[發(fā)明專利]一種鋼水鑄余渣處理與資源化利用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210542865.1
• 申請日: 2012-12-15
• 公開（公告）號: CN102978305A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方麗華;孫小躍;何建松;段江濤;董瑞章;王志雄;張海濤;張進(jìn)國;賀壓柱;鄭楠;吳永紅
• 申請（專利權(quán)）人: 武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06;C04B5/00;B03B9/04;B03C1/02;B07B1/00
• 代理公司: 昆明知道專利事務(wù)所(特殊普通合伙企業(yè)) 53116
• 代理人: 姜開俠;姜開遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煉鋼鋼渣的綜合利用方法，尤其是涉及一種鋼水鑄余渣處理與資源化利用的方法。

背景技術(shù)

鑄余渣是鋼水經(jīng)連鑄澆鑄后在鋼包內(nèi)剩余的鋼水和鋼渣的混合物，其成分與轉(zhuǎn)爐渣大致相同。它的主要礦物成分為硅酸三鈣（C₃S）、硅酸二鈣（C₂S）、薔薇輝石（C₃MS₂）、橄欖石（CMS）、RO相和納鈣斯密特石（C₇PS₂）等每爐鋼水澆完后，剩余的鑄余渣會被倒入渣罐中，并很快凝結(jié)；每個渣罐大約可以容納數(shù)爐到數(shù)十爐不等的鑄余渣，分次倒入的鑄余渣最終成為分層的大渣鋼砣，與罐體也牢固粘結(jié)在一起，導(dǎo)致傾倒的時候非常困難。鑄余渣中含有3.80%~7.64%的游離氧化鈣（f-CaO），其來源是：鑄余渣中的C₃S、C₂S都是結(jié)晶致密、晶粒粗大，水化硬化緩慢的復(fù)合化合物，其中夾雜有未熔化的石灰與飽和的鑄余渣互相包裹，生成死燒石灰；另外鑄余渣中的C₃S在1100～1250℃的高溫條件下會分解，產(chǎn)生f-CaO，即C₃S?→?C₂S?+?CaO。產(chǎn)生f-CaO的反應(yīng)僅在鑄余渣傾倒入罐后的短時間內(nèi)發(fā)生，當(dāng)鑄余渣的溫度降至1100℃以下時，C₃S的分解反應(yīng)停止發(fā)生。渣罐盛滿后，其余溫僅為300～800℃。鑄余渣中的f-CaO是經(jīng)過1600～1680℃高溫的，結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶顆粒大，有肉眼看不見的死燒塊，水化反應(yīng)極慢，鋼渣作為膠凝材料或集料將產(chǎn)生嚴(yán)重危害，其反應(yīng)產(chǎn)生由于f-CaO?與?H₂O?反應(yīng)生成的Ca(OH)₂晶體大于f-CaO晶體體積，生成的Ca(OH)₂晶體導(dǎo)致鋼渣塊和砼凝固體膨脹開裂，造成建筑體的破壞。而石灰和水泥熟料中的CaO是經(jīng)過1000～1100℃燒成的，是一種晶粒細(xì)小的多孔結(jié)構(gòu)，有很大的內(nèi)表面積的空隙率，具有較強(qiáng)的水化反應(yīng)能力。同時，鑄余渣中還夾雜著10%的殘鋼，若不能有效分離提取，就會對后續(xù)處理工序和產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響——不符合建材標(biāo)準(zhǔn)，不能使用；或者影響棒磨機(jī)產(chǎn)量，增加能耗；或者會降低棒磨機(jī)筒體和襯板的使用壽命，增加成本。只有把鋼尾渣中的金屬鐵MTe含量降至2%以下，粒度<10mm，其中<5mm的占85%，粉狀占50%才能達(dá)到建材標(biāo)準(zhǔn)加以利用。

過去，各大鋼廠處理鑄余渣采取的方法基本相同，大多數(shù)采用將渣罐直接傾倒方式，然后采取人工或磁盤吊選取回收鑄余渣中的渣鋼，剩余渣子一般都是廢棄處理。這種方式的缺點是鑄余渣夾雜的渣鋼回收不完全，還會產(chǎn)生大量粉塵，污染作業(yè)現(xiàn)場和周邊環(huán)境。提取金屬后剩余的鑄余渣，一般就是作為工業(yè)固體廢棄物外運(yùn)至空地丟棄。這種方式金屬收得率低，而且還會擠占大量土地，并形成新的污染源。有的企業(yè)還將堆存在渣場上的鑄余渣，自然陳化一段時間后，再次篩分磁選，如此反復(fù)循環(huán)處理后，雖然可以提取少量金屬物料，但仍將鑄余渣廢棄在場地上，不能得到利用。反復(fù)循環(huán)處理雖然金屬收得率可有所提高，但處理周期長，而且增加了生產(chǎn)成本。目前許多鋼廠在鑄余渣處理方面，普遍存在處理成本高、金屬回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，既不經(jīng)濟(jì)，也不環(huán)保。本領(lǐng)域內(nèi)一直致力于解決問題，中國專利（ZL200810042035.6）記載了“鑄余渣回收再利用的方法”，采用的是悶罐熱悶粉化處理工藝，將顆粒狀和塊狀的鑄余渣分開處理。即顆粒狀的鑄余渣再上磁選設(shè)施處理，而塊狀的僅僅用于鋪墊渣罐底部，盛裝新的鑄余渣后再重復(fù)處理。采用這種處理方式的鑄余渣利用水平并不高。中國專利（ZL200610025562.7）記載了“煉鋼鑄余渣處理工藝”，是將鑄余渣直接翻倒在內(nèi)壁經(jīng)過噴涂作業(yè)，并且放置有格柵架的渣罐內(nèi)。在傾倒鑄余渣的過程中，鑄余渣中的殘鋼會進(jìn)入格柵架自動形成規(guī)定尺寸的小鋼塊，可直接進(jìn)煉鋼轉(zhuǎn)爐使用。但剩余的渣子仍然是當(dāng)作工業(yè)固體廢物丟棄，鑄余渣仍然沒有得到高附加值利用。上述兩種方法雖然都能夠回收鑄余渣中的金屬物料，但卻不能實現(xiàn)鑄余渣的資源化綜合利用。因此，對鑄余渣的深度處理和資源化利用，長期以來一直是困擾冶金企業(yè)，且亟待解決的一個難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼水鑄余渣處理與資源化利用的方法，采用本方法能夠?qū)崿F(xiàn)鑄余渣的100%綜合利用，而且可減少資源浪費和環(huán)境污染。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括游離氧化鈣消解、一級篩分、初級磁選、二級篩分、篩下料磁選、篩上料磁選、循環(huán)處理步驟，具體為：