂带入清洗槽中，磁选机将含氧化铁皮和废油及碱性脱脂剂混合物收集起来即为冷轧碱油泥。冷轧碱油泥因含油且具有碱性腐蚀作用被作为危险废物处置，企业要负担处置费，而碱油泥中铁含量较高Fe，具有回收利用价值。目前碱油泥主要以填埋方式处理，既污染环境、又造成资源浪费。
专利CN200910044237.9，用硫酸渣制取氧化球团，将硫酸渣经高压辊磨预处理后配加磁铁精矿及有机复合膨润土，混匀后造球、干燥余热、氧化焙烧得氧化球团，不能解决处理过程中盐酸挥发环境问题。
专利CN200910198271.1，一种高温处理含酸污泥的方法，将污泥干燥后，高压压制成球，再经过1000℃以上的高温加热时间不少于1小时，严重浪费能源，而且并未对高温下产生的酸蒸汽进行有效的处理，产生污染。
专利CN 201310398285.4，一种利用废醒泥生产烧结矿的方法，在密闭的装置中对废酸泥烘焙，利用喷淋塔吸收蒸汽中的HC1，固体残余物用于烧结。非常温湿法处理，需投资建设酸泥加热装置和喷淋塔吸收装置。
专利CN201310402723.X，一种轧钢油泥清分剂及清分方法，用清分剂清洗热轧油泥过程中加入冷轧酸泥和废碱泥调节pH值，需要加入成本较高的清分剂去除热轧油泥中的油。
冷轧酸泥和冷轧碱油泥无害化处理与利用是困扰冷轧钢铁企业的环保难题之一，如能将其进行无害化处理，同时回收利用其中铁素资源，将其用作钢铁生产原料对钢铁企业具有重要价值。实际上目前冷轧酸泥和冷轧碱油泥均没有有效的处理方法，大都采用堆存的方式处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧酸泥和碱油泥中和技术及中和产物制备高炉氧化球团方法，使冷轧酸泥和冷轧碱油泥低成本无害化处理和利用，节省了处置费，降低了钢铁企业高炉氧化球团生产成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和方法，按以下步骤完成：
(1)冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和
将冷轧酸泥和冷轧碱油泥分别贮存在料斗中，料斗中的物料经螺旋给料机输送至搅拌桶中，冷轧酸泥、冷轧碱油泥重量比为1：5～6，按固液重量比为1：5～6加入水搅拌均匀，搅拌桶中的混合液pH值控制在6.5～7.5范围内；
(2)分离废油
搅拌桶内冷轧酸泥和冷轧碱油泥经中和沉淀后固液分离，形成中和泥和中和水，由刮油器将中和水液面表面的废油刮到储油槽中收集；
(3)制备中和粉料
搅拌桶内的中和泥经螺旋输送机出料输送至压滤机中，泥饼经烘干、粉碎成中和粉料，中和料粉全铁含量重量比为60～63％；
(4)制备氯化钠和氯化钾
检验搅拌桶内中和水的氯化钠和氯化钾的溶解度，当中和水中氯化钠和氯化钾的溶解度饱和时，排出这部分水至凉水池中，自然蒸发得到化工原料氯化钠和氯化钾，向搅拌桶内续加冷轧酸泥、冷轧碱油泥及水使混合液始终满足固液比为1：5～6，pH为6.5～7.5。
冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和产物制备高炉氧化球团方法，该方法生产的高炉氧化球团的物化性能技术指标为：TFe≥65％；FeO≤1％；抗压强度≥2500N/球，粒度为9mm～16mm；按以下步骤完成：
(1)混料：用冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉、精矿粉和粘结剂皂土制备高炉氧化球团，将重量比为3％～5％的冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉和重量比为97％～95％的精矿粉混合，外加1.1％～1.2％的皂土，其中，冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉全铁含量重量比为60～63％，以上原料由圆盘给料机下到配料皮带，运至强力混合机混合均匀；
(2)生球制备：混合均匀的混合料在圆盘造球机上造球，生球经过筛分，生球质量要求如下：粒度在9mm～16mm生球大于80％，生球落下次数大于5次/球，生球抗压强度为15～20N/球；
