CN113318838A - 一种钢铁冶炼尾渣处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及炼钢尾渣处理技术领域，提供一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，包括以下步骤：将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，分离出磁性尾渣A和尾料a，经过棒条筛进行筛分，得到粒度小于筛孔的尾料b和粒度大于筛孔的尾料c，尾料b经过烘干、二次磁选，得到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d依次经过棒磨机粗磨，立式磨机细磨，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，尾渣粉再与炭化污泥搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，得到尾渣回收料。其解决了现有钢铁冶炼过程中产生的尾渣缺乏有效的处理方法，资源化利用率低的问题，尾渣回收料作为矿物掺合料应用于混凝土中，替代部分水泥，减少水泥的用量。

Description

一种钢铁冶炼尾渣处理工艺
技术领域
本发明涉及炼钢尾渣处理技术领域，尤其涉及一种钢铁冶炼尾渣处理工艺。
背景技术
钢铁冶炼过程中产生的尾渣，分为转炉钢渣、平炉钢渣和电炉钢渣等，其中转炉渣所占比例较大，目前我国排放的尾渣70％以上是转炉渣。我国尾渣的有效利用率仅为10％左右，大部分的尾渣弃置堆放未处理，不仅造成资源的极大浪费，严重制约钢厂的循环经济发展，而且占用大量土地，对周边环境、水及土壤产生不良影响。随着钢铁工业的快速发展，中国的尾渣排放量迅速递增，因此尾渣的处理和资源化利用形势也越来越受重视。
中国专利申请号：201811434577.8公开了一种钢渣资源化处理系统及处理方法，包括钢渣分选系统和填料制备系统，钢渣通过转子破碎机、振动给料机、磁选机、传送带、预热器、研磨机、煅烧炉、冷却仓、振动筛分机、冲击式破碎机进行磁选、破碎、预热、煅烧和筛选后分离出钢渣中的无害尾矿，最后通过与粉煤灰保持一定的质量比即可制备性能良好的填料，不仅能够减少钢渣填埋所带来的土壤污染和水体污染，还能够用于制备填料，实现了钢渣的资源化处理。中国专利申请号：201410544592.3公开了一种钢渣处理方法及钢渣处理装置，钢渣处理方法包括装填、冷却风化、倾翻、筛分步骤，钢渣处理装置包括冷却装置、吊装行车、倾翻装置、筛分装置、废钢料罐和过渡料仓；钢渣设备排出的钢渣装填在钢渣包上，钢渣包通过冷却装置的冷却处理，在倾翻装置内将钢渣倾翻倒在筛分装置上进行筛分，将大块废钢筛出运送至废钢料罐内再次利用，将渣子筛掉放置在过渡料仓内通过链板机及皮带机送至球磨机进行第二道筛选或直接运输另作他用。该发明的钢渣处理方法及钢渣处理装置能够更有效地避免了钢渣浪费，同时又防止了在钢渣处理的过程中对外界环境造成污染。
福建省的钢材厂以三钢集团为代表，全省钢材年产总量高达3800万吨以上，与此同时产生的尾渣成了一大难题。随着城市化建设的加快发展，必将大面积推动城镇基础设施建设，推进房地产等相关产业发展，大量增加对优质混凝土的需求量。本申请提出一种新的处理工艺，利用地方资源优势，因地制宜地处理尾渣。
发明内容
因此，针对以上内容，本发明提供一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，解决现有钢铁冶炼过程中产生的尾渣缺乏有效的处理方法，资源化利用率低的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，包括以下步骤：将尾渣通过装载机送至受料仓，然后经1号胶带输送机将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，分离出磁性尾渣A和尾料a，所述尾料a经2号胶带输送机输送至棒条筛进行筛分，得到粒度小于筛孔的尾料b和粒度大于筛孔的尾料c，所述尾料c送入液压颚式破碎机进行破碎，破碎后再次送入棒条筛，继续循环筛分，所述尾料b依次经3号胶带输送机、1号斗式提升机送入回转式烘干机中进行烘干，所述回转式烘干机所需高温烟气由沸腾炉提供，烘干后的尾料b经4号胶带输送机输送至双辊磁选机进行二次磁选，得到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d经5号胶带输送机输送至棒磨机进行粗磨，经过振动筛筛分得到粒度≤2mm的细渣粒和粒度大于2mm的粗渣粒，所述粗渣粒送入棒磨机内循环研磨，细渣粒经过6号胶带输送机、2号斗式提升机收集到中转仓内，中转仓内的细渣粒经过7号胶带输送机输送到立式磨机内进行细磨，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，所述尾渣粉经过8号胶带输送机送入螺旋混料机，同时向螺旋混料机中加入尾渣粉质量20-40％的炭化污泥，搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，得到尾渣回收料。将磁选得到的磁性尾渣A和B进行加工处理，可得到高含铁量的产品。
