[發(fā)明專利]鋼渣生產(chǎn)高活性鋼渣粉和惰性礦物產(chǎn)品的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611105595.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN106755650B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯新凱;梁爽;劉柱燊;黃瑞濤;張錦;于浩;武志江;杜旭升;范金禾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B3/06
• 分類號(hào): C21B3/06;C04B7/42;C04B7/147;B03B7/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼渣加工處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋼渣全資源化利用，特別涉及一種鋼渣生產(chǎn)高活性鋼渣粉和惰性礦物產(chǎn)品的工藝。

背景技術(shù)

鋼渣是煉鋼排出的固體廢物，其產(chǎn)率一般為粗鋼產(chǎn)量的15％。據(jù)歐浦鋼網(wǎng)國(guó)內(nèi)月度粗鋼產(chǎn)量，2015年我國(guó)粗鋼總產(chǎn)量為8.0053億t，則每年產(chǎn)生約1.2億t鋼渣。國(guó)家工信部公布的近年鋼渣綜合利用率不超過(guò)21％，年新增0.95億t廢棄的鋼渣，影響著煉鋼生產(chǎn)排渣暢通，也占用寶貴的土地并造成環(huán)境污染，因此需要研發(fā)新技術(shù)提高鋼渣的資源化利用率。

鋼渣的利用問(wèn)題關(guān)鍵是要解決原渣選除有價(jià)金屬后尾渣的利用，鋼渣尾渣(簡(jiǎn)稱鋼渣)最主要應(yīng)用途徑是作為水泥混合材或混凝土摻合料。該方式具有處理量大、應(yīng)用面廣、產(chǎn)品附加值較高等優(yōu)勢(shì)，但也存在著鋼渣粉活性低摻入到水泥中會(huì)造成水泥強(qiáng)度低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，以及可能導(dǎo)致水泥安定性不良等問(wèn)題。鋼渣粉活性低是鋼渣在水泥或混凝土中應(yīng)用最大的技術(shù)障礙，特別是在我國(guó)水泥、混凝土建材行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩大環(huán)境中，該問(wèn)題導(dǎo)致鋼渣粉不適應(yīng)產(chǎn)品性能競(jìng)爭(zhēng)的要求，許多鋼渣粉磨和分選加工企業(yè)艱難地維持生產(chǎn)，甚至轉(zhuǎn)產(chǎn)或關(guān)停。

鋼渣中含有與硅酸鹽水泥熟料相似的水化活性礦物，如硅酸鈣、鐵酸鈣、鐵鋁酸鈣和f-CaO等，因此用作水泥混合材或混凝土摻合料；鋼渣中還含有水化惰性礦物(簡(jiǎn)稱惰性礦物)，包括金屬Fe、Fe₃O₄和RO相，RO相是MgO、FeO、MnO等二價(jià)金屬氧化物的固溶體。這些惰性礦物不具有水化活性，它們的含量越高鋼渣的水化活性越低。鋼渣粉產(chǎn)品中這些惰性礦物含量較高是制約產(chǎn)品性能的主要因素，例如，以剔除塊狀渣鐵后的尾渣為原料，并且粉磨過(guò)程中選除渣鐵小顆粒，鋼渣粉產(chǎn)品中Fe含量1.4～3.5％，F(xiàn)e₃O₄含量4.2～7.1％，RO相含量35.4～36.5％，惰性礦物總量為41.1～47.2％。因此，近年來(lái)從鋼渣中選除惰性礦物，以求改善鋼渣粉的活性成為新技術(shù)發(fā)展的方向。

