CN110468274A - 电炉灰制备冷固球工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电炉灰制备冷固球工艺及设备，属于冶金固废资源利用技术领域，该制备工艺包括以下步骤：步骤A，将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a，组合物a中的铁品味不低于60％；步骤B，将组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；步骤C，利用组合物b进行制球；制备设备包括：配料机构，用于将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a；混合机构，用于接收配料机构排出的组合物a，使组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；制球机构，用于接收混合机构排出的组合物b，并对组合物b进行制球；进而实现对电炉灰的有效处理并生产出冷固球使其再次利用，有效地回收利用资源，保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及冶金固废资源利用技术领域，具体涉及一种电炉灰制备冷固球工艺及设备。
背景技术
电炉灰是电炉炼钢时，电炉烟尘经捕集器、烟道、最后经袋式除尘器处理捕集得到。约占电弧炉炼钢产出炉料装入量的1％～2％。电炉灰中含有40％～50％的铁，以及其他金属元素。
高效回收利用除尘灰中的铁及其他有效元素，实现资源的循环利用，无疑是发展钢铁工业循环经济的重要内容。
目前，电炉除尘灰的处理方法可分为：火法、湿法、火法与湿法相结合、固化或玻化以及直接填埋等。采用上述的处理方法，除尘灰中的有价金属没有得到充分回收利用，浪费金属资源，并对环境造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电炉灰制备冷固球工艺及设备，能够实现对电炉灰的有效处理并生产出冷固球使其再次利用，有效地回收利用资源，保护环境。
基于上述目的，本发明提供的电炉灰制备冷固球工艺，包括以下步骤：
步骤A，将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a，所述组合物a中的铁品味不低于60％；
步骤B，将所述组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；
步骤C，利用所述组合物b进行制球。
进一步的，所述电炉灰包括一次除尘灰和二次除尘灰。
进一步的，所述步骤A中各物料的重量配比如下：
一次除尘灰50％-60％，钢渣磁选粉15-25％，氧化铁皮5％-10％以及二次除尘灰10％-20％。
进一步的，所述步骤B中所述粘结剂的重量配比为2％-5％。
进一步的，所述粘结剂为复合型纤维素粘合剂。
进一步的，还包括：
步骤D，对所述组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分，并将碎球返回至步骤C重新制球。
本发明提供的一种电炉灰制备冷固球设备，包括：
配料机构，用于将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a；
混合机构，用于接收所述配料机构排出的所述组合物a，使所述组合物a与粘结剂和水混合为组合物b；
制球机构，用于接收所述混合机构排出的所述组合物b，并对所述组合物b进行制球。
进一步的，所述配料机构包括：多个配料单元、第一输送装置和混合缓冲装置；
所述配料单元包括通过管道依次连通的配料仓、第一阀体及第一给料机；
所述第一输送装置用于接收所述第一给料机排放的物料，并将所述物料输送至所述混合缓冲装置；
所述混合缓冲装置包括通过管道依次连通的缓冲仓、第二阀体和第一卸料器；所述缓冲仓用以接收物料并将物料混合为组合物a,所述第一卸料器用于将所述组合物a排放至所述混合机构中。
进一步的，所述混合机构包括轮碾机和第二输送装置；
所述轮碾机用于接收所述组合物a,并将所述组合物a、水和粘结剂混合以形成所述组合物b；通过所述第二输送装置将所述组合物b输送至所述制球机构中。
