CN114014569B - 一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺，属于金属冶炼固废的利用技术领域，通过依次冷却处理、二次金属回收、尾渣综合回收利用流程，进行炉渣无害化处理，实现企业的可持续发展，首先以嘉恒法进行炉渣粒化与脱水以取代传统工艺中的水力输送，其工艺简单可靠，环境污染小，成品渣质量好；再通过高温还原去除残留金属，同时提供一种通过改性处理的方法活化冶炼炉渣，并将其用作胶凝材料掺和料，在提高胶凝材料的硬化强度的同时使炉渣废料得到有效利用，提高了炉渣废料的综合利用率。
Description
技术领域
本发明涉及金属冶炼固废的利用技术领域，具体涉及一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺。
背景技术
矿产资源是国民经济持续增长的重要物质基础，人类社会发展对矿产资源的需求与矿产资源日益枯竭、贫乏的矛盾正日益尖锐。固体废弃物是目前世界上唯一不断增长的潜在资源和财富，而对城市周边堆存的金属冶炼过程渣进行回收利用、变废为宝，已成为人们的共识。
炉渣是火法冶金过程中生成的以氧化物为主的熔体；它是钢铁、铁合金及有色重金属冶炼和精炼等过程的重要产物之一，又称溶渣。火法冶金过程中生成的浮在金属等液态物质表面的熔体，其组成以氧化物(二氧化硅，氧化铝，氧化钙，氧化镁)为主，还常含有硫化物并夹带少量金属。
当前我国对炉渣废料的综合利用率较低，很多是露天堆放或掩埋，这不仅浪费资源，且占用大量土地，破坏其周围的生态环境。因此，开发一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺对金属冶炼行业意义重大。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺，包括以下步骤：
(1)嘉恒法进行炉渣粒化与脱水
将熔融状态的炉渣水淬后入粒化塔进行充分冷却，渣水混合物由粒化塔出口进入水渣沟进行脱水工序，渣水混合物依次经过渣水分配器、1.0-6.3mm间隙的筛网实现渣水分离，水透过筛网流入回水槽，成品粒化渣则留在筛网上；
(2)金属分离处理
通过粉化技术将所述成品粒化渣进行破碎粉磨，按重量比例1-2％加入活性炭粉或烟煤粉，压制成型后干燥，在气氛保护高温电炉中进行热处理，热处理温度1000-1200℃，保温时间1-2h，待自冷至室温后再次进行破碎粉磨，通过离心力、磁选或筛选的方法将金属颗粒分离出并回收；
(3)后处理
分离出金属后得到炉渣，将所述炉渣粉磨为比表面积在350-550m2/kg的微粉，将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述外加剂的重量比例为(3-10)：1；所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：(2-5)；所述外加剂包括减水剂、早强剂和促凝剂中的一种或多种。
优选的，所述炉渣微粉经过高温重构改性处理，所述高温重构改性处理包括以下步骤：
S1、将所述炉渣微粉与水泥熟料和硅粉混合，加入少量的乙醇作为粘结剂，充分混合均匀后压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：90-100℃保温1-2h；500-600℃保温2-3h；再在200min内升温至1200-1300℃，利用惰性气体导入活化气氛，并在活化气氛下保温反应3h，反应完成后自冷至室温，得到重构产物；
其中，所述炉渣微粉与所述水泥熟料、所述硅粉的混合重量份数比例为(10-14)：(5-7)：(3-5)；所述活化气氛为水蒸气、二氧化碳和氧气的混合气氛；
S2、将所述重构产物破碎并粉磨至比表面积不小于350m2/kg，制得所述经过高温重构改性处理的炉渣微粉。
优选的，所述活化气氛为体积比为1：3：1的水蒸气、二氧化碳和氧气的混合气氛，所述惰性气体为氮气。
优选的，所述炉渣微粉为表面改性的炉渣微粉，所述表面改性的炉渣微粉的制备方法包括以下步骤：
在搅拌条件下，将所述炉渣微粉加入到碱性硅溶胶溶液中，混合液料比在20-30mL/g，所述碱性硅溶胶溶液的浓度在10-30％，粒径10-50nm，pH值在9-10，将混合体系在0.07-0.08MPa的真空度条件下搅拌反应2-4h，反应完成后滤出沉淀，沉淀依次以pH值在9-12的碱液、去离子水淋洗，再在90-110℃进行干燥处理，制得所述表面改性的炉渣微粉。
