基于液态钢渣热焖法循环洗液管路防结疤及防腐蚀的方法技术

一种基于液态钢渣热焖法循环洗液管路防结疤及防腐蚀的方法，属于冶金技术领域，该方法为在液态钢渣热焖系统的回水井中向循环洗液喷吹ＣＯ↓［２］气体，并对回水井中的循环洗液进行搅拌，对循环洗液中的ＣＯ↓［２］气泡进行微细化处理，同时在回水井或回水井到水泵之间设置沉降室，接收ＣＯ↓［２］吸收的沉淀。本发明专利技术可有效避免循环洗液管路中的腐蚀和结疤，延长管路段使用寿命，并且方法简单，操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，特别涉及一种基于液态钢渣热焖法循环洗液管路防结疤及防 腐蚀的方法
技术介绍
钢渣产生率约为粗钢量的15%左右，每年我国的钢渣产量近亿吨，作为废弃物遗弃，不 仅占用良田，还污染环境。钢渣的主要化学成分有CaO、 Si02、 MnO、 MgO、 A1203、 TFeO、 P205等，有的钢渣还含有Ti02和V205等。为了适应钢铁工业的发展，国内外对钢渣综合利 用进行了广泛研究，己经取得了显著成果。而钢渣综合利用的最大制约因素是钢渣的后期不 稳定性，这主要是钢渣中含有少量的游离氧化钙(f-CaO)等，如果能将f-CaO、 f-MgO消解 成Ca(OH)2、 Mg(OH)2,消除钢渣的不稳定性，实现钢渣"零排放"资源化利用，实现节能、减 排、循环经济、可持续发展。目前，钢渣的处理方法较多水淬法、热泼法、风淬法、粒化轮法等，大部分处理方法， 都是当液态钢渣形成固体后的处理，处理周期太长，需要几个星期，无法实现全部处理。专 利ZL200410096981.0等提出热态钢渣热焖处理新方法，即将液态钢渣置于露天环境降温至 30(TC 80(TC后进行处理，该类方法存在着占地面积大，扬尘严重污染环境，且产生的大块钢 渣后序处理困难。专利(申请号200810013981.8)提出了液态钢渣热焖工艺，即将液态钢渣 直接倒入地平面下的热焖罐内，随后直接向热焖罐内喷水急冷，形成钢渣碎粒，实现钢渣分 离。其中，热焖池中的洗液排到回水井，由泵打入循环管路，经过沉淀池等处理之后，返回 到热焖池中进入下一个热焖周期。专利ZL200720174489.X设计了液态钢渣热焖处理专用设 备，实现了钢渣100%资源化利用。同时，喷水洗液实现循环利用。在液态钢渣喷水实现钢-渣分离的同时，钢渣中游离的f-CaO、 f-MgO等起水化反应产生体积膨胀而粉化而被消解， 在热焖过程中循环洗液会逐渐溶解大量的Ca2+、 Mg^等，随着时间的积累，循环管路水温的 降低，当循环洗液中Ca^、 M^+等离子浓度超过200mg/L时，就会有结晶析出沉淀附着在管 壁上形成大量的CaC03等碱性结疤。但是如果循环洗液中C^+等离子浓度控制过低，虽然能 防止结疤形成，但会因为洗液水过度软化加剧管道的腐蚀。鞍钢集团鲅鱼圈液态钢渣热炯生 产线生产实践表明，循环洗液管路结疤厚度达2mm/月，循环洗液中Ca2+、 Mg^总离子浓度 超过420mg/L,极大地影响生产正常运行，严重地方造成部分管件、阀门等损坏。根据炼钢 工艺的不同，无论液态钢渣热焖还是热态渣热焖，其循环洗液除C^+以外，还会溶解大量的 Mg^离子，造成循环洗液水的总硬度过高，当高于200mg/L，造成管路结疤问题。防止管路结疤及腐蚀，是保证钢渣热炯生产线正常运转，实现钢渣100%资源化综合利用的关键。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供一种基于液态钢渣热焖法循环洗液管路防结疤及防腐蚀 的方法。本专利技术的目的在于解决钢渣处理循环洗液管路结疤，以及传统方法存在的管路腐蚀 等缺陷影响生产运行等问题。本专利技术的是在回水井中向循环 洗液喷吹C02气体，C02气体喷吹流量为0.5m3/rain~6.0m3/min，并对回水井中的循环洗液进 行搅拌，搅拌桨转速为50rpm 200rpm;同时在回水井或回水井到水泵之间设置沉降室。本专利技术的工作原理为 通过喷吹C02、 C02气体的气泡微细化和C02吸收沉淀反应三个步骤，达到控制循环洗液中Ca^、 Mg^离子总浓度的效果。