CN110951972A - 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法 - Google Patents

利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110951972A
CN110951972A CN201911247607.9A CN201911247607A CN110951972A CN 110951972 A CN110951972 A CN 110951972A CN 201911247607 A CN201911247607 A CN 201911247607A CN 110951972 A CN110951972 A CN 110951972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
magnesium
aluminum
molten
steel slag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911247607.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张亚妮
朱春江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Baotian New Building Materials Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Baotian New Building Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Baotian New Building Materials Co Ltd filed Critical Shanghai Baotian New Building Materials Co Ltd
Priority to CN201911247607.9A priority Critical patent/CN110951972A/zh
Publication of CN110951972A publication Critical patent/CN110951972A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/005—Manufacture of flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/10—Non-chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0066—Preliminary conditioning of the solid carbonaceous reductant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0038—Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0069—Obtaining aluminium by other processes from scrap, skimmings or any secondary source aluminium, e.g. recovery of alloy constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/22—Obtaining magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Abstract

本发明提供了一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其包括：将钢渣、焦炭和含铁冶金固废加入碳热还原炉内进行高温还原反应，生成的铁水沉积在底部，生成的熔融态炉渣集中在顶部并排出；铁水排出后用于生铁铸造；一部分熔融态炉渣经过水淬后，粉磨成矿渣微粉，剩余所述熔融态炉渣内添加成分调整剂后，得到不同种类的钙镁铝硅制品；本发明提供了一种大规模高附加值利用钢渣的新途径，钢渣、焦炭和含铁冶金固废高温还原反应，既克服了目前钢渣综合利用过程中安定性差、硬度高不易粉磨和铁回收率低等问题，又实现了在回收铁的同时直接利用熔融态炉渣生产多种高附加值产品，使钢渣得到完全利用，“变废为宝”，其社会效益和经济效益巨大。

Description

利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法
技术领域