(3)生球预热焙烧冷却：生球在链篦机回转系统的预热干燥段烘干预热后进入焙烧区，1280～1300℃保温15～20min后进入冷却区冷却得到成品球。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和，去除其腐蚀性，同时回收氧化铁并将其作为高炉氧化球团生产原料，回收的废油售给炼油厂，中和水蒸发得到氯化钠和氯化钾，作为化工原料。
2.本发明使冷轧酸泥和冷轧碱油泥得到无害化处理，不产生二次污染，处理成本低。同时有效利用，即回收了铁素资源，将其作为高炉球团生产原料，降低了球团生产成本，还为企业节省了冷轧酸泥和冷轧碱油泥处置费。将为钢铁企业带来经济效益、环境效益和社会效益。
3.与传统的球团制备方法相比，因为用油泥中含少量油份，其具有一定的粘结效果，所以制备混合料时可以加入较少的皂土，有利于提高球团的品位。球团混合料中的少量油份在高温固结时产生热量，均有利于烧结。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
实施例一
1.冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和
(1)常温20℃时，取冷轧酸泥，即冷轧厂酸再生车间沉降罐底泥压滤后的泥饼60kg，取冷轧厂的冷轧碱油泥336kg，加入搅拌桶后按固液比1：5加入自来水搅拌10min，控制混合液pH值为7。
(2)搅拌桶内冷轧酸泥和冷轧碱油泥经中和沉淀后固液分离，形成中和泥和中和水，撇去搅拌桶液面废油装入储油槽收集，卖给炼油厂。
(3)由螺旋输送机卸出中和泥，经压滤机压滤后的泥饼105℃烘干1h，粉碎后得到中和料粉。105℃烘干1h后冷轧酸泥、冷轧碱油泥和二者中和泥的成分对比如表1所示。
表1：烘干后酸泥、冷轧碱油泥和二者中和泥的成分(wt％)
| 名称 | TFe | FeO | Cl | SiO2 | Al2O3 | CaO |
| 冷轧酸泥 | 41.04 | 16.70 | 22.10 | 1.07 | 0.88 | 0.012 |
| 冷轧碱油泥 | 61.28 | 30.17 | 0.05 | 1.05 | 0.14 | 0.048 |
| 中和泥 | 60.73 | 21.37 | 0.5 | 2.05 | 0.62 | 0.14 |
| 名称 | MgO | K2O | Na2O | TiO2 | S | P |
| 冷轧酸泥 | 0.01 | 0.005 | 0.011 | 0.35 | 0.19 | 0.08 |
| 冷轧碱油泥 | 0.01 | 0.005 | 0.093 | 0.26 | 0.25 | 0.018 |
| 中和泥 | 0.01 | 0.01 | 0.05 | 0.18 | 0.24 | 0.020 |
(4)检验搅拌桶水中氯化钠和氯化钾的溶解度，当水中氯化钠和氯化钾总的溶解度为34g/100g水时，排出搅拌桶中的和水至凉水池中，其自然蒸发得到的产物经焙烧后得到氯化钠和氯化钾等盐，作为化工原料；同时补足搅拌桶中原料，混合液始终保持固液比1：5，pH值为7。
2.以步骤1中步骤(3)制备的冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉制备高炉氧化球团
(1)高炉氧化球团以精矿粉1、精矿粉2、中和料粉和皂土为原料，原料成分表2所示。
表2：高炉氧化球团的原料成分(wt％)
| 名称 | Fe2O3 | FeO | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Na2O | K2O |
| 精矿粉1 | 64.89 | 28.74 | 5.72 | 0.17 | 0.26 | 0.07 | - | - |
| 精矿粉2 | 63.89 | 25.86 | 4.58 | 0.18 | 0.39 | 0.31 | - | - |
| 中和料粉 | 54.91 | 21.37 | 2.05 | 0.14 | 0.01 | 0.62 | 0.05 | 0.01 |