“一種鋼渣高效回收再選處理的方法”【專利號(hào)CN102688880 A】，其目的在于最大程度地從鋼渣中選出并回收金屬鐵，以尾渣為原料制成鋼渣粉。該技術(shù)的方案是塊狀鋼渣逐級(jí)破碎解離并磁選提取出塊狀或大顆粒的金屬鐵，獲得-5mm尾渣經(jīng)過(guò)輥式磨預(yù)粉磨制成鋼渣粉半成品。鋼渣粉半產(chǎn)品經(jīng)氣力分級(jí)提出粗粉由磁選機(jī)提純獲得鐵粉產(chǎn)品；細(xì)粉由球磨機(jī)粉磨至比表面420m²/kg為鋼渣粉產(chǎn)品。該發(fā)明的技術(shù)缺陷：因其技術(shù)方案是建立在未認(rèn)識(shí)到鋼渣中主體惰性礦物是RO相的基礎(chǔ)上，故只關(guān)注到鋼渣中金屬鐵的提取，未意識(shí)到鋼渣中主導(dǎo)惰性礦物(RO相)的分選效果。輥式磨預(yù)粉磨制成鋼渣粉半產(chǎn)品的比表面面積小于150m²/kg，RO相礦物的單體綜合解離度不足50％，由磁選獲得鐵粉產(chǎn)品(實(shí)際上是惰性礦物產(chǎn)品)中硅酸鹽礦物的雜質(zhì)多，產(chǎn)品的鐵品位低；由分級(jí)細(xì)粉和磁選尾礦由球磨磨細(xì)制成的鋼渣粉產(chǎn)品，由于入磨物料中惰性礦物含量較高，即使將鋼渣粉的粉磨細(xì)度很高，其活性仍不會(huì)有顯著的提高。

“一種鋼渣制備鋼渣砂、活化渣粉和RO相的方法”專利【專利號(hào)CN 104446022】，其目的在于提供一種鋼渣制備鋼渣砂、活性粉渣和RO相的方法，使鋼渣中水硬性礦物與RO相分離并得到利用。該技術(shù)的方案采用兩段間歇粉磨、一級(jí)干式選粉和磨內(nèi)沉積料再分離的4步工藝。具體實(shí)現(xiàn)方法是將鋼渣閉路預(yù)粉磨到-10mm，再經(jīng)解離性粉磨為-1.8mm的粉料，將粉料入選粉機(jī)以80μm為切割粒徑分選。細(xì)料即為活性粉渣，粗料即為鋼渣砂。取出兩段粉磨時(shí)磨機(jī)內(nèi)的沉積富集料，作為RO相和鋼粒的混合料，除鐵得RO富集料，再重力分選再提純RO相時(shí)雜質(zhì)為活化渣粉。該發(fā)明有以下技術(shù)缺陷：(1)鋼渣解離粉磨為-1.8mm粉料，而鋼渣中RO相一般平均粒度約30μm，該粒度水平達(dá)不到RO相礦物單體解離目標(biāo)；，并且未達(dá)到物料礦物粒徑水平時(shí)粉磨過(guò)程作用不能明確體現(xiàn)礦物之間抗粉磨性的差異，使這些難磨的惰性礦物在粗粒級(jí)富集。(2)粉料的氣力分選以80μm切割粒徑分級(jí)，該粒度遠(yuǎn)大于鋼渣中三種惰性礦物的本征粒徑，故粗粉、細(xì)粉中惰性礦物含量差異不大，難以達(dá)到礦物成分分選要求。分選后兩種產(chǎn)品中活性粉渣的惰性礦物含量還較高，其水化活性沒(méi)有明顯的提高；鋼渣砂中惰性礦物也沒(méi)有很好地富集，純度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。(3)從磨機(jī)內(nèi)取出沉積富集料制備RO相，需要停磨、取料、分選，不僅工序復(fù)雜、成本高，還存在粗顆粒中惰性礦物單體解離度低，產(chǎn)品鐵品位難以利用等問(wèn)題。至于該方案要解決的惰性礦物在難磨影響粉磨作業(yè)問(wèn)題，可采用立磨將難磨的大顆粒料從磨盤周圍排出，選除渣鐵顆粒后再返回磨內(nèi)繼續(xù)粉磨。