本发明属于冶炼渣资源综合利用技术领域，具体涉及一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中形成的固体废渣，每炼1t钢排出0.1-0.3t钢渣。据统计，2014年我国钢渣产生量约2亿吨，全国钢渣累积总量接近10亿吨，而钢渣的综合利用率仅为10％，且多限于初级加工，大部分企业仍采用堆存陈化的简单处理工艺，甚至将其转移到偏远地区填埋，不仅占用了有限的土地资源，还会导致土壤、表层水和地下水污染等诸多环境问题。
钢渣由于其较高的铁含量及成分特点，具有较大的潜在利用价值，钢渣的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、RO(铁、镁、锰的氧化物)相、游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)等。钢渣质地坚硬难破碎，化学成分复杂、波动大、富镁铁等，同时钢渣中的f-CaO和f-MgO导致的体积不安定性，以及钢渣中无法通过磁选选出铁的氧化物，是制约钢渣利用的关键因素。目前，钢渣主要用于钢厂内部返烧结和炼钢配料、工程回填、路基材料和生产水泥等方面，综合利用率和产品附加值都很低。迄今为止，人们已开发出了近40种有关钢渣综合利用的方法，但仍未找到大规模资源化利用钢渣的有效途径，钢渣实现“零排放”是世界钢铁行业的难题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种大规模高附加利用钢渣的工艺方法，在回收钢渣中含铁资源的同时，直接利用高温熔融态炉渣生产具有较高附加值的钙镁铝硅制品，同时解决了钢渣易磨性差、活性低和体积安定性的问题，即钢渣在熔融还原炼铁过程中，其化学成分和矿物组成发生了改变，所形成的熔融态炉渣中铁含量小于0.5％，其中包含大量的C3S、C2S等活性矿物和玻璃态物质，经水淬后钢渣中已不存在造成安定性不良的游离态CaO和MgO，且钢渣的粒径小于10mm，由于采用火法高温还原炼铁工艺，钢渣中各种形态的铁均得到有效还原和回收，铁的回收率达到99％以上，水淬后钢渣的易磨性和安定性得到极大改善，因此钢渣易磨、水化活性和安定性等问题得到解决，从而实现了钢渣的高效资源化利用，具体地提供了一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其包括如下步骤：
(1)、将钢渣、焦炭和含铁冶金固废按质量百分比(50-70):(20-40):(5-10)加入碳热还原炉内进行冶炼，冶炼(即钢渣还原炼铁)的温度为1450-1650℃，生成的铁水沉积在底部，生成的熔融态炉渣集中在顶部并排出；
(2)、铁水排出后用于生铁铸造；一部分的熔融态炉渣经过水淬后，粉磨成矿渣微粉，剩余部分的熔融态炉渣内添加成分调整剂，生产不同种类的钙镁铝硅制品；
钙镁铝硅制品包括矿渣棉板、矿渣微晶玻璃、矿渣玻璃纤维或矿渣发泡微晶玻璃。
作为本发明的进一步改进，步骤(1)中，钢渣的粒径为5-50mm。
作为本发明的进一步改进，步骤(1)中，焦炭的粒径为40-80mm；冶炼的时间为3-4h。
作为本发明的进一步改进，步骤(1)中，含铁冶金固废选自含铁除尘灰、酸洗污泥和轧钢污泥中的一种以上。步骤(1)中，含铁冶金固废的粒径为5-35mm，含铁冶金固废的添加量为5-10wt％。
作为本发明的进一步改进，步骤(1)中，熔融态炉渣中氧化钙为10-45wt％，氧化镁为5-20wt％，三氧化二铝为5-20wt％，二氧化硅为15-50wt％；熔融态炉渣的排出温度为1400-1600℃。
作为本发明的进一步改进，步骤(2)中，成分调整剂选自石英砂、长石、氢氧化铝、碳酸镁、纯碱、芒硝、硼砂、碳酸钡、硝酸钠、萤石、氟硅酸钠和氧化锌中的一种以上。
作为本发明的进一步改进，矿渣棉板的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过成纤、集棉、固化得到，熔制的温度为1430-1500℃，熔制的时间为8-10h，成纤的温度为1350-1450℃，固化的温度为220-250℃，矿渣棉板的容重为30-200kg/m3。
作为本发明的进一步改进，矿渣微晶玻璃的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过压延、退火、晶化得到，熔制的温度为1480-1580℃，熔制的时间为16-18h，压延的温度为1200-1300℃，退火的温度为630-670℃，晶化的温度为850-1050℃，矿渣微晶玻璃的密度为(2.6-2.8)×103kg/m3。
作为本发明的进一步改进，矿渣玻璃纤维的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过漏板拉丝、织布、定型得到，熔制的温度为1580-1650℃，熔制的时间为20-24h，漏板拉丝的温度为1560-1620℃，矿渣玻璃纤维的单丝直径为3-20μm。