| 皂土 | 29.32 | 0.27 | 65.95 | 2.14 | 2.14 | 13.25 | 2.38 | 0.40 |
高炉氧化球团混合料配料方案如表3所示。
表3：高炉氧化球团混合料配料方案(wt％)
| 原料 | 精矿粉1 | 精矿粉2 | 中和料粉 |
| 干配比％ | 57 | 40 | 3 |
(2)以上混合干料外加混合干料重量1.1％的皂土混合均匀，加适量的水并在成球盘上造球，生球的性能如下：水分8.5％，0.5m高生球落下次数为5次，抗压强度13N。
(3)生球105℃干燥3h后干球抗压强度33.3N；干球经950℃预热15min、1280℃焙烧15min后自然冷却得到成品球，成品球成分如表4所示。
表4：高炉氧化球团成品球成分(wt％)
| 成分 | TFe | FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
| 指标 | 65.80 | 0.45 | 5.00 | 0.32 | 0.46 | 0.37 |
高炉氧化球团的物化性能技术标准如表5所示。
表5：高炉氧化球团物化性能技术指标
| 项目 | 技术指标 |
| TFe | 65.8％ |
| FeO | 0.451％ |
| 抗压强度 | 3600N/球 |
| 粒度 | 9～16mm |
实施例二
1.冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和
(1)常温20℃时，取冷轧酸泥、即冷轧厂酸再生车间沉降罐底泥压滤后的泥饼120kg，取冷轧厂的冷轧碱油泥650kg，加入搅拌桶后，按固液比1：6加入自来水搅拌8min，控制搅拌液pH值为7.1。
(2)搅拌桶内冷轧酸泥和冷轧碱油泥经中和沉淀后固液分离，形成中和泥和中和水，撇去搅拌桶液面废油装入储油槽收集，卖给炼油厂。
(3)由螺旋输送机卸出中和后泥，经压滤机压滤后的泥饼110℃烘干1h，粉碎后得到中和料粉。110℃烘干1h后冷轧酸泥、冷轧碱油泥和二者中和泥的成分对比如表6所示。
表6：烘干酸泥、冷轧碱油泥和二者中和料粉成分(wt％)
| 名称 | TFe | FeO | Cl | SiO2 | Al2O3 | CaO |
| 冷轧酸泥 | 41.04 | 16.70 | 22.10 | 1.07 | 0.88 | 0.012 |
| 冷轧碱油泥 | 61.28 | 30.17 | 0.05 | 1.05 | 0.14 | 0.048 |
| 中和泥 | 62.58 | 20.23 | 0.4 | 2.15 | 0.53 | 0.13 |
| 名称 | MgO | K2O | Na2O | TiO2 | S | P |
| 冷轧酸泥 | 0.01 | 0.005 | 0.011 | 0.35 | 0.19 | 0.08 |
| 冷轧碱油泥 | 0.01 | 0.005 | 0.093 | 0.26 | 0.25 | 0.018 |
| 中和泥 | 0.01 | 0.05 | 0.09 | 0.19 | 0.23 | 0.023 |
(4)检验搅拌桶水中氯化钠和氯化钾总溶解度为33g/100g水时，排出搅拌桶中的水至凉水池中，其自然蒸发后的产物焙烧后为氯化钠和氯化钾等盐，作为化工原料；同时补足搅拌桶中原料，混合液始终保持固液比1：6，pH值为7.1。
2.以步骤1中步骤(3)制备的冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉制备高炉氧化球团
(1)高炉氧化球团以精矿粉1、精矿粉2、中和料粉和皂土为原料，原料成分如表7所示。
表7：高氧化球团的原料成分(wt％)
| 名称 | Fe2O3 | FeO | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Na2O | K2O |
| 矿粉1 | 64.89 | 28.74 | 5.72 | 0.17 | 0.26 | 0.07 | - | - |
| 矿粉2 | 63.89 | 25.86 | 4.58 | 0.18 | 0.39 | 0.31 | - | - |