优选的，所述外加剂包括改性锂盐渣微粉，所述改性锂盐渣微粉与所述炉渣微粉的重量比例为1：(10-30)。
优选的，所述改性锂盐渣微粉的制备方法包括以下步骤：
A1、将锂盐渣清理去杂后粉磨为细粉，加入石灰质的细粉混合，所述细粉的粉磨细度不小于150m2/kg，混合后加入少量的水作为粘结剂，充分混合均匀，压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：100-200℃保温0.5-1h；400-600℃保温1-2h；1000-1200℃保温2-3h；1450℃保温1-2h，自冷至室温，将产物粉磨至比表面积不小于350m2/kg，得到高温活化产物；
其中，所述锂盐渣与所述石灰质的混合重量份数比例为20：(3-5)；
A2、称取三氟丙基三甲氧基硅烷并溶解在无水乙醇中，得到三氟丙基三甲氧基硅烷溶液，按三氟丙基三甲氧基硅烷与所述高温活化产物的重量比例为1：(200-250)，将所述三氟丙基三甲氧基硅烷溶液喷淋在所述高温活化产物中，充分搅拌混合后蒸去溶剂，制得所述改性锂盐渣微粉。
本发明的有益效果为：
本发明提供的金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺，首先以嘉恒法进行炉渣粒化与脱水以取代传统工艺中的水力输送，其工艺简单可靠，环境污染小，成品渣质量好；本发明同时提供一种通过改性处理的方法活化冶炼炉渣，并将其用作胶凝材料掺和料，提高胶凝材料的硬化强度的同时使炉渣废料得到有效利用，提高了炉渣废料的综合利用率。
金属冶炼炉渣的成分主要有二氧化硅，氧化铝，氧化钙和氧化镁，其矿物组成包括有硅酸三钙、硅酸二钙、和铁酸二钙等胶凝相，使得经过前期冷却预处理和粉磨后得到的炉渣粉具有一定的火山灰活性，具备潜在的用作混凝土矿物掺合料和水泥混合材料的条件，可以作为混凝土的常规掺合料的替代粉体材料，但由于其掺合料活性较低，不仅需要极高的粉磨细度，还需要较高的掺量，而较高掺量的炉渣不利于混凝土的早期强化；本发明利用工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成的硅灰较高的硅含，在高温下与混合活化气氛进行重构，提高了炉渣微粉的胶黏相含量和火山灰活性，可替代部分常规掺和料，同时提高了掺杂混凝土的早期强度，降低了生产成本。另一方面，本发明还提供了一种利用碱性硅溶胶溶液对炉渣微粉进行表面处理活化的方法，基于碱性条件下的激发和二氧化硅表面修饰提高了炉渣微粉的火山灰活性，本发明还通过对锂盐渣进行改性处理并作为调凝外加剂添加到所述建筑材料中，进一步促进早期强度生长，具体的，将锂盐渣与石灰质进行混合高温处理后再以三氟丙基三甲氧基硅烷进行表面修饰，通过含水条件下的偶联反应将多氟基团引入外加剂，在微量氟强的极性环境下可以促进胶凝材料水化，缩短凝结时间同时促进早期强度的生长。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的实施例涉及一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺，包括以下步骤：
(1)矿热炉熔炼
矿热炉熔炼釆用2台圆形矿热炉熔炼焙砂，每台矿热炉额定容量为36000kVA，采用3台12000kVA单相变压器向矿热炉供电。
焙烧回转窑产岀的焙砂装入焙砂罐，用焙砂罐运输车、桥式起重机将焙砂罐运到矿热炉顶上的焙砂加料仓上，再通过加料管加入矿热炉。采用交流矿热炉熔炼，矿热炉对焙砂的加入量及加料点要求较高，目的是便于维持矿热炉内焙砂的料层，加料仓环形分布，加料仓设有盖板，可防止热损失和烟尘损失，为了测量矿热炉的加料量和加料仓的焙砂量，加料仓采用称重料仓。
矿热炉操作采用高电压、低电流模式，侧墙渣线部分采用铜水套冷却，以提高矿热炉寿命。焙砂在矿热炉内熔化后分成渣和金属两相，焙砂中残留的碳将镍和部分铁还原成金属，形成含镍10-25％的镍合金，还原过程产生大量的CO，为充分利用CO的燃烧热，可适当加大炉膛空间，使电炉上部空间的大量空气与CO在在炉膛内充分燃烧，保持炉膛温度在950℃(表面料层温度)-1450℃(底部料层温度)之间。
