CN110711762B - 一种钢渣-工业副产物石膏复合粉的阶段粉磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提供了一种钢渣‑工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，通过预先除铁，将大块钢渣中的大颗粒金属铁去除，避免了大颗粒铁进入破碎机，影响破碎效率；通过两段破碎结合分选与除铁，避免了由于金属铁易磨性差，若大量进入磨机，增加管磨机循环负荷的问题；二段粉磨时将工业副产物石膏与钢渣混合粉磨，避免了工业副产物石膏单独粉磨时容易粘附设备、易过磨、易团聚的情况，对物料进行了有效的混合，获得了含铁量低、比表面积较高、含水率低的钢渣‑工业副产物石膏复合粉，促进了钢渣和工业副产物石膏这两种工业固废的协同利用。
Description
技术领域
本发明涉及工业固体废弃物综合利用的技术领域，更具体的说是涉及一种钢渣-工业副产物石膏复合粉的阶段粉磨方法。
背景技术
钢渣可以用于混凝土、水泥、公路建设中的水稳层等。而钢渣利用的技术壁垒在于：钢渣中铁含量高，单一的粉磨方法不仅难以达到大量利用所需的粒度，而且粉磨能耗大，综合利用除铁和阶段粉磨的方法不仅能降低能耗，同时能得到细粒级钢渣粉。
工业副产物石膏的成分与天然石膏一致即二水硫酸钙。由于其含有大量的硫酸根基团，可以对矿渣中具有水硬活性的硅氧四面体起到硫酸盐激发作用，形成矾石类矿物，对水化浆体产生强度起到贡献作用。但由于其含水率高，容易粘附粉末设备，亟待寻求一种有效的粉磨方式。
在钢渣的综合利用中，将钢渣-工业副产物石膏以及矿渣进行复配阶段粉磨高性能的水泥或混凝土是一种有效且能大量利用钢渣的方法，而这种方法需要钢渣达到一定细度才能充分发挥其作为碱性激发剂的作用。而钢渣-工业副产物石膏单独阶段粉磨胶凝材料的尚未有记载。
专利（CN107159426A）中公开了一种钢渣的二次选铁方法，通过振动筛——颚式破碎机——一级滚筒磁选机、振动筛——颚式破碎机——二级滚筒磁选机、破碎辊压磨——螺旋磁选机、干式球磨机，得到全铁品位60%的粒铁粉，保证球磨过程中的钢渣含铁量较低，有效降低磨矿功耗，减小球磨机的负荷和损耗度。该专利有利于钢渣中铁资源的回收利用，但没有注意到钢渣的复合利用。经过除铁后的钢渣粉的粒度较大难以综合利用，同时含铁量较高，破碎过程中损失的钢渣过多。同时没有考虑到钢渣-工业副产物石膏的综合利用问题。
专利（CN107986643A）公开了一种用石膏激发钢渣和矿粉阶段粉磨的掺合料及利用掺合料阶段粉磨的高性能混凝土。通过采用石膏激发钢渣的活性，以及钢渣和矿粉之间的相互激发作用，提高了钢渣和矿粉混合后的活性，通过采用该高活性的掺合料代替部分水泥阶段粉磨混凝土。但没有注意到钢渣-工业副产物石膏的综合利用问题，没有考虑到原料的粉磨工艺的影响。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种钢渣-工业副产物石膏复合粉的阶段粉磨方法以解决钢渣含铁量高、难磨细的问题，以及工业副产物石膏单独粉磨容易粘附粉磨设备、易过磨、易团聚的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，包括如下步骤：
(1)预先除铁：将大块钢渣经过给料和称重后，采用悬挂式除铁器进行预先除铁；
(2)一段闭路破碎分选及除铁：预先除铁后的大块钢渣通过振动方筛进行分选，其中筛上的大块钢渣进入破碎机进行一段破碎，一段破碎后再通过悬挂式除铁器除铁和振动方筛进行分选，如此形成第一段闭路循环；筛下钢渣通过板式流态化除铁器除铁，获得预破碎钢渣颗粒；
(3)二段闭路破碎选粉及除铁：步骤(2)获得的预破碎的钢渣颗粒进入辊压机进行二段破碎，之后在热风炉鼓出的热风的带动下，将进行二段破碎后的颗粒进入V型选粉机进行选粉，获得第一细颗粒与第一粗颗粒；所述第一细颗粒进入动态选粉机进行二次选粉，获得第二细颗粒和第二粗颗粒；将所述第一粗颗粒与所述第二粗颗粒混合，通过板式流态化除铁器进行除铁，除铁后返回继续进行二段破碎，如此形成第二段闭路循环；所述第二细颗粒形成粗钢渣颗粒；
(4)一段闭路粉磨选粉及除铁：步骤(3)形成的粗钢渣颗粒进行选粉，分选出第三细颗粒和第三粗颗粒；所述第三粗颗粒进入一段管磨机进行一段粉磨，一段粉磨后通过板式流态化除铁器除铁，除铁后再次返回进行选粉和一段粉磨，如此形成第三段闭路循环，最终获得第三细颗粒；
(5)工业副产物石膏烘干：工业副产物石膏进入烘干机烘干；
