一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置及方法，属于钢铁冶金技术领域，解决了现有技术中有色金属冶炼渣中金属资源回收难，渣堆放堆存环境污染严重，现有钢渣处理方法钢渣高温显热未充分利用，钢渣中铁氧化物回收低的问题。协同调质处理的装置包括调质炉和驱动机构，调质炉包括调质炉熔池，调质炉的上部设有钢渣进料口和有色金属冶炼渣进料口，调质炉还设置有煤氧枪；驱动机构设置在调质炉的底部，用于带动调质炉进行摆动回转；还包括烘干预处理单元。本发明专利技术的装置能够进行钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理，实现钢渣改性和铁资源回收；调质后渣经过处理能做水泥原料或建筑用人造砂石料。

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置及方法
本专利技术涉及钢铁冶金
，具体地说是涉及一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置及方法。
技术介绍
钢渣是炼钢过程中排出的固体废弃物，其主要来源为冶炼过程中加入的造渣材料、冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料、固体料带入的泥沙等。目前国内钢渣的排放量为钢产量的8％～15％，约1.4亿吨/年，占工业固体废弃物总量的24％左右，目前主要将钢渣应用于道路路基的垫层、结构层、沥青拌合料、渣肥、填坑填海、钢渣水泥及胶凝材料等。钢渣也是一种优质的废热资源，液态钢渣温度为1450～1650℃，比热容为1.2kJ/(kg·℃)，热焓值可达2000MJ/t，相当于61kg标准煤。根据炼钢工艺的不同可以将钢渣分为电炉钢渣、转炉钢渣；根据钢渣的酸度和碱度，可分为酸性渣和碱性渣；根据生产阶段的不同，分为炼钢渣、浇铸渣、喷溅渣；根据处理方法的不同可分为滚筒渣、热闷渣、水淬渣等。实质上，钢渣是一种可二次利用的资源，但在钢渣的大规模应用中，存在体积安定性差、胶凝活性低、化学波动大等问题，降低了钢渣的利用率和利用效率。钢渣主要是由钙、镁、铁、硅和少量的铝、钠、锰等的氧化物组成，由于炼钢工艺和炼钢要求不同，使得钢渣的化学组成有一定的波动性，但主要以CaO、SiO2、Fe2O3、FeO、A12O3、MgO、MnO和P2O5等氧化物存在。钢渣中的CaO是钢渣的主要氧化物，其含量一般为40％～60％，主要作为钢渣的钙源。钢渣中含有的f-CaO(游离氧化钙)和f-MgO(游离氧化镁)水化后会产生体积膨胀，这成为了影响钢渣安定性的重要因素。钢渣中的f-CaO水化后会生成Ca(OH)2，使得钢渣的体积增大1.98倍，钢渣中的f-MgO水化会生成Mg(OH)2，使钢渣的体积增大2.48倍；因此钢渣在混凝土中的使用有很大的局限性，不适用于钢渣掺量过高时；钢渣掺量过高，容易引起混凝土开裂，导致建筑物结构破坏，带来重大的安全隐患。热态钢渣处理工艺主要包括浅盘法、热焖法、水淬法、渣箱热泼法等，他们的共同点是使用大量介质水来完成钢渣处理工艺，其中热焖法应用较普遍，但是这些方法存在安全性差且浪费了热态钢渣的热源。铜渣是有色冶金工业影响环境负荷的主要固体废弃物之一。2019年我国精炼铜产量增至978.4万吨，按铜冶炼统计吨铜产生冶炼渣2.2-2.5吨。目前全国累计铜渣达到1.2亿吨以上，现在每年新增铜渣约2000万吨。铜渣是炉料和燃料中各种氧化物互相熔融而成的共熔体，主要的氧化物是二氧化硅和氧化亚铁，其次是氧化钙、三氧化二铝和氧化镁等。铜渣的理化性能主要由入炉铜精矿性质、冶炼操作条件和炉渣冷却速度而定。表1为一般冶炼粗铜的水淬铜渣的化学组成。可以看出，铜渣中含有大量的铁、锌、铜等金属元素，其中，铁含量达到40％，比国内一般的铁矿石含铁量高。表1水淬铜渣的化学组成(％)CuFeSiO2AsZnCaOMgOAl2O30.7540.5732.760.171.743.841.043.87由于铜渣的SiO2含量高达30％左右，铜渣中的主要金属的赋存形态都以橄榄石结构存在，如铁橄榄石(Fe2SiO4或2FeO·SiO2)，铜的赋存形态为铜橄榄石(2CuO·SiO2或Cu2S)。通过破碎磁选或是浮选很难将金属氧化物与SiO2分离。目前技术中有采用液态铜渣缓冷方式，使铜渣中的铜氧化物晶格长大，通过浮选使铜得到了部分回收，提取了铜渣中所含的部分铜金属，使铜渣含铜比例由原来的0.7％左右降至0.3％左右，而其它有价金属都没能得到有效的回收利用。表2为浮选后尾渣的化学组成。浮选后尾渣由于含铁很高，加之缓冷炉渣玻璃相含量大幅降低，作为水泥原料会降低活性，使水泥质量大幅下降。尽管一些企业将部分浮选尾渣仍然作为水泥原料或其它建材原料出售，但只能配入很少的部分。未经处理的铜渣作为水泥或其它建材的原料，由于铅、锌、砷等有害元素的存在，也会带来相当大的环境隐患。