每个矿热炉有2个烟道，每个烟道均设置有两个重力、旋风除尘系统，除尘系统收集的烟尘由沉降室收集，烟尘经配料后重新进入生产系统；经过旋风、重力除尘系统的烟气温度约500-600℃，与回转窑烟气混合后送入干燥窑，作为干燥窑热源炉渣通过位于矿热炉一端的两个排渣孔中的一个排渣孔半连续地排出(两个排渣孔轮流排渣)，放渣温度约为1580℃(过热50℃)；
(2)炉渣粒化脱水
将熔融状态的炉渣水淬后入粒化塔进行充分冷却，每2h放一次渣，每次持续1h左右，渣水混合物由粒化塔出口进入水渣沟进行脱水工序，渣水混合物依次经过渣水分配器、1.0-6.3mm间隙的筛网实现渣水分离，水透过筛网流入回水槽，成品粒化渣则留在筛网上；
脱水器电机为变频调速电机，在生产时通过变频器实现全程变频调速，脱水器转速范围设定在0.2-1.4rpm；
在脱水过程中为防止细渣堵塞外筛网，外筛网设置有气吹管路、水吹扫管路；
其中，脱水过程中产生的高温蒸汽，通过集气装置引入粒化塔上部烟囱进行高空排放；
脱水器滤出的水经回水管进入沉淀池，在沉淀池间的溢流墙设有过滤隔网，过滤沉淀后的水，进入吸水井后用循环水泵打到各用水点循环使用；
进入沉淀池的水用渣浆泵提取到脱水器内进行渣水分离后排入皮带机；
(2)金属分离处理
通过粉化技术将所述成品粒化渣进行破碎粉磨，按重量比例1-2％加入活性炭粉或烟煤粉，压制成型后干燥，在气氛保护高温电炉中进行热处理，热处理温度1000-1200℃，保温时间1-2h，待自冷至室温后再次进行破碎粉磨，通过离心力、磁选或筛选的方法将金属颗粒分离出并回收；
(3)后处理
分离出金属后得到炉渣，将所述炉渣粉磨为比表面积在350-550m2/kg的微粉，将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述外加剂的重量比例为(3-10)：1；所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：(2-5)；所述外加剂包括减水剂、早强剂和促凝剂中的一种或多种。
实施例1
将分离出金属后得到的所述炉渣粉磨为比表面积不小于350m2/kg的微粉，再将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述外加剂包括减水剂、早强剂和促凝剂，所述炉渣微粉与所述减水剂、早强剂、促凝剂的重量比例为30：1：2：1；所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：4；所述早强剂为硫酸钠复合早强剂，所述促凝剂为铝氧熟料促凝剂。
实施例2
将分离出金属后得到的所述炉渣粉磨为比表面积不小于350m2/kg的微粉，再将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述减水剂的重量比例为30：1，所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：4。
实施例3
将分离出金属后得到的所述炉渣粉磨为比表面积不小于350m2/kg的微粉，再将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述减水剂的重量比例为30：1，所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：4；
其中，所述炉渣微粉经过高温重构改性处理，所述高温重构改性处理包括以下步骤：
S1、将所述炉渣微粉与水泥熟料和硅粉混合，加入少量的乙醇作为粘结剂，充分混合均匀后压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：90-100℃保温1-2h；500-600℃保温2-3h；再在200min内升温至1200-1300℃，利用惰性气体导入活化气氛，并在活化气氛下保温反应3h，反应完成后自冷至室温，得到重构产物；
其中，所述炉渣微粉与所述水泥熟料、所述硅粉的混合重量份数比例为6：3：2；所述活化气氛为体积比为1：3：1的水蒸气、二氧化碳和氧气的混合气氛，所述惰性气体为氮气；
S2、将所述重构产物破碎并粉磨至比表面积不小于350m2/kg，制得所述经过高温重构改性处理的炉渣微粉。
实施例4
将分离出金属后得到的所述炉渣粉磨为比表面积不小于350m2/kg的微粉，再将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述减水剂的重量比例为30：1，所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：4；