作为本发明的进一步改进，矿渣发泡微晶玻璃的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过水淬、粉磨、晶化得到，熔制的温度为1450-1550℃，熔制的时间为15-20h，粉磨的细度不小于200目，晶化的温度为1050-1200℃，矿渣发泡微晶玻璃的容重为220-1000kg/m3。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明提供了一种高附加值利用钢渣的新途径，采用钢渣、焦炭和含铁冶金固废进行高温还原炼铁反应，既克服了目前钢渣综合利用过程中安定性差、硬度高不易粉磨和铁回收率低等问题，又实现了在回收铁的同时直接利用熔融态炉渣生产多种高附加值产品，从而使钢渣得到完全利用，即“变废为宝”，使得其社会效益和经济效益巨大；另外，相比于现有的单条产线的钢渣年处理能力为30-50万吨，本发明的还原炼铁的方法特别适用于堆存的上亿吨含铁量较高的未利用钢渣。
第二、本发明相比于现有传统工艺所生产的炼铁产品，直接以熔融态炉渣为主要原料，其通过钢渣成分的设计和调整，不仅可得到传统工艺使用天然矿物原料无法生产的钙镁铝硅制品，而且熔制能耗为传统工艺的50-70％，同时产品在强度、耐久性、致密性等性能指标上均有所提高，从而促进了相关产品的技术进步。
第三、本发明充分利用了熔融态炉渣的显热，并在铁还原过程中可协同处理钢铁厂内的其他含铁冶金固废，在节能减排和环境保护方面具有积极的促进作用。
具体实施方式
本发明提供了一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，首先以碳热还原法提取钢渣中的铁，然后直接利用高温熔融态炉渣生产钙镁铝硅制品的工艺技术。
具体地，本发明的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法包括如下步骤：
(1)、将完全冷却后的钢渣破碎至粒径为5-50mm的块状颗粒，然后与粒径为40-80mm冶金焦炭加入碳热还原炉中，同时配加一定比例钢铁厂内的其他含铁冶金固废进行还原冶炼反应，还原炼铁的温度为1450-1650℃，冶炼的时间为3-4h，生成的铁水沉积在底部，生成的熔融态炉渣集中在顶部并排出炉外；
(2)、被还原出的铁水用铁水罐直接运往炼钢工序或用于生铁铸造等；一部分的熔融态炉渣通过渣沟进入水淬系统后成为安定性良好的水淬渣，粉磨成矿渣微粉用于水泥和混凝土中，另一部分的熔融态炉渣用渣罐运往钙镁铝硅制品生产车间，以热装方式加入熔渣成分调整工业炉内，同时添加5-30wt％的成分调整剂，经充分熔制后生产出不同种类的钙镁铝硅制品。
具体地，钙镁铝硅制品包括矿渣棉板、矿渣微晶玻璃、矿渣玻璃纤维或矿渣发泡微晶玻璃。
实际上，在步骤(1)中，含铁物料(即钢渣)和焦炭在碳热还原炉内发生高温氧化还原反应，钢渣及其他含铁冶金固废中的铁氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)被还原成单质铁，其余物质形成钙镁铝硅质的熔融态炉渣。其中，钢渣及其他含铁冶金固废的铁氧化物平均含量合计为20-30％。
优选地，碳热还原炉可以为钢铁厂停用小高炉或新建冲天炉，且配料、加料、除尘、热风、出铁和出渣等配套设施齐全。
目前，热态钢渣的处理工艺主要有冷弃法、热泼法、水淬法、浅盘法、热闷法、风淬法、滚筒法、干式粒化法和加压蒸汽陈化法等，其中我国钢厂采用较多的是热泼法、滚筒法、热闷法和加压蒸汽陈化法。本发明在钢渣还原炼铁过程中，需要使用粒径为5-50mm的块状颗粒，因此不适用于滚筒法、水淬法、干式粒化法等处理工艺产生的小颗粒钢渣，故可用于热泼法、热闷法、加压蒸汽陈化法等较大的块状钢渣。
具体地，将热闷池中的转炉钢渣用挖掘机或抓斗从池内挖出，运至钢渣预处理车间，较大钢渣块先用破碎锤等工具进行预处理，预处理后的钢渣满足设备进料要求后由振动给料机喂料，再采用颚式破碎机、圆锥式破碎机或冲击式破碎机以及筛分设备进行破碎和分离，得到5-50mm粒度大小的钢渣块料。
在步骤(1)中，含铁冶金固废为钢铁冶炼和加工各工序产生的含铁除尘灰、酸洗污泥、轧钢污泥等，经干燥、搅拌、压块及烘干处理，粒径为5-35mm的块状物料，含铁冶金固废的添加量可以为5-10wt％。
在步骤(1)中，熔融态炉渣中氧化钙(CaO)为10-45wt％，氧化镁(MgO)为5-20wt％，三氧化二铝(Al2O3)为5-20wt％，二氧化硅(SiO2)为15-50wt％；熔融态炉渣的排出温度(即出炉温度)为1400-1600℃。
在步骤(2)中，一部分的熔融态炉渣和另一部分的熔融态炉渣的比例不便于量化，因水淬渣粉磨加工和生产钙镁铝硅制品的数量需根据实际生产情况进行灵活调整。
