鋼鐵生產(chǎn)中冶煉渣的處理和利用

1、41 高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣的產(chǎn)生和性質(zhì)42 爐渣資源化途徑、處理技術(shù)與存在的問(wèn)題43 少渣冶煉44 復(fù)合礦冶煉渣中有價(jià)元素的回收鋼鐵冶金的環(huán)保與節(jié)能-5鋼鐵生產(chǎn)中冶煉渣的處理和利用 41 高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣的產(chǎn)生和性質(zhì) 高爐渣在高爐煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生,從高爐排除時(shí)期溫度約為1500,呈熔融狀態(tài),根據(jù)冷卻方法,分為緩冷渣和水淬渣. 鋼渣包括轉(zhuǎn)爐吹煉鐵水煉鋼時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐渣和用電爐以廢鋼為原料煉鋼時(shí)產(chǎn)生的電爐渣,鐵水預(yù)處理時(shí)產(chǎn)生的渣稱為鐵水預(yù)處理渣,一般統(tǒng)計(jì)為轉(zhuǎn)爐渣. 電爐渣分為氧化期渣和還原期渣.爐渣種類發(fā)生量備注高爐渣緩冷渣約300 kg/t hot metal貧礦冶煉時(shí)渣量可達(dá)1-1.2kg

2、/t hot metal水淬渣鋼渣轉(zhuǎn)爐渣100-150 kg/t steel鐵水預(yù)處理渣40 kg/t steel電爐渣氧化期普通鋼特殊鋼100kg/t steel不銹鋼200kg/t steel還原期中國(guó)鋼鐵渣的發(fā)生量和利用率 2002年全國(guó)產(chǎn)鋼1.8155億噸，生鐵1.7074億噸； 2002年鋼渣產(chǎn)生量2480萬(wàn)噸，136.6 kg slag/t steel，利用率約36%。 2002年高爐渣產(chǎn)生量5909萬(wàn)噸， 346.1 kg slag/t hot metal ，利用率約75%。 釩鈦高爐渣和放射性高爐渣未能利用 全國(guó)鋼鐵棄渣約3億噸，占地3萬(wàn)畝。 “十五”規(guī)劃要求2005年工業(yè)廢渣

3、綜合利用率要達(dá)到60%。釩鈦磁鐵礦高爐冶煉渣成分(質(zhì)量%）CaOSiO2Al2O3MgO MnOFeOSTiO2V2O520-3119-3213-177-90.3-1.20.2-1.90.2-0.96-310.06-1.0500kg BF Slag/t hot metal in Baotou Steel種類SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3FeOMnOTiO2P2O5BOF S19.191.4840.149.789.4317.441.990.941.51BOF S19.144.0745.187.237.1020.540.800.981.23BOF S13.212.4233.769.371

4、6.0311.703.251.101.26BOF S14.075.2940.9713.596.5012.611.210.691.21BOF S14.501.7935.1910.1312.8716.045.670.671.22EAF S22.4411.0335.336.581.2213.141.260.730.34EAF S23.277.6725.204.886.2416.523.376.820.49BF S33.4913.2738.209.800.91_0.09_0.01BF S32.2814.2535.359.971.22_0.381.640.02BF S33.1814.0539.049.0

5、73.13_1.210.53_BF S35.0114.4436.789.720.88_0.30_BF S33.8411.6838.1310.612.20_0.26_各種爐渣的物相組成 高爐渣緩慢冷卻時(shí)生成各種結(jié)晶礦物相，急冷時(shí)生成大量無(wú)定形的玻璃體和微晶，酸性高爐渣急冷時(shí)全部凝結(jié)成玻璃體。 鋼渣不輪緩冷或急冷都生成結(jié)晶礦物相，不形成玻璃態(tài)物質(zhì)。鋼鐵渣的礦物組成種類CaO/(SiO2+P2O5)礦物成分鋼渣1.36橄欖石(CRS)、薔薇輝石(C3MS2)、RO相鋼渣1.80薔薇輝石(C3MS2)、硅酸二鈣(C2S)、RO相鋼渣2.51硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、RO相鋼渣2.99硅酸