(6)二段开路混合粉磨及除铁：将步骤(4)中获得的第三细颗粒与烘干的所述工业副产物石膏同时放入二段管磨机进行二段混合粉磨，最终形成钢渣-工业副产物石膏复合粉，其中所述第三颗粒占50%-80%，所述工业副产物石膏占20%-50%。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，通过预先除铁，将大块钢渣中的大颗粒金属铁去除，避免了大颗粒铁进入破碎机，影响破碎效率；通过两段破碎结合分选与除铁，避免了由于金属铁易磨性差，若大量进入磨机，增加管磨机循环负荷的问题；二段粉磨时将工业副产物石膏与钢渣混合粉磨，避免了工业副产物石膏单独粉磨时容易粘附设备、易过磨、易团聚的情况，对物料进行了有效的混合，获得了含铁量低、比表面积较高、含水率低的钢渣-工业副产物石膏复合粉，降低了钢渣处理时的能耗，综合单位吨电耗≤50kW·h/t，提高了钢渣的可利用价值，有利于钢渣和工业副产物石膏这两种工业固废的协同利用。
优选的，步骤（2）中所述筛上的大块钢渣的粒度大于22mm，筛下所述预破碎钢渣粒度为18-22mm。通过振动方筛将粒度大于22mm的大块钢渣筛选出来继续进行除铁，破碎，保证了对大块钢渣进行最大限度破碎，优化破碎效果。同时，筛下分选出粒度为18-22mm的预破碎钢渣，降低了后续对辊压机和管磨机的负荷。
优选的，步骤（3）具体是：预破碎的钢渣颗粒进入辊压机进行二段破碎，之后在热风炉鼓出的热风的带动下，将进行二段破碎后的颗粒进入V型选粉机进行选粉，获得第一细颗粒与第一粗颗粒。
采用两段式破碎，第一段通过圆锥破碎机进行破碎，第二段通过辊压机进行破碎，符合“多破少磨”的理论，在入磨之前充分的对钢渣进行破碎，避免了大颗粒钢渣进入管磨机后增加管磨机的负荷，影响粉磨效果。经过两段破碎后的钢渣在热风炉热风的带动下进入V型选粉机进行选粉，采用热风带动一方面可以对破碎的钢渣进行烘干，另一方面热风的吹送能力强，以最佳强度将钢渣吹送至V型选粉机进行选粉。
优选的，步骤（6）中所述的钢渣-工业副产物石膏复合粉的比表面积为420-450m2/kg，含铁量为0.2-0.5%，含水量小于0.5%。
优选的，一段管磨机的长度为7-14.5m，直径为2-4.6m，内设2-3个仓；一段管磨机的粉磨介质为钢锻，钢锻的直径为20-80mm。
优选的，二段管磨机的长度为7-14.5m，直径为2-4.6m，内设2-3个仓；所述二段管磨机的研磨介质为钢球或细钢锻，所述钢球或细钢锻的直径为10-20mm。
在管磨机中添加粉磨介质钢锻或钢球，并通过增加钢锻或钢球的填充量有利于延长凝胶材料在粉磨介质间的停留时间，使得粉磨和均化效果更佳明显。
优选的，所述钢渣为转炉钢渣、热泼钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣或电炉渣中的一种；所述工业副产物石膏为脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏、废陶石膏中的一种或多种。
本发明实现的有益效果：（1）本发明中对钢渣进行了预先除铁、一段破碎除铁、二段破碎除铁及一段管磨除铁，采用了四道除铁工序，有效抛去了影响钢渣易磨性的金属铁，符合“阶段粉磨阶段选别”、“能抛早抛”的思想，解决了钢渣难磨细、含铁量高的问题。
（2）将钢渣和工业副产物石膏进行二段混合粉磨，解决了工业副产物石膏单独粉磨容易粘附粉磨设备、易过磨、易团聚的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法采用预先除铁、两段破碎及两段粉磨实现对钢渣及工业副产物石膏的粉磨，达到钢渣和工业副产物石膏两种工业固废的协同利用，具体实施方式如下：
首先，将最大粒度约为100mm的大块钢渣，经过给料和称重后，对大块钢渣通过悬挂式除铁器进行预先除铁，避免了大块钢渣大量进入管磨机，由于金属铁易磨性差，进入管磨机后给管磨机带来的额外负荷。
再次，经过预先除铁后，大块钢渣经过振动方筛进行分选，筛孔边长为2mm，粒度大于22mm的筛上大块钢渣进入圆锥破碎机进行一段破碎后再次通过悬挂式除铁器进行除铁，除铁后再通过振动方筛进行分选，以此形成第一段闭路循环；粒度为18-22mm的筛下钢渣通过板式流态化除铁器除去铁，形成颗粒粒度为22mm的预破碎钢渣颗粒。预破碎的钢渣颗粒进入辊压机进行二段破碎，在热风炉鼓出热风的带动下，进入V型选粉机进行选粉，产生第一细颗粒与第一粗颗粒；第一细颗粒进入动态选粉机选粉，产生比表面积为320m2/kg的第二细颗粒和比表面积小于等于320m2/kg第二粗颗粒；第二粗颗粒汇同第一粗颗粒一起，再经过板式流态化除铁器进行除铁，之后返回辊压机继续破碎形成第二段闭路循环；第二细颗粒形成粗钢渣颗粒。
接着，粗钢渣颗粒进入高效选粉机选出比表面积400m2/kg的第三细颗粒和比表面积小于等于400m2/kg的第三粗颗粒；第三粗颗粒进入一段管磨机进行粉磨，一段管磨机的长度为9m，直径3.8m，为2仓式，粉磨介质为直径20mm的钢锻，经过一段管磨机粉磨后通过板式流态化除铁器除铁，除铁后的钢渣颗粒返回高效选粉机继续选粉和一段粉磨以此形成第三段闭路循环，最终均形成第三细颗粒，第三细颗粒的比表面积为420m2/kg。