在步骤(2)中，成分调整剂选自石英砂、长石、氢氧化铝、碳酸镁、纯碱、芒硝、硼砂、碳酸钡、硝酸钠、萤石、氟硅酸钠和氧化锌中的一种以上。
(矿渣棉板)
矿渣棉板的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，熔体经过成纤、集棉、造粒、打褶、固化、切割、包装后成为矿棉粒状棉和板毡制品，其中，熔制的温度为1430-1500℃，熔制的时间为8-10h，成纤的温度为1350-1450℃，固化的温度为220-250℃，矿渣棉板的容重为30-200kg/m3。
矿渣棉板制品为防火保温、隔音降噪材料，用于建筑和工业保温隔热及吸音降噪领域。
(矿渣微晶玻璃)
矿渣微晶玻璃的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，熔体经过压延、退火、晶化、切割、磨抛、包装后成为不同规格品种的矿渣微晶玻璃制品，熔制的温度为1480-1580℃，熔制的时间为16-18h，压延的温度为1200-1300℃，退火的温度为630-670℃，晶化的温度为850-1050℃，矿渣微晶玻璃的密度为(2.6-2.8)×103kg/m3。
矿渣微晶玻璃为装饰装修、防腐耐磨材料，用于各类建筑装饰和工业防护领域。
(矿渣玻璃纤维)
矿渣玻璃纤维的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，熔体经过漏板拉丝、络纱、织布、定型、包装成为矿渣玻璃纤维制品，熔制的温度为1580-1650℃，熔制的时间为20-24h，漏板拉丝的温度为1560-1620℃，矿渣玻璃纤维的单丝直径为3-20μm。
矿渣玻璃纤维为耐酸耐水特种玻璃纤维材料，用于制造与酸性材料接触的地下管道、化学品及油类储罐等领域。
(矿渣发泡微晶玻璃)
矿渣发泡微晶玻璃的制备过程为：熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，熔体经过水淬、粉磨、筛分、混合、布料、晶化、切割、磨抛、包装后成为不同规格品种的矿渣发泡微晶玻璃制品，熔制的温度为1450-1550℃，熔制的时间为15-20h，粉磨的细度不小于200目，晶化的温度为1050-1200℃，矿渣发泡微晶玻璃的容重为220-1000kg/m3。
矿渣发泡微晶玻璃为绝热、吸声、防潮和防火的多孔类无机保温材料，用于建筑外墙防火保温、地下工程防火保温和工业设备保温保冷等领域。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例的利用钢渣还原炼铁并联产矿渣微晶玻璃的方法包括如下步骤：
(1)、将粒径为5mm的热闷池中的转炉钢渣块料、焦炭和轧钢污泥压块按质量百分比60:30:10的配比混合均匀后加入450m3小型炼铁高炉内，在焦炭的还原作用下钢渣及轧钢污泥中的含铁氧化物被还原成单质铁，此外钢渣中自身所包含的单质铁也在1450℃下熔化成为铁水。利用高炉系统的出铁和出渣系统将沉积在炉缸底部的铁水和顶部的熔融态炉渣分别排出。
(2)、铁水通过铁水鱼雷罐车运往炼钢工序。一部分的熔融态炉渣进入水淬系统处理成为水渣；剩余部分的熔融态炉渣通过渣罐车运往矿渣微晶玻璃制品生产车间，将渣罐内的熔融态炉渣倾倒入熔渣成分调整工业炉内，同时配加成分调整剂进行熔制，成分调整剂由石英砂、纯碱、芒硝、氢氧化铝、氟硅酸钠和萤石混合而成，熔制温度为1520℃，在炉内熔制16h后通过供料道流出；流出的高温熔体由压延机在1260℃下压制成宽度为1700mm，厚度为15mm的微晶玻璃板材；接着在退火晶化一体窑内进行热处理，退火温度为645℃，晶化温度为980℃；晶化后的微晶玻璃板经磨抛、切割加工成产品发货出厂。
矿渣微晶玻璃的平均抗压强度、抗折强度、莫氏硬度分别为400Mpa、35Mpa和6.5，优于传统合成人造石的相关性能指标(平均抗压强度、抗折强度、莫氏硬度分别为295Mpa、20Mpa和5.5)。
实施例2：
本实施例为利用热泼转炉钢渣生产矿渣棉板制品，还原炼铁和熔渣成分调整过程与实施例1相同，不同之处在于其他含铁冶金固废和成分调整剂种类、熔制温度和时间。具体地，
本实施例的利用钢渣还原炼铁并联产矿渣棉板的方法包括如下步骤：
(1)、将粒径为15mm的钢渣块料、焦炭和电炉炼钢除尘灰压块按质量百分比60:35:5的配比混合均匀后加入450m3小型炼铁高炉内，在焦炭的还原作用下钢渣及轧钢污泥中的含铁氧化物被还原成单质铁，此外钢渣中自身所包含的单质铁也在1650℃下熔化成为铁水。利用高炉系统的出铁和出渣系统将沉积在炉缸底部的铁水和顶部的熔融态炉渣分别排出。