炭化污泥是以生活污泥为原料，经过脱水、干化至含水率小于30％，然后送入炭化炉内热解炭化1h所得，炭化温度为500-600℃。
进一步的改进是：各所述胶带输送机上均安装有电磁自卸除铁器。
进一步的改进是：所述沸腾炉使用煤矸石为燃料。
进一步的改进是：所述立式磨机选用组合式选粉机。
进一步的改进是：所述棒条筛的筛孔尺寸为50-100mm。
进一步的改进是：所述永磁磁力滚筒的磁力强度为1000-1500mT。
进一步的改进是：所述双辊磁选机的磁力强度为600-800mT。
进一步的改进是：所述煅烧炉先按2-4℃/min升温至250-350℃预热1h，然后升温至950-1050℃煅烧2-4h。
尾渣回收料应用于制备混凝土材料，所述混凝土材料包括以下重量份的各原料：比表面积大于420m2/kg的尾渣回收料8-15份、水泥16-24份、粒度为5-15mm的碎石80-90份、粒度为0-4mm的矿渣砂66-72份、水12-18份、熟石膏0.3-0.9份、聚羧酸减水剂0.8-1.5份。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明将尾渣按步骤进行处理后，实现了尾渣中磁性物质和非磁性物质的有效分离，便于进行资源的二次利用。在对尾渣进行粗磨和细磨之前，先经过初次磁选初步排除尾渣中的磁性物料，减轻后续工序的负荷，再经过二次磁选，除去尾渣中的大部分铁，从而降低了磁性物质进入磨机内，反复挤压研磨过程中出现富集现象，使棒磨机和立式磨机磨损严重。进一步，在各胶带输送机上均安装电磁自卸除铁器，最大程度地除去尾渣中的铁，减少对磨机的损伤，同时磁选得到的磁性尾渣含铁量大于60％，可做为副产品出售。立式磨机配置组合式选粉机，这样可以形成闭路循环系统，减少尾渣在磨机内的过度粉磨，提高磨机效率，降低电耗。
三明市的煤炭资源丰富，在采煤和洗煤过程中会排放固体废物煤矸石，现有积存量约8000万吨。对于煤矸石，目前还没有成熟完善的处理方式，往往采用弃置堆放的做法，不仅占用大量土地，也对周边环境造成污染，同时在一定程度上造成了资源的浪费。本发明使用煤矸石作为沸腾炉的燃料，为回转式烘干机提供高温烟气，节约了能源；沸腾炉的炉渣含碳量低，活性高，与尾渣混合处理后作为矿物掺合料，提高了混凝土的综合性能。
本发明将尾渣回收料作为矿物掺合料应用于混凝土中，提高了混凝土的综合性能，可以变废为宝，实现资源最大化利用，同时还可创造可观的经济效益。由于钢铁冶炼尾渣中含有硅酸三钙、硅酸二钙及铁酸钙等活性矿物，具有水硬胶凝性，可以作为原料应用于混凝土中。但尾渣中含有游离氧化钙、游离氧化镁，遇水会水化但速度较慢，水化生成氢氧化钙导致已经硬化的混凝土体积膨胀，强度大大下降，甚至出现开裂的现象。现有技术通常在尾渣应用前进行稳定化处理，比如长时间熟化、蒸汽加压等，从而控制游离钙的含量，本发明省略了费时费力的稳定化处理工序，利用炭化污泥降低尾渣中的游离氧化钙含量，不仅有效解决了尾渣应用于混凝土中导致体积膨胀的问题，而且实现了污泥的减量化和资源化。
附图说明
图1是本发明实施例1钢铁冶炼尾渣处理工艺的流程图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
实施例1
参考图1，一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，包括以下步骤：将尾渣通过装载机送至受料仓，然后经1号胶带输送机将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，磁力强度为1000mT，分离出磁性尾渣A和尾料a，所述尾料a经2号胶带输送机输送至棒条筛进行筛分，得到粒度小于50mm的尾料b和粒度大于50mm的尾料c，所述尾料c送入液压颚式破碎机进行破碎，破碎后再次送入棒条筛，继续循环筛分，所述尾料b依次经3号胶带输送机、1号斗式提升机送入回转式烘干机中进行烘干，所述回转式烘干机所需高温烟气由沸腾炉提供，沸腾炉使用煤矸石为燃料，烘干后的尾料b经4号胶带输送机输送至双辊磁选机进行二次磁选，磁力强度为600mT，得到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d经5号胶带输送机输送至棒磨机进行粗磨，经过振动筛筛分得到粒度≤2mm的细渣粒和粒度大于2mm的粗渣粒，所述粗渣粒送入棒磨机内循环研磨，细渣粒经过6号胶带输送机、2号斗式提升机收集到中转仓内，中转仓内的细渣粒经过7号胶带输送机输送到立式磨机内进行细磨，立式磨机选用组合式选粉机，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，所述尾渣粉经过8号胶带输送机送入螺旋混料机，同时向螺旋混料机中加入尾渣粉质量20％的炭化污泥，搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，所述煅烧炉先按2℃/min升温至250℃预热1h，然后升温至950℃煅烧4h得到尾渣回收料。
