CN114045365B - 一种钢渣处理工艺及其所得尾渣的应用 - Google Patents

一种钢渣处理工艺及其所得尾渣的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢渣生产应用技术领域，公开了一种钢渣处理工艺，包括以下步骤：1)将钢渣进行预处理，所述预处理包括热泼处理和堆焖；2)将步骤1)预处理后所得钢渣，经三级破碎后筛分：将粒级≤8mm物料直接进行多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣；粒级＞8mm物料进入棒磨机进行再次破碎，经破碎的物料再次筛分，粒级＞8mm的物料采用磁选机进行选别，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物循环进入棒磨机。本发明工艺过程不产生污水和可视性污染，生产不受地区性、季节性影响，提升了钢精粉TFe品位和磁性物回收率。并拓宽了钢渣尾渣的使用渠道，可用于高寒地区道路面层，提升了尾渣的效益，实现了冶金固废资源的循环利用。

Description

一种钢渣处理工艺及其所得尾渣的应用
技术领域
本发明涉及钢渣生产应用技术领域，具体涉及一种钢渣处理工艺及其所得尾渣的应用。
背景技术
钢铁冶金废渣是钢铁行业炼钢工序产出的含钙、镁、铝、硅等元素的固态渣。近年来，随着我国经济的发展，钢铁产能增加，钢渣的排放量也随之增加。从国内钢企生产情况来看，目前钢渣年产量超过1.2亿吨，加之受钢渣利用率低的影响，目前钢渣堆存量巨大，造成严重的土地占用、污染与资源浪费。针对钢渣堆存严重的情况，于2018年1月1日正式实施《环境保护税法》，明确指出对钢铁企业产生且未处置的钢渣每吨征收25元的环保税，使钢铁企业钢渣资源化利用迫在眉睫。
目前钢渣利用方面存在利用率低的问题，钢渣尾渣的利用更是存在利用方向单一、收益低等问题，大量的钢渣尾渣仅用于水泥生产。近年来，随着水泥行业低标号水泥的取消，实现钢渣、尾渣深度处理、高效利用，成为各大钢企亟待解决的问题。
现有钢渣湿法选别工艺，如图1所示：钢渣进入球磨机进行破碎、粉磨，经粉磨后的钢渣经滚筒筛分离出粒子钢和钢渣粉，粒子钢为终产品，钢渣粉经磁选机分离出钢精粉和尾泥。所得粒子钢、钢精粉用于炼钢、炼铁配料，但尾泥下一步销售及处理困难，造成资源浪费、效益流失及环保风险。此外该工艺中，为了杜绝出现可视性污染现象，并为钢渣在磨内的运行提供动力，在球磨机破碎、粉磨过程中加入大量的水，加入的水可经三级沉淀后循环使用；为了提升钢渣粉中磁性物与非磁性物的分离效果，在磁选过程中加入循环水。全过程使用水，容易受地区气候季节性变化影响，冬季运行困难，并且造成水资源浪费，选别过程中溶入重金属，易污染地下水。
现有干磨干选选别工艺，如图2所示：钢渣经粗破、细破、圆锥破及棒磨机等多级破碎后，经滚筒筛对金属铁进行筛分，将粒级在8mm以上物料进行磁选，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物为渣块，渣块二次进入破碎设备破碎后选别。粒级≤8mm物料经多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣。但是该工艺中，对尾渣中游离氧化钙控制指标高，利用方向单一，造成效益流失；物料粒级控制不均匀，渣铁分离效果差，磁性物回收率低；干磨干选现场可视性污染控制困难。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种钢渣处理工艺及其所得尾渣的应用。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢渣处理工艺，包括以下步骤：
1)将钢渣进行预处理，所述预处理包括热泼处理和堆焖；
2)将步骤1)预处理后所得钢渣，经三级破碎后筛分：
将粒级≤8mm物料直接进行多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣；
粒级＞8mm物料进入棒磨机进行再次破碎，经破碎的物料再次筛分，粒级＞8mm的物料采用磁选机进行选别，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物循环进入棒磨机。
进一步地，发明人在研究过程中发现，将堆焖时间和钢渣水分均严格控制在一定范围内，可以促进钢渣中渣、铁分离，降低游离氧化钙，从而杜绝现场可视性污染。因此，在本发明的一种优选实施方式中，堆焖过程中，将堆焖时间控制在1个月以上，同时将钢渣水分控制在3±0.5％区间内。
在本发明的另一种实施方式中，堆焖过程，采用短期焖渣5～10天，再将多级磁选选别剩余的尾渣置于相对湿度高于80％潮湿环境的方法，以水化反应降低游离氧化钙。
进一步地，控制棒磨机出料中粒级≤1mm物料占比在10％以内。
进一步地，所述筛分使用的是滚筒筛。
进一步地，上述过程中得到的尾渣在高寒地区道路面层中的应用。
本发明中：
钢渣：指用电炉、转炉、精炼炉冶炼金属过程中排出的固体废物。
尾渣：指原渣中提取钢渣铁素铁后的产物，粒级在8mm以下。
尾泥：湿法选别中，钢渣粉经筛分、磁选提取铁素铁后剩余的产物。