其中，所述炉渣微粉为表面改性的炉渣微粉，所述表面改性的炉渣微粉的制备方法包括以下步骤：
在搅拌条件下，将所述炉渣微粉加入到碱性硅溶胶溶液中，混合液料比在20-30mL/g，所述碱性硅溶胶溶液的浓度在10-30％，粒径10-50nm，pH值在9-10，将混合体系在0.07-0.08MPa的真空度条件下搅拌反应2-4h，反应完成后滤出沉淀，沉淀依次以pH值在9-12的碱液、去离子水淋洗，再在90-110℃进行干燥处理，制得所述表面改性的炉渣微粉。
实施例5
将分离出金属后得到的所述炉渣粉磨为比表面积不小于350m2/kg的微粉，再将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；其中，所述炉渣微粉与所述减水剂的重量比例为30：1，所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：4；
其中，所述外加剂包括改性锂盐渣微粉，所述改性锂盐渣微粉与所述炉渣微粉的重量比例为1：25，所述改性锂盐渣微粉的制备方法包括以下步骤：
A1、将锂盐渣清理去杂后粉磨为细粉，加入石灰质的细粉混合，所述细粉的粉磨细度不小于150m2/kg，混合后加入少量的水作为粘结剂，充分混合均匀，压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：100-200℃保温0.5-1h；400-600℃保温1-2h；1000-1200℃保温2-3h；1450℃保温1-2h，自冷至室温，将产物粉磨至比表面积不小于350m2/kg，得到高温活化产物；
其中，所述锂盐渣与所述石灰质的混合重量份数比例为5：1；
A2、称取三氟丙基三甲氧基硅烷并溶解在无水乙醇中，得到三氟丙基三甲氧基硅烷溶液，按三氟丙基三甲氧基硅烷与所述高温活化产物的重量比例为1：200，将所述三氟丙基三甲氧基硅烷溶液喷淋在所述高温活化产物中，充分搅拌混合后蒸去溶剂，制得所述改性锂盐渣微粉。
参考GB/T 1346-1989方法测定初凝时间、终凝时间，参考GB/T 17671-2020方法分别测定3d、7d、28d的力学强度(抗折强度、抗压强度)，以水泥净浆为对比，测定结果如下：
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (1)
1.一种金属冶炼炉渣分离再利用生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)嘉恒法进行炉渣粒化与脱水
将熔融状态的炉渣水淬后入粒化塔进行充分冷却，渣水混合物由粒化塔出口进入水渣沟进行脱水工序，渣水混合物依次经过渣水分配器、1.0-6.3mm间隙的筛网实现渣水分离，水透过筛网流入回水槽，成品粒化渣则留在筛网上；
(2)金属分离处理
通过粉化技术将所述成品粒化渣进行破碎粉磨，按重量比例1-2％加入活性炭粉或烟煤粉，压制成型后干燥，在气氛保护高温电炉中进行热处理，热处理温度1000-1200℃，保温时间1-2h，待自冷至室温后再次进行破碎粉磨，通过离心力、磁选或筛选的方法将金属颗粒分离出并回收；
(3)后处理
分离出金属后得到炉渣，将所述炉渣粉磨为比表面积在350-550m2/kg的微粉，将制得的炉渣微粉与外加剂混合后用作水泥熟料掺和料；所述掺和料与水泥熟料的掺和重量比例为1：(2-5)；
所述炉渣微粉经过高温重构改性处理，所述高温重构改性处理包括以下步骤：
S1、将所述炉渣微粉与水泥熟料和硅粉混合，加入少量的乙醇作为粘结剂，充分混合均匀后压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：90-100℃保温1-2h；500-600℃保温2-3h；再在200min内升温至1200-1300℃，利用惰性气体导入活化气氛，并在活化气氛下保温反应3h，反应完成后自冷至室温，得到重构产物；
其中，所述炉渣微粉与所述水泥熟料、所述硅粉的混合重量份数比例为(10-14)：(5-7)：(3-5)；
S2、将所述重构产物破碎并粉磨至比表面积不小于350m2/kg，制得所述经过高温重构改性处理的炉渣微粉；