进一步的，所述制球机构包括至少一个缓冲输料单元和压球机；
所述缓冲输料单元包括通过管道依次连通的压球缓冲仓、第三阀体、第二卸料器和第二给料机；
所述压球缓冲仓用于接收所述组合物b，所述第二给料机用于将所述组合物b输送至所述压球机。
进一步的，还包括振动筛、成品仓、第三输送装置和第四输送装置；所述振动筛用于将所述组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分；
所述第三输送装置用于将所述成品球输送至所述成品仓内；
所述第四输送装置用以将所述碎球输送至所述压球缓冲仓内。
本发明提供的电炉灰制备冷固球工艺及设备的技术效果有：
本发明在电炉灰中特别地加入了氧化铁皮和钢渣磁选粉，使之混合制球，目的是提高球团含铁品位和减低有害元素含量占比，使组合物a中的铁品味不低于60％，改善球团的品位、强度及低温粉化性等冶金性能，以达到压球后入炉(冶炼)的要求。特别是钢渣磁选粉，同样来自钢铁厂产生的废弃物钢渣，达到废物的再次利用。
本发明可以实现以较少的设备、较低的成本、简单的操作流程，达到对电炉灰的有效处理，并生产出冷固球使其再次利用，有效地回收利用资源，保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电炉灰制备冷固球工艺的流程图；
图2为本发明实施例提供的电炉灰制备冷固球设备的结构示意图。
图标：100-配料机构；110-配料单元；111-配料仓；112-第一阀体；113-第一给料机；120-第一输送装置；130-混合缓冲装置；131-缓冲仓；132-第二阀体；133-第一卸料器；140-第五输送装置；200-混合机构；210-轮碾机；220-第二输送装置；300-制球机构；310-缓冲输料单元；311-压球缓冲仓；312-第三阀体；313-第二卸料器；314-第二给料机；320-压球机；400-振动筛；500-成品仓；600-第三输送装置；700-第四输送装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
现有的除尘灰冷固球生产线主要是针对高炉灰、转炉灰，由于很多钢厂没有电炉灰或者电炉灰很少，所以生产线没有对电炉灰专门的工艺考虑，随着短流程钢铁企业的大量建设，大量产生的电炉灰的有效处理必然成为一个必须考虑的问题。所以针对电炉企业为主的以处理电炉灰为目的的冷固球工艺技术及设备将成为一个非常有价值和意义的研究方向。
由于电炉灰的特殊成分(电炉灰含铁约40％左右，低于转炉灰和高炉灰，且含有大量锌/钾/钠/铅/铬/镉等对冶炼生产有害的元素。矿物组成几乎无胶凝性)及性能和传统的转炉灰和高炉灰不同，故需要对冷固球制备工艺进行针对性的优化及调整。
具体的，如图1所示，本发明提供的电炉灰制备冷固球工艺，包括以下步骤：
步骤A，将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a，组合物a中的铁品味不低于60％；
步骤B，将组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；
步骤C，利用组合物b进行制球。
本制备工艺中，由于电炉灰含铁品味较低，且包含其它杂质元素多，达不到入炉标准，故本发明在步骤A中特别地加入了氧化铁皮和钢渣磁选粉，使之混合制球，目的是提高球团含铁品位和减低有害元素含量占比，改善球团的品位、强度及低温粉化性等冶金性能，使组合物a中的铁品味不低于60％，以达到压球后入炉(冶炼)的要求。特别是钢渣磁选粉，同样来自钢铁厂产生的废弃物钢渣，经破碎磁选而得来，同样是废物再次利用。
优选地，电炉灰包括电炉炼钢时收集的一次除尘灰和二次除尘灰，进而达到废物利用，降低成本的目的。
通过各物料成分及性能分析及混合试验，步骤A中各物料的优选重量配比如下：
一次除尘灰50％-60％，钢渣磁选粉15-25％，氧化铁皮5％-10％以及二次除尘灰10％-20％。
上述各原料按配比进行混合，并混合过程中加入粘合剂。由于造球常用粘合剂有无机粘合剂如膨润土或焦油等，和有机粘合剂如淀粉或纸浆等，根据电炉灰的成分，且不增加其他入炉元素考虑，故选择有机粘结剂。
并且，要求有机粘结剂具有如下性能：