| 中和料粉 | 66.44 | 20.23 | 2.15 | 0.13 | 0.01 | 0.53 | 0.09 | 0.05 |
| 皂土 | 29.32 | 0.27 | 65.95 | 2.14 | 2.14 | 13.25 | 2.38 | 0.40 |
高炉氧化球团混合料配料方案如表8所示。
表8：高炉氧化球团混合料配料方案(wt％)
| 原料 | 精矿粉1 | 精矿粉2 | 中和料粉 |
| 干配比％ | 50 | 45 | 5 |
(2)以上混合干料外加混合干料重量1.1％的皂土混合均匀，加适量的水并在成球盘上造球，生球的性能如下：水分9％，0.5m高生球落下次数为5次，抗压强度13N。
(3)生球105℃干燥3h后干球抗压强度33.8N。干球经950℃预热15min、1280℃焙烧15min后自然冷却得到成品球，成品球成分如表9所示。
表9：高炉氧化球团成品球成分(wt％)
| 成分 | TFe | FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
| 指标 | 65.50 | 0.56 | 4.75 | 0.36 | 0.55 | 0.33 |
高炉氧化球团的物化性能技术标准如表10所示。
表10：高炉氧化球团物化性能技术指标
| 项目 | 技术指标 |
| TFe | 65.5％ |
| FeO | 0.65％ |
| 抗压强度 | 3700N/球 |
| 粒度 | 9～16mm |
Claims (2)
1.一种冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和方法，其特征在于，按以下步骤完成：
(1)冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和
将冷轧酸泥和冷轧碱油泥分别贮存在料斗中，料斗中的物料经螺旋给料机输送至搅拌桶中，冷轧酸泥、冷轧碱油泥重量比为1：5～6，按固液重量比为1：5～6加入水搅拌均匀，搅拌桶中的混合液pH值控制在6.5～7.5范围内；
(2)分离废油
搅拌桶内冷轧酸泥和冷轧碱油泥经中和沉淀后固液分离，形成中和泥和中和水，由刮油器将中和水液面表面的废油刮到储油槽中收集；
(3)制备中和粉料
搅拌桶内的中和泥经螺旋输送机出料输送至压滤机中，泥饼经烘干、粉碎成中和粉料，中和料粉全铁含量重量比为60～63％；
(4)制备氯化钠和氯化钾
检验搅拌桶内中和水的氯化钠和氯化钾的溶解度，当中和水中氯化钠和氯化钾的溶解度饱和时，排出这部分水至凉水池中，自然蒸发得到化工原料氯化钠和氯化钾，向搅拌桶内续加冷轧酸泥、冷轧碱油泥及水使混合液始终满足固液比为1：5～6，pH为6.5～7.5。
2.一种冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和产物制备高炉氧化球团方法，其特征在于，该方法生产的高炉氧化球团的物化性能技术指标为：TFe≥65％；FeO≤1％；抗压强度≥2500N/球，粒度为9mm～16mm；按以下步骤完成：
(1)混料：用冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉、精矿粉和粘结剂皂土制备高炉氧化球团，将重量比为3％～5％的冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉和重量比为97％～95％的精矿粉混合，外加1.1％～1.2％的皂土，其中，冷轧酸泥和冷轧碱油泥中和料粉全铁含量重量比为60～63％，以上原料由圆盘给料机下到配料皮带，运至强力混合机混合均匀；
(2)生球制备：混合均匀的混合料在圆盘造球机上造球，生球经过筛分，生球质量要求如下：粒度在9mm～16mm生球大于80％，生球落下次数大于5次/球，生球抗压强度为15～20N/球；
(3)生球预热焙烧冷却：生球在链篦机回转系统的预热干燥段烘干预热后进入焙烧区，1280～1300℃保温15～20min后进入冷却区冷却得到成品球。
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