6、三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、RO相、鐵酸鹽緩冷高爐渣硅酸二鈣(C2S)、鈣鋁黃長(zhǎng)石(C2AS)、鎂黃長(zhǎng)石(C2MS2)、鈣長(zhǎng)石(CAS2)、硫化鈣(CaS)水淬高爐渣玻璃體和微晶體高爐渣利用途徑 ?；郀t渣做水泥混合材 粒化高爐渣礦粉作水泥和混凝土摻和料 ?；郀t渣作磚 高爐渣做硅肥 緩冷渣做混凝土骨料、道路材料 膨脹礦渣珠做混凝土輕骨料 做礦渣棉、鑄石、微晶玻璃材料 Portland cement - patented by Joseph Aspdin in mid-1800s. Made from finely ground limestone and finely divided

7、 clay to give a burned product containing 65-70% CaO, 18-24% SiO2, 3-8% Fe2O3, 3-8% Al2O3 plus smaller proportions of minor oxides (e.g. Na2O, K2O, MgO, etc.). Modern plants permit much more efficient processing and in addition, proportion raw mix compositions to produce a cement from which a range

8、of strength development and durability properties can be expected.高爐水渣做礦渣水泥 用硅酸鹽水泥熟料與?；郀t渣配合3-5%石膏經(jīng)混合磨細(xì)可制成礦渣硅酸鹽水泥，礦渣摻入對(duì)水泥的抗壓和抗拉強(qiáng)度影響不大，摻入量可占水泥重量的20-70%。 與普通水泥比，礦渣硅酸鹽水泥具有較強(qiáng)的抗溶出性、抗硫酸鹽侵蝕性，適用于水上工程、海港和地下工程，在酸性水和含Mg鹽水中不及普通水泥。 水化熱較低，適用于大體及混凝土澆筑，耐熱性強(qiáng)，適用于高溫車間、高爐基礎(chǔ)，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率高，早期養(yǎng)護(hù)重要。在循環(huán)型干濕變化、凍融條件下不如普通水泥抗凍。

9、 石膏礦渣水泥 高爐水渣（最多80%）+石膏（15%）+石灰（5%)或硅酸鹽水泥熟料，可制成石膏礦渣水泥，成本低，抗硫酸鹽侵蝕，抗?jié)B透性好，適用于水工建筑。 石灰礦渣水泥 石灰（10-30%）+ 天然石膏（15%,但據(jù)我國(guó)國(guó)情用作磷肥不拘于25含磷量,其原因是鋼渣可再處理,鋼渣磷肥對(duì)酸性、中性和堿性土壤都有用,同時(shí)渣中豐富的與2等也有不同程度的肥效.轉(zhuǎn)爐渣中含有大約1%25,可以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)磷肥。因其含有約50%,也可以用作酸性土壤改良劑。轉(zhuǎn)爐渣處理方法 各種鋼渣從爐子里放出或者出鋼時(shí)從鋼包上部溢渣口流出的鋼渣均處于熔融狀態(tài)。由于處理方法不同，鋼渣運(yùn)行的流程也不一樣。 在大多數(shù)情況下，鋼渣是用

10、渣罐被運(yùn)到渣場(chǎng)，經(jīng)自然冷卻后進(jìn)行破碎再應(yīng)用。 對(duì)采用水淬、風(fēng)淬、高速滾筒、余熱自解以及熱盤等方法處理的爐渣不經(jīng)破碎或局部破碎，然后應(yīng)用。 1） 破碎處理法 用破碎法處理的鋼渣有兩類：一是多年累積的渣山，二是新排放的鋼渣。 這種處理方法的基本流程是破碎一磁選篩分分級(jí)。由于用途不同，詳細(xì)流程也不一樣。有的經(jīng)二級(jí)破碎二級(jí)磁選和二級(jí)篩分；有的經(jīng)二級(jí)破碎、三級(jí)磁選和一級(jí)篩分；還有的經(jīng)三級(jí)破碎二級(jí)磁選二級(jí)篩分。根據(jù)國(guó)內(nèi)外采用的破碎方法，現(xiàn)選出有代表性的予以敘述。 武鋼礦渣綜合利用科技開(kāi)發(fā)公司于1986年末建成一條小型鋼渣處理生產(chǎn)線?；玖鞒淌牵憾?jí)破碎一二級(jí)磁選一一級(jí)篩分(見(jiàn)圖4)。該生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為5