与所配比物料表面发生强烈的化学吸附作用，有足够的相对分子黏度，本身链架不易断裂等。经过大量相关试验验证，选择主要成分为棉花提取物纤维素的复合型纤维素粘合剂。其溶解于水后形成具有一定浓稠度和粘结力的褐色胶体，稳定性强，因粘合剂粘性较大，所以使之有较高的粘性提供成球粘度；且不增灰分，不降品位，不增磷硫，副作用少，成型效果好。
复合型纤维素粘合剂添加量的重量配比为2％-5％，加水搅拌5-8分钟，在物料有粘性后，即可进行制球工序。
为了对制球后的物料进行处理，本发明提供的电炉灰制备冷固球工艺中，还包括：
步骤D，对组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分，将成品球进行储存，将碎球返回至步骤C重新制球，达到了对不合格物料进行再利用的目的。
此外，本发明还提供了一种电炉灰制备冷固球设备，该设备应用于上述的电炉灰制备冷固球工艺。具体的，如图2所示，该设备包括：
配料机构100，用于将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a；
混合机构200，用于接收配料机构100排出的组合物a，使组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；
制球机构300，用于接收混合机构200排出的组合物b，并对组合物b进行制球。
本发明的一个优选实施方案中，配料机构100包括：多个配料单元110、第一输送装置120和混合缓冲装置130；
多个配料单元110分别用于对一次除尘灰、钢渣磁选粉、氧化铁皮、二次除尘灰进行输料，使物料通过第一输送装置120运送至混合缓冲装置130内。
上述的配料单元110包括通过管道依次连通的配料仓111、第一阀体112及第一给料机113；
第一阀体112采用插板阀，第一输送装置120采用皮带机，第一给料机113采用定量给料机，方便控制物料输出的流量，第一输送装置120用于接收第一给料机113排放的物料，并将物料输送至混合缓冲装置130；
混合缓冲装置130包括通过管道依次连通的缓冲仓131、第二阀体132和第一卸料器133；缓冲仓131用以接收物料并将物料混合为组合物a,第二阀体132采用插板阀，第一卸料器133采用星形卸料器，第一卸料器133用于将组合物a排放至混合机构200中。
为了方便将物料输送至配料仓111内，本发明的一个优选实施方案中，配料机构100还包括第五输送装置140，其作用是将物料分别送入至相应的配料仓111内。
本发明的一个优选实施方案中，混合机构200包括轮碾机210和第二输送装置220；
轮碾机210用于接收组合物a,并将组合物a、水和粘结剂混合以形成组合物b；通过第二输送装置220将组合物b输送至制球机构300中。第二输送装置220采用皮带机。
本发明的一个优选实施方案中，制球机构300包括至少一个缓冲输料单元310和压球机320；
缓冲输料单元310包括通过管道依次连通的压球缓冲仓311、第三阀体312、第二卸料器313和第二给料机314；
第三阀体312采用插板阀，第二卸料器313采用星形卸料器，压球机320采用对辊压球机320，压球缓冲仓311优选设置两个，压球缓冲仓311用于接收组合物b，第二给料机314用于将组合物b输送至压球机320。制球机构300不设置专门的消化设施，只设置两个压球缓冲仓311，轮流作业，简化工艺及设备。
另外，本发明提供的电炉灰制备冷固球设备中，还包括振动筛400、成品仓500、第三输送装置600和第四输送装置700。
振动筛400用于将组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分；
第三输送装置600用于将成品球输送至成品仓500内；
第四输送装置700用以将碎球输送至压球缓冲仓311内，进而对碎球重新进行加工压球，使废料得到充分利用。上述的第三输送装置600和第四输送装置700采用皮带机。
利用本发明提供的电炉灰制备冷固球设备的造球工序如下：
步骤S1，一次除尘灰、二次除尘灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮通过第五输送装置输送到相应的配料仓111内，通过第一阀体112及第一给料机113将各个物料排放至第一输送装置120，并将物料输送至混合缓冲装置130中的缓冲仓131内，将物料混合为组合物a；通过第二阀体132和第一卸料器133将组合物a排放至混合机构200中；