(2)、铁水通过铁水鱼雷罐车运往炼钢工序。一部分的熔融态炉渣进入水淬系统处理成为水渣；剩余部分的熔融态炉渣通过渣罐车运往矿渣棉板制品生产车间，将渣罐内的熔融态炉渣倾倒入熔渣成分调整工业炉内，同时配加成分调整剂进行熔制，成分调整剂由石英砂、纯碱和长石混合而成，熔制温度为1470℃，熔制和均化时间为8h；成分调整后的合格熔体以5t/hr的速度由流料口流出，经导料槽进入四辊离心机在1380℃温度下成纤，然后通过集棉、铺毡、打褶加压、固化、切割、包装后成为不同容重的矿渣棉板制品。
矿渣棉板(容重135kg/m3)制品的压缩强度、抗拉强度、纤维平均直径分别为381.6KPa、181.2KPa、4.2μm，优于传统冲天炉制矿棉板的相关性能指标(压缩强度、抗拉强度、纤维平均直径分别为100KPa、40KPa、6.0μm)。
实施例3：
本实施例为利用加压蒸汽陈化钢渣生产矿渣玻璃纤维制品，还原炼铁和熔渣成分调整过程与实施例1相同，不同之处在于其他含铁冶金固废和成分调整剂种类、熔制温度和时间。
具体地，
本实施例的利用钢渣还原炼铁并联产矿渣玻璃纤维的方法包括如下步骤：
(1)、将粒径为25mm的钢渣块料、焦炭和高炉炼铁除尘灰压块按质量百分比65:28:7的配比混合均匀后加入450m3小型炼铁高炉内，在焦炭的还原作用下钢渣及轧钢污泥中的含铁氧化物被还原成单质铁，此外钢渣中自身所包含的单质铁也在1550℃下熔化成为铁水。利用高炉系统的出铁和出渣系统将沉积在炉缸底部的铁水和顶部的熔融态炉渣分别排出。
(2)、铁水通过铁水鱼雷罐车运往炼钢工序。一部分的熔融态炉渣进入水淬系统处理成为水渣；剩余部分的熔融态炉渣通过渣罐车运往矿渣玻璃纤维制品生产车间，将渣罐内的熔融态炉渣倾倒入熔渣成分调整工业炉内，同时配加成分调整剂进行熔制，成分调整剂由硼砂、硝酸钠、氢氧化铝和石英砂混合而成，熔制温度为1590℃，熔制和均化时间为20h；成分调整后的合格熔体经多个通路送至多孔铂金漏板，高速拉制成玻纤原丝，然后通过络纱、织布、定型、包装成为矿渣玻璃纤维制品。
矿渣玻璃纤维(公称直径10μm)的断裂强度为0.65N/tex，优于同直径无碱玻璃纤维0.4N/tex的相关性能指标。
实施例4：
本实施例为利用风淬钢渣生产矿渣发泡微晶玻璃制品，还原炼铁和熔渣成分调整过程与实施例1相同，不同之处在于其他含铁冶金固废和成分调整剂种类、熔制温度和时间。具体地，
本实施例的利用钢渣还原炼铁并联产矿渣发泡微晶玻璃的方法包括如下步骤：
(1)、将粒径为35mm的钢渣块料、焦炭和冷轧酸洗污泥压块按质量百分比70:20:10的配比混合均匀后加入450m3小型炼铁高炉内，在焦炭的还原作用下钢渣及轧钢污泥中的含铁氧化物被还原成单质铁，此外钢渣中自身所包含的单质铁也在1455℃高温下熔化成为铁水。利用高炉系统的出铁和出渣系统将沉积在炉缸底部的铁水和顶部的熔融态炉渣分别排出。
(2)、铁水通过铁水鱼雷罐车运往炼钢工序。一部分的熔融态炉渣进入水淬系统处理成为水渣；剩余部分的熔融态炉渣通过渣罐车运往矿渣发泡微晶玻璃制品生产车间，将渣罐内的熔融态炉渣倾倒入熔渣成分调整工业炉内，同时配加成分调整剂进行熔制，成分调整剂由纯碱、碳酸钡、氢氧化铝、石英砂和氧化锌混合而成，熔制温度为1500℃，熔制和均化时间为15h；成分调整后的合格熔体由出料口流出进入水淬池，用捞渣机将水淬颗粒捞出并烘干粉磨成细度为200目的粉体，然后将发泡剂、稳泡剂、助熔剂与前述粉体按适当比例混合均匀通过布料机铺装在耐火模具中，最后进入晶化窑内进行发泡和晶化，冷却出窑后经切割、磨抛、包装成为矿渣发泡微晶玻璃制品。
其中，发泡剂选自碳酸钙、二氧化锰、碳粉、碳酸钠、硫酸钙和碳化硅中的一种或几种，稳泡剂选自二氧化钛、三氧化二铁、磷酸三钠和磷酸三钾中的一种或几种，助熔剂选自硼砂、硼酸和萤石中的一种或几种，发泡剂的掺入量为2-10％，稳泡剂的掺入量为4-8％，助熔剂的掺入量为1-5％。
矿渣发泡微晶玻璃(容重250kg/m3)制品的平均抗压强度、抗折强度分别为1.2Mpa、1.0Mpa，优于传统泡沫玻璃的相关性能指标(平均抗压强度、抗折强度分别为0.6Mpa、0.5Mpa)。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将钢渣、焦炭和含铁冶金固废按质量百分比(50-70):(20-40):(5-10)加入碳热还原炉内进行冶炼，所述冶炼的温度为1450-1650℃，生成的铁水沉积在底部，生成的熔融态炉渣集中在顶部并排出；
(2)、所述铁水排出后用于生铁铸造；一部分的所述熔融态炉渣经过水淬后，粉磨成矿渣微粉，剩余部分的所述熔融态炉渣内添加成分调整剂后，生产不同种类的钙镁铝硅制品；
所述钙镁铝硅制品包括矿渣棉板、矿渣微晶玻璃、矿渣玻璃纤维或矿渣发泡微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述钢渣的粒径为5-50mm。
3.根据权利要求1所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述焦炭的粒径为40-80mm；所述冶炼的时间为3-4h。