11、萬(wàn)噸成品，具體處理過(guò)程如下： 氧氣轉(zhuǎn)爐鋼渣以熱潑的方式翻罐，然后打水冷卻。在鋼渣冷卻過(guò)程中使其自裂(碎)，經(jīng)集中運(yùn)到處理生產(chǎn)線受料斗處。鋼渣經(jīng)過(guò)有300 x 300mm格孔的格篩的受料斗流到皮帶運(yùn)輸機(jī)上送到破碎機(jī)進(jìn)行破碎。小于40mm的渣粒經(jīng)皮帶式磁選機(jī)磁選，磁選出的鋼粒等另行堆放，供煉鐵、煉鋼等部門應(yīng)用。磁選后余下的渣經(jīng)皮帶送入反擊式破碎機(jī)受料斗，經(jīng)綱破、磁選和篩分(篩網(wǎng)孔10 x10mm)后供使用。 武鋼鋼渣處理方法武鋼破碎加工轉(zhuǎn)爐渣工藝唐山鋼鐵公司鋼渣處理方法 唐山鋼鐵公司鋼渣處理間工作程序?yàn)椋菏紫葻釗茕撛Y(jié)成厚度200一300mm的渣殼，然后經(jīng)破碎篩分獲得08mm、840mm和4070

12、mm三種不同粒度的鋼渣，分別用于燒結(jié)、高爐和化鐵生產(chǎn)，經(jīng)再循環(huán)后，回收其中的鐵和大部份Mn。處理工藝流程見(jiàn)圖。該車間年處理能力為16萬(wàn)噸鋼渣。該公司二煉鋼所產(chǎn)生的鋼渣除鑄余渣外全部可以經(jīng)過(guò)該車間處理。 鞍鋼為了開(kāi)采渣山，建立一個(gè)鋼渣處理車間。工作程序是：先用人工采渣，然后經(jīng)顎式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)進(jìn)行粗破和中破碎。破碎后的鋼渣經(jīng)磁選和篩分獲得各種用途的成品和廢鋼。為了給生產(chǎn)水泥提供原料或者為水泥代用品提供渣粉，于1974年9月建成一個(gè)干式自磨系統(tǒng)，其工藝流程如圖7所示。鋼渣經(jīng)自磨、磁選和篩分后，得8廢鋼、47的鐵精礦和87的尾渣。 鞍鋼陳年鋼渣處理流程緩冷破碎法 蘇聯(lián)車?yán)镅刨e斯克鋼鐵公司煉鋼廠用

13、緩冷法處理鋼渣。工藝流程如圖所示。具體步驟為：將盛滿鋼渣的渣盤運(yùn)到渣場(chǎng)，翻罐倒渣后經(jīng)空冷或澆水，鋼渣經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的緩冷風(fēng)化而自然冷卻破碎，然后用挖土機(jī)收集，再經(jīng)破碎成塊狀或粒狀渣，磁選篩分后供使用。這種處理方法有三個(gè)缺點(diǎn)：緩冷時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，破碎工作量大，翻罐時(shí)遇水有爆炸危險(xiǎn)。前蘇聯(lián)車?yán)镅刨e斯克鋼鐵廠130t氧氣轉(zhuǎn)爐鋼渣處理的工藝流程水處理法 采用水處理法處理鋼渣是一種比較理想、行之有效的方法。但是，有一定的危險(xiǎn)性，難度較大。從1970年開(kāi)始，我國(guó)許多鋼廠、例如濟(jì)南鋼鐵廠、湘潭鋼鐵公司煉鋼廠、成都無(wú)縫鋼管廠以及上鋼三廠等均先后采用過(guò)水處理法(主要是水淬法)處理鋼渣。國(guó)外有很多鋼廠采用此法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是： 經(jīng)水淬的鋼渣粒度小，可100的直接用于燒結(jié)或作生產(chǎn)水泥的原料。 水淬后鋼渣很容易用磁選法回收鋼渣中的廢鋼和鐵粒。 免去了多次破碎的操作不需粗、中破設(shè)備。 采用水處理方法可節(jié)省渣罐、免建渣場(chǎng)和專用鐵路線或者重型專用運(yùn)渣汽車以及所屆設(shè)備。采用這種方法處理鋼渣可節(jié)省17的基建投資，減少大量的生產(chǎn)、設(shè)備維護(hù)和管理人員，設(shè)備重量也可減少430。 用渣場(chǎng)