步骤S2，混合机构200中的轮碾机210接收组合物a,并将组合物a、水和粘结剂混合以形成组合物b；通过第二输送装置220将组合物b输送至制球机构300中；
步骤S3，制球机构300中的压球缓冲仓311接收组合物b，组合物b再依次通过第三阀体312、第二卸料器313、第二给料机314输送至压球机320内，对组合物b造球；
步骤S4，利用振动筛400将组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分；
成品球经第三输送装置600输送至成品仓500内进行储存；
碎球经第四输送装置700输送至压球缓冲仓311内进行重新制球。
采用该工艺可以实现以较少的设备、较低的成本、简单的操作流程，达到对电炉灰的有效处理，并生产出冷固球使其再次利用，产生明显的经济效益和社会效益。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电炉灰制备冷固球工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a，所述组合物a中的铁品味不低于60％；
步骤B，将所述组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；
步骤C，利用所述组合物b进行制球。
2.根据权利要求1所述的电炉灰制备冷固球工艺，其特征在于，所述电炉灰包括一次除尘灰和二次除尘灰。
3.根据权利要求2所述的电炉灰制备冷固球工艺，其特征在于，所述步骤A中各物料的重量配比如下：
一次除尘灰50％-60％，钢渣磁选粉15-25％，氧化铁皮5％-10％，以及二次除尘灰10％-20％。
4.根据权利要求3所述的电炉灰制备冷固球工艺，其特征在于，所述步骤B中所述粘结剂的重量配比为2％-5％。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电炉灰制备冷固球工艺，其特征在于，还包括：
步骤D，对所述组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分，并将碎球返回至步骤C重新制球。
6.一种电炉灰制备冷固球设备，其特征在于，包括：
配料机构，用于将电炉灰、钢渣磁选粉和氧化铁皮混合配制为组合物a；
混合机构，用于接收所述配料机构排出的所述组合物a，使所述组合物a、粘结剂和水混合以形成组合物b；
制球机构，用于接收所述混合机构排出的所述组合物b，并对所述组合物b进行制球。
7.根据权利要求6所述的电炉灰制备冷固球设备，其特征在于，所述配料机构包括：多个配料单元、第一输送装置和混合缓冲装置；
所述配料单元包括通过管道依次连通的配料仓、第一阀体及第一给料机；
所述第一输送装置用于接收所述第一给料机排放的物料，并将所述物料输送至所述混合缓冲装置；
所述混合缓冲装置包括通过管道依次连通的缓冲仓、第二阀体和第一卸料器；所述缓冲仓用以接收物料并将物料混合为组合物a,所述第一卸料器用于将所述组合物a排放至所述混合机构中。
8.根据权利要求6所述的电炉灰制备冷固球设备，其特征在于，所述混合机构包括轮碾机和第二输送装置；
所述轮碾机用于接收所述组合物a,并将所述组合物a与水和粘结剂混合为所述组合物b；通过所述第二输送装置将所述组合物b输送至所述制球机构中。
9.根据权利要求6所述的电炉灰制备冷固球设备，其特征在于，所述制球机构包括至少一个缓冲输料单元和压球机；
所述缓冲输料单元包括通过管道依次连通的压球缓冲仓、第三阀体、第二卸料器和第二给料机；
所述压球缓冲仓用于接收所述组合物b，所述第二给料机用于将所述组合物b输送至所述压球机。
10.根据权利要求9所述的电炉灰制备冷固球设备，其特征在于，还包括振动筛、成品仓、第三输送装置和第四输送装置；
所述振动筛用于将所述组合物b制球后产生的碎球和成品球进行筛分；
所述第三输送装置用于将所述成品球输送至所述成品仓内；
所述第四输送装置用以将所述碎球输送至所述压球缓冲仓内。
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