4.根据权利要求1所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述含铁冶金固废选自含铁除尘灰、酸洗污泥和轧钢污泥中的一种以上；
步骤(1)中，所述含铁冶金固废的粒径为5-35mm。
5.根据权利要求1所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述熔融态炉渣中氧化钙为10-45wt％，氧化镁为5-20wt％，三氧化二铝为5-20wt％，二氧化硅为15-50wt％；所述熔融态炉渣的排出温度为1400-1600℃。
6.根据权利要求1所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述成分调整剂选自石英砂、长石、氢氧化铝、碳酸镁、纯碱、芒硝、硼砂、碳酸钡、硝酸钠、萤石、氟硅酸钠和氧化锌中的一种以上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：所述矿渣棉板的制备过程为：所述熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过成纤、集棉、固化得到，所述熔制的温度为1430-1500℃，所述熔制的时间为8-10h，所述成纤的温度为1350-1450℃，所述固化的温度为220-250℃，所述矿渣棉板的容重为30-200kg/m3。
8.根据权利要求1-6任一项所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：所述矿渣微晶玻璃的制备过程为：所述熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过压延、退火和晶化得到，所述熔制的温度为1480-1580℃，所述熔制的时间为16-18h；所述压延的温度为1200-1300℃，所述退火的温度为630-670℃，所述晶化的温度为850-1050℃，所述矿渣微晶玻璃的密度为(2.6-2.8)×103kg/m3。
9.根据权利要求1-6任一项所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：所述矿渣玻璃纤维的制备过程为：所述熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过漏板拉丝、织布和定型得到，所述熔制的温度为1580-1650℃，所述熔制的时间为20-24h，所述漏板拉丝的温度为1560-1620℃，所述矿渣玻璃纤维的单丝直径为3-20μm。
10.根据权利要求1-6任一项所述的利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法，其特征在于：所述矿渣发泡微晶玻璃的制备过程为：所述熔融态炉渣内添加成分调整剂熔制后，经过水淬、粉磨和晶化得到，所述熔制的温度为1450-1550℃，所述熔制的时间为15-20h，所述粉磨的细度不小于200目，所述晶化的温度为1050-1200℃，所述矿渣发泡微晶玻璃的容重为220-1000kg/m3。
CN201911247607.9A 2019-12-09 2019-12-09 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法 Pending CN110951972A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911247607.9A CN110951972A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911247607.9A CN110951972A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110951972A true CN110951972A (zh) 2020-04-03

Family

ID=69980314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911247607.9A Pending CN110951972A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110951972A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112979189A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 鞍钢股份有限公司 一种应用于水泥生产的转炉渣的改质方法