钢渣铁素铁：指原渣经焖渣、破碎后磁选出的磁性物质，TFe含量在52％以上，其中粒级20mm以上的为磁选铁，8-20mm的为粒子钢，0-8mm的为钢精粉。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明工艺过程不产生污水和可视性污染，生产不受地区性、季节性影响，提升了钢精粉TFe品位和磁性物回收率，减少了磷、铋等有害元素富集，降低了铁水中有害元素含量；
(2)拓宽了钢渣尾渣的使用渠道，可用于高寒地区道路面层，提升了尾渣的效益，实现了冶金固废资源的循环利用；
(3)生产过程无循环污水，避免污染地下水；全程经粒级控制和水份控制，现场无扬尘，改善了工作环境。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为钢渣湿法选别工艺流程图；
图2为钢渣干磨干选选别工艺流程图；
图3为本发明用于高寒地区道路面层钢渣生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种用于高寒地区道路面层钢渣生产工艺，包括以下步骤：
1)将钢渣进行预处理，所述预处理包括热泼处理和堆焖；
2)将步骤1)预处理后所得钢渣，经三级破碎后使用滚筒筛筛分：
将粒级≤8mm物料直接进行多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣；
粒级＞8mm物料进入棒磨机进行再次破碎，经破碎的物料再次使用滚筒筛筛分，粒级＞8mm的物料采用磁选机进行选别，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物循环进入棒磨机。
本实施例中，堆焖过程中，将堆焖时间控制在1个月以上，同时将钢渣水分控制在3±0.5％区间内。
在过程工艺三级破碎后设计滚筒筛，尽量杜绝粒级≤8mm物料进入棒磨机进行二次破碎后出现过粉磨现象，严控粒级≤1mm物料占比在10％以内。
将上述过程中得到的尾渣，应用于高寒地区道路面层。
经预处理、过程物料粒级控制后的尾渣游离氧化钙、粒级等重要指标符合高寒地区道路面层中钢渣的使用指标。
尾渣在高寒地区道路面层中的应用，按级配进行配料基础上需严控钢渣中f(CaO)含量及无侧限抗压指标，保证路面耐久性。本实施例中通过热泼、焖渣的方式控制钢渣中f(CaO)含量。并且钢渣是经冶金废渣高温条件下形成，无侧限抗压实验数据高于碎石，应用于道路后无侧限抗压指标符合道路建设标准。
实施例2
一种用于高寒地区道路面层钢渣生产工艺，包括以下步骤：
1)将钢渣进行预处理，所述预处理包括热泼处理和堆焖；
2)将步骤1)预处理后所得钢渣，经三级破碎后筛分：
将粒级≤8mm物料直接进行多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣；
粒级＞8mm物料进入棒磨机进行再次破碎，经破碎的物料再次筛分，粒级＞8mm的物料采用磁选机进行选别，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物循环进入棒磨机。
本实施例中，堆焖过程，采用短期焖渣5～10天，再将多级磁选选别剩余的尾渣置于相对湿度高于80％潮湿环境的方法，以水化反应降低游离氧化钙。
在过程工艺三级破碎后设计滚筒筛，尽量杜绝粒级≤8mm物料进入棒磨机进行二次破碎后出现过粉磨现象，严控粒级≤1mm物料占比在10％以内。
将上述过程中得到的尾渣，应用于高寒地区道路面层，其游离氧化钙、粒级等重要指标符合高寒地区道路面层中钢渣的使用指标，应用于道路后无侧限抗压指标符合道路建设标准，无侧限抗压实验数据高于碎石。
发明人在研究过程中发现，将堆焖时间控制在1个月以上，同时将钢渣水分控制在3±0.5％区间内，是实现本发明方案非常重要的一点，旨在控制尾渣中游离氧化钙含量和TFe含量，以保证道路使用寿命，在整个过程管控中以上关键指标控制不当将造成以下现象。
如果堆焖时间低于1个月时，游离氧化钙水化时间不足，导致尾渣应用于高寒地区路面时出现游离氧化钙含量超标，路面在后续使用中随着使用期的不断增长出现裂纹现象，道路后期使用寿命难以保证。
钢渣水份高于3±0.5％时，受钢渣粘附性强的影响，生产过程粒级控制困难，一方面影响钢渣在路面使用中的粒级，使无侧限抗压强度难以达标；另一方面造成钢渣中TFe流失至尾渣，影响道路后期质量；钢渣水份低于3±0.5％时，影响堆焖效果，易造成游离氧化钙超标现象，影响路面使用寿命。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种钢渣处理后得到的尾渣在高寒地区道路面层的应用，其特征在于，所述钢渣处理工艺包括以下步骤：
1）将钢渣进行预处理，所述预处理包括热泼处理和堆焖；
2）将步骤1）预处理后所得钢渣，经三级破碎后筛分：
将粒级≤8mm物料直接进行多级磁选选别，磁性物为终产品钢精粉，非磁性物为终产品尾渣；
粒级＞8mm物料进入棒磨机进行再次破碎，经破碎的物料再次筛分，粒级＞8mm的物料采用磁选机进行选别，磁性物为终产品粒子钢，非磁性物循环进入棒磨机；将堆焖时间控制在1个月以上，同时将钢渣水分控制在3±0.5%区间内。
2.根据权利要求1所述钢渣处理后得到的尾渣在高寒地区道路面层的应用，其特征在于，控制棒磨机出料中粒级≤1mm物料占比在10%以内。
3.根据权利要求1所述钢渣处理后得到的尾渣在高寒地区道路面层的应用，其特征在于，所述筛分使用的是滚筒筛。
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