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◇ 【钢铁冶金固废聚焦(一)】 钢渣的处理技术和加工工艺现状
来源: | 作者:固废研究中心 | 发布时间 :2023-10-11 | 2633 次浏览 | 分享到:



01

钢渣的处理技术



        钢渣处理的技术主要有热闷法、热泼法、滚筒法、风淬法以及冷渣陈化法。目前我国钢渣处理主要以热闷法、热泼法、滚筒法三种工艺,风淬法在韩国应用较多,冷渣陈化法主要应用于日本,德国、加拿大、英国、印度等国家钢渣主要采用热泼法处理,处理方式见表1。


        热闷的目标,一方面通过打水急冷、破碎实现钢渣的粉化破碎有利于渣铁分离;另一方面利用钢渣余热产生蒸汽促进钢渣中f-CaO和水蒸汽反应生成Ca(OH)2,降低f-CaO含量,使钢渣安定性得到提高。热闷法有普通池式热闷技术和有压热闷两种工艺,池式热闷采用钢板混凝土结构的热闷池,热闷压力为微正压,有压热闷采用热闷罐热闷压力为0.2-0.4MPa,处理压力高有利于f-CaO消解反应的进行。池式热闷周期在20h以上,热闷效果受到生产操作水平的影响较为严重;有压热闷技术采用自动化的装备条件,处理过程不受人为干扰,钢渣热闷效果较好,处理后钢渣浸水膨胀率≤1.5%,能够满足道路、回填用混合料标准要求。




        从机理上讲,热泼法、滚筒法均采用水作为冷却介质对钢渣进行粉化破碎处理,目的在于使钢渣急冷和机械破碎,有利渣铁分离,并没有真正的安定化措施,因此热泼中f-CaO往往较高。不同工艺主要流程采用的代表企业和优缺点见表2。



02

钢渣的加工工艺



        钢渣一般需要二次加工以后才能进行应用,普遍的加工方式一般为将钢渣破碎、粉磨、分拣挑选以及陈化堆存,其工艺流程见图1。




(1)破碎

        钢厂生产的钢渣都呈规则不均匀的块状,钢粒、铁粉和渣子都混合在一起。必须先通过破碎、研磨,把钢渣打碎,才能够分选,便于后面的利用。由于钢渣多成块状,且硬度大,采用破碎比大、耐用的颚式破碎机对钢渣进行粗碎,进入粗碎的钢渣粒度一般在300mm左右。粗碎过后粒度小于100mm的钢渣进入细碎破碎机(如圆锥式破碎机),否则返回粗破。细破后如果粒度能达到相应磨机的入磨粒度要求,那么可以直接送入磨机内进行研磨,否则需要送入细粒破碎机进行二次破碎。


(2)粉磨

        仅仅通过破碎机无法将钢渣彻底打碎,还需将钢渣进行研磨,常用磨机有:钢渣球磨机、钢渣棒磨机和钢渣立磨机。目前不少钢渣微粉生产企业采用多段联合粉磨工艺,主流工艺有:辊压机+球磨;棒磨+立磨;立磨+球磨等。磨机的选择应根据实际生产需求具体选择,如对钢渣成品均匀度要求较高,则可选择钢渣棒磨机;若对钢渣研磨成品需求为粉状,则可选择多段粉磨工艺设备;若要尽可能提高钢渣粉活性则可采用超细球磨技术。


(3)分选

        经过充分破碎、研磨,将钢渣、铁粉、渣子之间的连接体结构打碎,从而进行下一步分选。钢渣一般含有10%-30%的金属铁,其回收不但可以提高钢铁冶金原料的利用率,为钢铁企业带来巨大的经济效益,同时也是钢渣综合利用的先决条件。国内钢铁企业采用的钢渣选铁工艺方法大同小异,一般为多段破碎和磁选相结合。其中:磁选机有悬挂式永磁除铁器、平板磁选机、强磁磁选机、永磁筒式磁选机、管式磁选机等;筛子有格筛、单层振动筛和双层振动筛;设备之间用皮带运输机和提升机连接。 


(4)陈化处理

        钢渣中会存在f-CaO,而将f-CaO消除的最好方式就是将钢渣陈化堆存,使得钢渣性能趋于稳定,以便下一步的处理与应用。虽然陈化处置是消除膨胀组分的简单有效方法,但是陈化需经历漫长的过程。陈化处置时会占用大量堆放场地,且在陈化过程中钢渣膨胀粉化,活性有所降低。为了缩短陈化时间,日本开发了温水陈化、蒸汽陈化和蒸汽加压陈化法。各种陈化处理方式效果对比见表3。现已有多家钢铁公司建有蒸汽陈化钢渣设施。





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