其中，将C02气体通过喷吹装置喷吹到循环洗液回水井 中；然后在搅拌桨的搅拌作用下进行气泡微细化和分散化处理，提高C02利用率和反应速率； 微细化处理后的C02细气泡与洗液中的Ca^、 Mg^离子等反应结晶，并以沉淀形式析出，处 理后循环洗液中Ca2+、 Mg^离子总浓度在100mg/L~200mg/L，抑制处理后循环洗液对管道的 腐蚀。在回收井和循环管路之间设置有沉降室，接收吸收C02反应形成的沉淀；经过沉降处 理之后，循环洗液经过泵打入到循环管路，输送到热焖池进行下一周期的热焖处理。 其中反应式为-C02+ Mg2++H20—MgC031 + H+ C02+ Ca2++H20—CaC03 I + H+本专利技术设置的喷吹装置由喷枪，搅拌桨构成，喷枪和搅拌桨插入到回水井中的循环洗液内，喷吹C02的量以及喷吹时间由所处理的循环洗液量决定，以水泵出水时达到要求的离子浓度为准。本专利技术中循环洗液的温度为25°C~90°C;处理后，循环洗液中Ca2+、 Mg^离子总 浓度控制在100mg/L~200mg/L。本专利技术提出了，经过该方法处 理后，循环洗液中的Ca2+、 Mg^被有效控制，Ca2+、 Mg^总浓度在100mg/L~200mg/L，，可 以有效地防止循环洗液管路的结疤，同时避免了因喷吹C02过量造成循环洗液中Ca^等离子 浓度过低，水过度软化，加剧管道的腐蚀，极大地提高了循环管路的使用寿命，管道使用寿 命可大于5年。 —本专利技术的方法和传统的酸碱法以及添加防垢剂相比具有巨大的进步和优点。首先，该发 明方法是通过喷吹C02与洗液中的Ca2、 Mg^离子等反应结晶，并以沉淀形式析出，阻止结疤的形成，同时避免了传统的酸碱中和方法所存在的管路腐蚀问题；其次，该专利技术方法喷吹 工业C02,且进行了微细化和分散化处理，提高了 C02的吸收率和利用率，具有处理成本低 等优点；第三、由于对喷吹的C02进行了微细化处理，循环洗液中的C^+、 Mg^等离子浓度 都可以得到有效的控制，经过处理后循环洗液中Ca2+、 Mg^总浓度在100mg/L~200mg/L，避 免了因喷吹C02过量造成循环洗液中C^+等离子浓度过低，水过度软化，加剧管道的腐蚀。 极大地延长了管道的使用寿命；第四、本专利技术方法循环洗液喷吹C02处理后，在进入循环管 路前经过沉降室进行沉降处理。与添加阻垢剂防结疤方式不同，该方法保证每次处理后循环 洗液都像首次喷洒的新鲜洗液，保证循环管路不结疤。第五、该方法只需要喷吹管和搅拌桨即可实现对喷吹的C02气泡的微细化和分散化处理，提高了C02的吸收率和利用率，以及反应速率，处理效率高，对洗液中的C^+、 Mg^离子浓度控制效果显著，装置简单、操作方便。 具体实施例方式实施例1液态钢渣热焖法循环洗液管路中，回水井中的水温为25'C，洗液中Ca"、 Mg2+原始浓度为 0.42g/L。在回水井中设置喷吹装置，喷吹装置包括喷枪和搅拌桨喷枪和搅拌桨插入到回水井 中的循环洗液内，通过喷枪向循环洗液喷吹C02气体，喷枪喷吹C02的速度为0.5mVmin，同 时启动搅拌桨，搅拌桨转速为50rpm。在回水井或回水井到水泵之间设置沉降室，接收反应生成的沉淀，经过喷吹、沉淀处理 后，进入水泵管路中的循环洗液的Ca2+、 Mg"离子总浓度为105mg/L。实施例2液态钢渣热焖法循环洗液管路中，回水井中的水温为5(TC，洗液中Ca2+、 Mg"原始浓度为 0.42g/L。在回水井中设置喷吹装置，喷吹装置包括喷枪和搅拌桨喷枪和搅拌桨插入到回水井 中的循环洗液内，通过喷枪向循环洗液喷吹C02气体，喷枪喷吹C02的速度为1.2mVmin，同 时启动搅拌桨，搅拌桨转速为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液态钢渣热焖法循环洗液管路防结疤及防腐蚀的方法，其特征在于：在液态钢渣热焖系统的回水井中向循环洗液喷吹ＣＯ↓［２］气体，ＣＯ↓［２］气体喷吹流量为０．５ｍ↑［３］／ｍｉｎ～６．０ｍ↑［３］／ｍｉｎ；并对回水井中的循环洗液进行搅拌，对循环洗液中的ＣＯ↓［２］气泡进行微细化处理，搅拌桨转速为５０ｒｐｍ～２００ｒｐｍ；同时在回水井或回水井到水泵之间设置沉降室，处理ＣＯ↓［２］吸收的沉淀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张廷安，豆志河，刘燕，郝树满，蒋孝丽，赫冀成，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[]