同时，工业副产物石膏进入烘干机烘干。经烘干的工业副产物石膏含水量为0.3%。
最后，将比表面积为420 m2/kg的第三细颗粒与烘干后的工业副产物石膏同时放入二段管磨机进行二段混合粉磨，其中第三颗粒占50%-80%，工业副产物石膏占20%-50%，第二段管磨机的长度为9m，直径3.8m，为2仓式，粉磨介质为直径10mm的钢锻和钢球，在二段管磨机中将第三细颗粒与烘干后的工业副产物石膏进行混合粉磨，最终获得比表面积为520m2/kg，含铁量为0.2％，含水量0.3％的钢渣-工业副产物石膏复合粉。将工业副产物石膏与钢渣混合粉磨，不仅避免了工业副产物石膏单独粉磨时容易粘附粉末设备的情况，同时对物料进行有效的预先混合。
在本实施例中，钢渣为转炉钢渣、热泼钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣或电炉渣中的一种；所述工业副产物石膏为脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏、废陶石膏中的一种或多种。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）预先除铁：将大块钢渣经过给料和称重后，采用悬挂式除铁器进行预先除铁；
（2）一段闭路破碎分选及除铁：预先除铁后的大块钢渣通过振动方筛进行分选，其中筛上的大块钢渣进入破碎机进行一段破碎，一段破碎后再通过悬挂式除铁器除铁和振动方筛进行分选，如此形成第一段闭路循环；筛下钢渣通过板式流态化除铁器除铁，获得预破碎钢渣颗粒；
（3）二段闭路破碎选粉及除铁：步骤（2）获得的预破碎的钢渣颗粒进入辊压机进行二段破碎，之后在热风炉鼓出的热风的带动下，将进行二段破碎后的颗粒进入V型选粉机进行选粉，获得第一细颗粒与第一粗颗粒；所述第一细颗粒进入动态选粉机进行二次选粉，获得第二细颗粒和第二粗颗粒；将所述第一粗颗粒与所述第二粗颗粒混合，通过板式流态化除铁器进行除铁，除铁后返回继续进行二段破碎，如此形成第二段闭路循环；所述第二细颗粒形成粗钢渣颗粒；
（4）一段闭路粉磨选粉及除铁：步骤（3）形成的粗钢渣颗粒进行选粉，分选出第三细颗粒和第三粗颗粒；所述第三粗颗粒进入一段管磨机进行一段粉磨，一段粉磨后通过板式流态化除铁器除铁，除铁后再次返回进行选粉和一段粉磨，如此形成第三段闭路循环，最终获得第三细颗粒；
（5）工业副产物石膏烘干：工业副产物石膏进入烘干机烘干；
（6）二段开路混合粉磨及除铁：将步骤（4）中获得的第三细颗粒与烘干的所述工业副产物石膏同时放入二段管磨机进行二段混合粉磨，最终形成钢渣-工业副产物石膏复合粉，其中所述第三细颗粒占50%-80%，所述工业副产物石膏占20%-50%。
2.根据权利要求1所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，步骤(2)中所述筛上的大块钢渣的粒度大于22mm，筛下所述预破碎钢渣粒度为18-22mm。
3.根据权利要求1所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，步骤(6)中所述的钢渣-工业副产物石膏复合粉的比表面积为420-450㎡/kg，含铁量为0.2-0.5％，含水量小于0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，所述一段管磨机的长度为7-14.5m，直径为2-4.6m，内设2-3个仓；所述一段管磨机的粉磨介质为钢锻，所述钢锻的直径为20-80mm。
5.根据权利要求1所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，所述二段管磨机的长度为7-14.5m，直径为2-4.6m，内设2-3个仓。
6.根据权利要求5所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，所述二段管磨机的粉磨介质为钢球或细钢锻，所述钢球或细钢锻的直径为10-20mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种钢渣-工业副产物石膏复合粉阶段粉磨方法，其特征在于，所述钢渣为转炉钢渣、热泼钢渣、热闷钢渣、滚筒钢渣或电炉渣中的一种；所述工业副产物石膏为脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏、废陶石膏中的一种或多种。
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