CN112979151A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 重庆新离子环境科技有限公司 一种飞灰耦合冶金废渣的资源化处理方法
CN113968684A (zh) * 2021-10-19 2022-01-25 北京科技大学 一种处理不锈钢酸洗污泥并制备矿渣水泥的方法
CN114671621A (zh) * 2022-04-02 2022-06-28 陕西理工大学 一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维
CN115745449A (zh) * 2022-11-25 2023-03-07 凉山瑞京环保资源开发有限公司 一种利用钢渣冶炼调质制备微粉的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1065646A (zh) * 1991-04-05 1992-10-28 湖北省化学研究所 工业熔融炉渣直接制造矿渣微晶玻璃
CN101020968A (zh) * 2006-12-29 2007-08-22 金川集团有限公司 一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法
CN101314521A (zh) * 2008-06-04 2008-12-03 长安大学 一种利用火电厂液体排渣炉制备烧结型微晶玻璃的方法
CN101698568A (zh) * 2009-11-11 2010-04-28 清华大学 一种利用高温炉渣制备玉石型微晶玻璃的方法
CN103553337A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 北京科技大学 高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺方法及其设备
CN103866133A (zh) * 2012-12-15 2014-06-18 宝钢工程技术集团有限公司 硅锰合金尾渣的提炼装置及其使用方法
CN104445963A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 河北联合大学 一种熔融高炉炉渣制备玻璃纤维的方法
CN104890110A (zh) * 2015-05-28 2015-09-09 上海宝钢节能环保技术有限公司 一种利用热态熔渣制备矿棉板或毡的系统及方法
CN108439809A (zh) * 2018-01-30 2018-08-24 上海荣丰科技发展有限公司 基于冶炼炉渣的发泡微晶材料及其生产工艺
CN108676942A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 廖辉明 一种含铁和或锌铅铜锡等物料与熔融钢渣协同处理回收方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1065646A (zh) * 1991-04-05 1992-10-28 湖北省化学研究所 工业熔融炉渣直接制造矿渣微晶玻璃
CN101020968A (zh) * 2006-12-29 2007-08-22 金川集团有限公司 一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法
CN101314521A (zh) * 2008-06-04 2008-12-03 长安大学 一种利用火电厂液体排渣炉制备烧结型微晶玻璃的方法
CN101698568A (zh) * 2009-11-11 2010-04-28 清华大学 一种利用高温炉渣制备玉石型微晶玻璃的方法
CN103866133A (zh) * 2012-12-15 2014-06-18 宝钢工程技术集团有限公司 硅锰合金尾渣的提炼装置及其使用方法
CN104445963A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 河北联合大学 一种熔融高炉炉渣制备玻璃纤维的方法
CN103553337A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 北京科技大学 高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺方法及其设备
CN104890110A (zh) * 2015-05-28 2015-09-09 上海宝钢节能环保技术有限公司 一种利用热态熔渣制备矿棉板或毡的系统及方法
CN108439809A (zh) * 2018-01-30 2018-08-24 上海荣丰科技发展有限公司 基于冶炼炉渣的发泡微晶材料及其生产工艺