尾渣处理工艺所使用的各种设备均为现有技术公知的设备，本实施例的永磁磁力滚筒选用江西恒昌矿山机械设备制造有限公司生产的强磁力永磁滚筒，液压颚式破碎机选用河南红星矿山机器有限公司生产的型号为PEY-400×600液压颚式破碎机,立式磨机选用合肥中亚建材装备有限责任公司生产的型号为HRM4600立式磨机。
实施例2
一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，包括以下步骤：将尾渣通过装载机送至受料仓，然后经1号胶带输送机将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，磁力强度为1200mT，分离出磁性尾渣A和尾料a，所述尾料a经2号胶带输送机输送至棒条筛进行筛分，得到粒度小于80mm的尾料b和粒度大于80mm的尾料c，所述尾料c送入液压颚式破碎机进行破碎，破碎后再次送入棒条筛，继续循环筛分，所述尾料b依次经3号胶带输送机、1号斗式提升机送入回转式烘干机中进行烘干，所述回转式烘干机所需高温烟气由沸腾炉提供，沸腾炉使用煤矸石为燃料，烘干后的尾料b经4号胶带输送机输送至双辊磁选机进行二次磁选，得磁力强度为700mT，到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d经5号胶带输送机输送至棒磨机进行粗磨，经过振动筛筛分得到粒度≤2mm的细渣粒和粒度大于2mm的粗渣粒，所述粗渣粒送入棒磨机内循环研磨，细渣粒经过6号胶带输送机、2号斗式提升机收集到中转仓内，中转仓内的细渣粒经过7号胶带输送机输送到立式磨机内进行细磨，立式磨机选用组合式选粉机，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，所述尾渣粉经过8号胶带输送机送入螺旋混料机，同时向螺旋混料机中加入尾渣粉质量30％的炭化污泥，搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，所述煅烧炉先按3℃/min升温至300℃预热1h，然后升温至1000℃煅烧3h得到尾渣回收料。各所述胶带输送机上均安装有电磁自卸除铁器。
实施例3
一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，包括以下步骤：将尾渣通过装载机送至受料仓，然后经1号胶带输送机将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，磁力强度为1500mT，分离出磁性尾渣A和尾料a，所述尾料a经2号胶带输送机输送至棒条筛进行筛分，得到粒度小于100mm的尾料b和粒度大于100mm的尾料c，所述尾料c送入液压颚式破碎机进行破碎，破碎后再次送入棒条筛，继续循环筛分，所述尾料b依次经3号胶带输送机、1号斗式提升机送入回转式烘干机中进行烘干，所述回转式烘干机所需高温烟气由沸腾炉提供，沸腾炉使用煤矸石为燃料，烘干后的尾料b经4号胶带输送机输送至双辊磁选机进行二次磁选，磁力强度为800mT，得到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d经5号胶带输送机输送至棒磨机进行粗磨，经过振动筛筛分得到粒度≤2mm的细渣粒和粒度大于2mm的粗渣粒，所述粗渣粒送入棒磨机内循环研磨，细渣粒经过6号胶带输送机、2号斗式提升机收集到中转仓内，中转仓内的细渣粒经过7号胶带输送机输送到立式磨机内进行细磨，立式磨机选用组合式选粉机，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，所述尾渣粉经过8号胶带输送机送入螺旋混料机，同时向螺旋混料机中加入尾渣粉质量40％的炭化污泥，搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，所述煅烧炉先按4℃/min升温至350℃预热1h，然后升温至1050℃煅烧2h得到尾渣回收料。各所述胶带输送机上均安装有电磁自卸除铁器。
实施例4
将实施例3得到的尾渣回收料应用于制备混凝土材料，所述混凝土材料包括以下重量份的各原料：比表面积大于420m2/kg的尾渣回收料8份、硅酸盐水泥24份、粒度为5-15mm的碎石80份、粒度为0-4mm的矿渣砂66份、水12份、熟石膏0.3份、聚羧酸减水剂0.8份。
将上述各原料按配比称重后，投入搅拌机内，搅拌混合均匀后得到所需混凝土。对所得混凝土按相关标准规范取制试块、养护、脱模、检测，混凝土7天的抗压强度为37.3MPa，抗折强度为10.5MPa；28天的抗压强度为48.1MPa，抗折强度为15.1MPa。采用化学分析中乙二醇滴定法对尾渣回收料中的游离氧化钙含量进行检测，含量为1.49％。
实施例5