表2缓冷铜渣浮选后尾渣的化学成分/％FeCuSiO2CaOMgOAl2O3ZnAsPbSBiSbAuAg41.930.2929.793.841.043.872.830.240.760.290.10.10.1g/t1.0g/t目前我国大部分的铜渣仍堆存在渣场，现有铜渣堆存所占的土地面积1000多万平方米(约15000亩)，每年新增铜渣还要新占土地90多万平方米(1300多亩)，而且铜渣长期堆存会严重污染地下水和周边环境。铜渣中铁、铜品位在40％、1％左右，高于目前铁、铜矿的品位，是一种量大质优的二次资源。目前，铜渣中铜的利用率不超12％，而铁的利用率不足1％，因此，开发新技术综合利用铜渣资源，提取铁等有价金属，可促进冶金行业的可持续发展，利于二次资源的合理利用，有着经济、环保双重意义。赤泥是一种氧化铝工业废渣，每生产一吨氧化铝产生1.0～2.0吨赤泥。目前，我国氧化铝产量占世界第一位，赤泥的产量也是最大的，2019年中国氧化铝供应量为7420万吨，按一吨氧化铝产生1.0左右吨赤泥计算，年产生氧化铝赤泥约7500万吨。我国部分公司采用拜耳法生产氧化铝外，其余均采用烧结法和混联法。我国拜耳法赤泥的特点是铁及氧化铝含量高；混联法的特点是铁碱含量低，氧化钙含量高。氧化铝赤泥成分见表3。表3氧化铝赤泥参考成分/％TFeFe2O3SiO2CaOMgOAl2O337.7253.897.621.830.6316.04目前赤泥的处理方式大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存，或赤泥干燥脱水后干法堆存。这种做法不但占用大量的土地，耗费场地建设与维护费用，而且赤泥中的许多可利用成分不能得到合理的利用，造成了资源的二次浪费，并且对环境构成极大的威胁。砂石材料按形状分为块状石料和粒状石料(集料)，按来源分为天然岩石、人工轧制的集料、冶金矿渣。石料是天然岩石经机械加工制成的，或者直接开采得到具有一定形状和尺寸的石料制品。石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然岩石的矿物成分，以及这些矿物在岩石中的结构与构造。按成岩条件分：岩浆岩、沉积岩、变质岩。主要物理性质：(1)物理常数，反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数。常用物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，其特征在于，包括调质炉和驱动机构(47)，所述调质炉包括调质炉熔池(46)，调质炉的上部设有钢渣进料口(45)和有色金属冶炼渣进料口，调质炉还设置有煤氧枪；驱动机构(47)设置在调质炉的底部，用于带动调质炉进行回转摆动；/n还包括烘干预处理单元(e)，所述烘干预处理单元(e)用于烘干有色金属冶炼渣。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，其特征在于，包括调质炉和驱动机构(47)，所述调质炉包括调质炉熔池(46)，调质炉的上部设有钢渣进料口(45)和有色金属冶炼渣进料口，调质炉还设置有煤氧枪；驱动机构(47)设置在调质炉的底部，用于带动调质炉进行回转摆动；
还包括烘干预处理单元(e)，所述烘干预处理单元(e)用于烘干有色金属冶炼渣。


2.根据权利要求1所述的钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，其特征在于，还包括托轮机构(48)，托轮机构(48)用于支撑调质炉。


3.根据权利要求2所述的钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，其特征在于，所述托轮机构(48)为两套，两套托轮机构(48)对称地分布在调质炉的底部。


4.根据权利要求1所述的钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，其特征在于，所述煤氧枪包括底吹煤氧枪(51)和侧吹煤氧枪(52)，多个所述底吹煤氧枪(51)设置在调质炉的底部；多个所述侧吹煤氧枪(52)设置在调质炉的侧壁。


5.一种钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的钢渣与有色金属冶炼渣协同调质处理的装置，包括如下步骤：
步骤一：将高温熔融钢渣倒入调质炉；
步骤二：将烘干后的有色金属冶炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：周和敏，齐渊洪，沈朋飞，徐洪军，张俊，王锋，林万舟，郝晓东，严定鎏，许海川，何鹏，高建军，王海风，
申请(专利权)人：钢研晟华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11