CN108676942A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 廖辉明 一种含铁和或锌铅铜锡等物料与熔融钢渣协同处理回收方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈昆柏，郭春霞总主编: "《固体废物环境管理丛书 工业固体废物处理与处置》", 30 June 2017, 郑州：河南科学技术出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112979151A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 重庆新离子环境科技有限公司 一种飞灰耦合冶金废渣的资源化处理方法
CN112979189A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 鞍钢股份有限公司 一种应用于水泥生产的转炉渣的改质方法
CN113968684A (zh) * 2021-10-19 2022-01-25 北京科技大学 一种处理不锈钢酸洗污泥并制备矿渣水泥的方法
CN114671621A (zh) * 2022-04-02 2022-06-28 陕西理工大学 一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维
CN114671621B (zh) * 2022-04-02 2023-09-19 陕西理工大学 一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维
CN115745449A (zh) * 2022-11-25 2023-03-07 凉山瑞京环保资源开发有限公司 一种利用钢渣冶炼调质制备微粉的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110951972A (zh) 利用钢渣还原炼铁并联产钙镁铝硅制品的方法
CN103602768B (zh) 转炉钢渣热闷及渣、铁分离方法和副产物的应用
CN101892382B (zh) 从不锈钢粉尘中提取高含镍、铬和铁的方法
CN106045347B (zh) 一种熔融消解转炉钢渣中游离氧化钙的方法
CN114735954B (zh) 一种转炉钢渣的热闷处理方法
CN108262846B (zh) 利用冶炼熔渣生产发泡微晶防火保温装饰一体板的生产线
CN111850193A (zh) 一种熔融钢渣出渣冷却过程在线调质装置及方法
CN107400782A (zh) 钢铁企业生产过程中产生的含锌‑铁废料的资源回收方法
CN105018722A (zh) 一种从难选矿、复合矿和含铁废料分离还原铁粉的方法
CN111926127A (zh) 一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置及方法
CN105384364A (zh) 一种电炉钢渣改质剂及其电炉钢渣改质的方法
CN102887677A (zh) 利用镍渣提铁后二次水淬渣生产自流胶结充填料的方法
CN102719577A (zh) 一种耦合处理炼铁、炼钢炉渣的方法
CN112342375A (zh) 一种回收冶金尘泥中铁的方法
CN101497515B (zh) 钛矿渣墙体材料制砖的生产方法
CN104250083B (zh) 一种冶金渣加气混凝土及其加工工艺和应用
CN112126774A (zh) 一种利用高炉水渣生产烧结矿的方法
Han et al. Comprehensive utilization technology of steel slag
CN112321180A (zh) 一种lf炉精炼渣碳酸化预处理工艺
CN102251115B (zh) 一种高碱度锰矿石生产高碳锰铁合金的方法
CN108558244B (zh) 一种利用热态转炉渣制备水泥混合料的装置及制备方法
Li et al. Recent progress of hot stage processing for steelmaking slags in China considering stability and heat recovery
CN212293627U (zh) 一种熔融钢渣出渣冷却过程在线调质装置
CN114058762A (zh) 一种高炉处理含锌除尘灰冶炼含钒钢渣的方法
CN107574284A (zh) 一种以冶金废料为原料的铁水保温剂及其制造、使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200403

RJ01 Rejection of invention patent application after publication