所述活化气氛为体积比为1：3：1的水蒸气、二氧化碳和氧气的混合气氛，所述惰性气体为氮气；
所述外加剂包括改性锂盐渣微粉，所述改性锂盐渣微粉与所述炉渣微粉的重量比例为1：(10-30)；
所述改性锂盐渣微粉的制备方法包括以下步骤：
A1、将锂盐渣清理去杂后粉磨为细粉，加入石灰质的细粉混合，所述细粉的粉磨细度不小于150m2/kg，混合后加入少量的水作为粘结剂，充分混合均匀，压制成型，在高温电炉中进行热处理，热处理程序为：100-200℃保温0.5-1h；400-600℃保温1-2h；1000-1200℃保温2-3h；1450℃保温1-2h，自冷至室温，将产物粉磨至比表面积不小于350m2/kg，得到高温活化产物；
其中，所述锂盐渣与所述石灰质的混合重量份数比例为20：(3-5)；
A2、称取三氟丙基三甲氧基硅烷并溶解在无水乙醇中，得到三氟丙基三甲氧基硅烷溶液，按三氟丙基三甲氧基硅烷与所述高温活化产物的重量比例为1：(200-250)，将所述三氟丙基三甲氧基硅烷溶液喷淋在所述高温活化产物中，充分搅拌混合后蒸去溶剂，制得所述改性锂盐渣微粉。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477333A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Nkk Corp | 高炉水砕スラグの表面改質方法 |
| CN1085196A (zh) * | 1992-09-26 | 1994-04-13 | 中国建筑材料科学研究院水泥科学研究所 | 高铝水泥和白水泥的活化煅烧技术 |
| FR2820420A1 (fr) * | 2001-02-02 | 2002-08-09 | Lafarge Sa | Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie pour l'obtention de materiaux cimentaires |
| CN111777385A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 山东水利建设集团有限公司 | 一种斜面自密实混凝土及其浇筑施工方法 |
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| CN112279529A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-01-29 | 攀枝花钢城集团有限公司 | 一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477333A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Nkk Corp | 高炉水砕スラグの表面改質方法 |
| CN1085196A (zh) * | 1992-09-26 | 1994-04-13 | 中国建筑材料科学研究院水泥科学研究所 | 高铝水泥和白水泥的活化煅烧技术 |
| FR2820420A1 (fr) * | 2001-02-02 | 2002-08-09 | Lafarge Sa | Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie pour l'obtention de materiaux cimentaires |
| CN111777385A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 山东水利建设集团有限公司 | 一种斜面自密实混凝土及其浇筑施工方法 |
| CN112079589A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-15 | 中建西部建设西南有限公司 | 一种改性锂渣复合矿物掺合料及其制备和应用 |
| CN112279529A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-01-29 | 攀枝花钢城集团有限公司 | 一种利用转炉钢渣提高烧结水泥中硅和铝含量的方法 |
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