将实施例3得到的尾渣回收料应用于制备混凝土材料，所述混凝土材料包括以下重量份的各原料：比表面积大于420m2/kg的尾渣回收料12份、硅酸盐水泥20份、粒度为5-15mm的碎石85份、粒度为0-4mm的矿渣砂69份、水15份、熟石膏0.6份、聚羧酸减水剂1.2份。
将上述各原料按配比称重后，投入搅拌机内，搅拌混合均匀后得到所需混凝土。对所得混凝土按相关标准规范取制试块、养护、脱模、检测，混凝土7天的抗压强度为38.5MPa，抗折强度为11.2MPa；28天的抗压强度为48.9MPa，抗折强度为15.5MPa。采用化学分析中乙二醇滴定法对混凝土中的游离氧化钙含量进行检测，含量为1.18％。
实施例6
将实施例3得到的尾渣回收料应用于制备混凝土材料，所述混凝土材料包括以下重量份的各原料：比表面积大于420m2/kg的尾渣回收料15份、硅酸盐水泥16份、粒度为5-15mm的碎石90份、粒度为0-4mm的矿渣砂72份、水18份、熟石膏0.9份、聚羧酸减水剂1.5份。
将上述各原料按配比称重后，投入搅拌机内，搅拌混合均匀后得到所需混凝土。对所得混凝土按相关标准规范取制试块、养护、脱模、检测，混凝土7天的抗压强度为36.7MPa，抗折强度为9.6MPa；28天的抗压强度为47.3MPa，抗折强度为13.9MPa。采用化学分析中乙二醇滴定法对混凝土中的游离氧化钙含量进行检测，含量为1.32％。
对比例1
与实施例4的区别在于：将尾渣回收料替换成尾渣粉，制备得到的混凝土混凝土7天的抗压强度为24.9MPa，抗折强度为5.1MPa；28天的抗压强度为38.6MPa，抗折强度为8.2MPa。采用化学分析中乙二醇滴定法对混凝土中的游离氧化钙含量进行检测，含量为5.64％。
对比例2
与实施例4的区别在于：不添加尾渣回收料，硅酸盐水泥的用量为32重量份。制备得到的混凝土混凝土7天的抗压强度为36.9MPa，抗折强度为9.8MPa；28天的抗压强度为46.4MPa，抗折强度为13.7MPa。
对比例3
与实施例4的区别在于：尾渣处理过程中，使用烟煤为沸腾炉的燃料，提供高温烟气进行烘干。制备得到的混凝土混凝土7天的抗压强度为37.8MPa，抗折强度为16.2MPa；28天的抗压强度为49.6MPa，抗折强度为20.7MPa。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (8)

1.一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：将尾渣通过装载机送至受料仓，然后经1号胶带输送机将尾渣送入永磁磁力滚筒进行初次磁选，分离出磁性尾渣A和尾料a，所述尾料a经2号胶带输送机输送至棒条筛进行筛分，得到粒度小于筛孔的尾料b和粒度大于筛孔的尾料c，所述尾料c送入液压颚式破碎机进行破碎，破碎后再次送入棒条筛，继续循环筛分，所述尾料b依次经3号胶带输送机、1号斗式提升机送入回转式烘干机中进行烘干，所述回转式烘干机所需高温烟气由沸腾炉提供，烘干后的尾料b经4号胶带输送机输送至双辊磁选机进行二次磁选，得到磁性尾渣B和尾料d，所述尾料d经5号胶带输送机输送至棒磨机进行粗磨，经过振动筛筛分得到粒度≤2mm的细渣粒和粒度大于2mm的粗渣粒，所述粗渣粒送入棒磨机内循环研磨，细渣粒经过6号胶带输送机、2号斗式提升机收集到中转仓内，中转仓内的细渣粒经过7号胶带输送机输送到立式磨机内进行细磨，得到比表面积420m2/kg以上的的尾渣粉，所述尾渣粉经过8号胶带输送机送入螺旋混料机，同时向螺旋混料机中加入尾渣粉质量20-40％的炭化污泥，搅拌混合均匀，然后投入煅烧炉内进行煅烧，得到尾渣回收料。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：各所述胶带输送机上均安装有电磁自卸除铁器。
3.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述沸腾炉使用煤矸石为燃料。
4.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述立式磨机选用组合式选粉机。
5.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述棒条筛的筛孔尺寸为50-100mm。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述永磁磁力滚筒的磁力强度为1000-1500mT。
7.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述双辊磁选机的磁力强度为600-800mT。
8.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼尾渣处理工艺，其特征在于：所述煅烧炉先按2-4℃/min升温至250-350℃预热1h，然后升温至950-1050℃煅烧2-4h。
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