一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统和方法，所述系统包括高炉、粉料斗、渣锅、货车、喷吹装置和水淬装置。所述方法包括以下步骤：将高炉炼铁排出的熔融高炉渣装入渣锅中，通过货车将渣锅运输到装有细尾矿砂的粉料斗处；将粉料斗的细尾矿砂通过喷吹装置缓慢吹进渣锅中，同时吹入氧气形成高温火焰用于熔化细尾矿砂，以减少添加细尾矿砂时渣锅中的热量损失；将熔渣通过渣锅送入水淬装置完成水淬，同时得到水泥活性掺料。本发明专利技术避免了由于出现冲渣沟冒渣、炉渣飞溅而引发的不少安全事故，并且本发明专利技术对冶金大宗固废资源循环利用及节约能源具有重要意义。循环利用及节约能源具有重要意义。循环利用及节约能源具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统和方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，具体涉及涉及一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统和方法。

技术介绍

[0002]随着我国钢铁工业的迅猛发展，铁尾矿的排放量日益增大，但是铁尾矿综合利用率偏低，造成大量的尾矿堆积，尾矿的排放和存储不仅耗用大量的人力、物力和财力，还占用大量的农田，造成环境污染；如果出现尾矿库溃坝，还会严重危及人民生命和财产安全。根据2020中国环境统计年鉴显示，2019年我国铁尾矿产生量5.36亿吨，综合利用量1.16亿吨，铁尾矿综合利用率不足30%，绝大多数铁尾矿尚未被综合利用。尾矿作为重要的二次矿物资源已在国内外备受关注，因此，面对国内铁尾矿的排放及影响的严峻情况，有必要开发出大比例高附加值利用铁尾矿的新技术和新产品，以达到提高铁尾矿综合利用率、减小环境影响的目的。
[0003]高炉渣是在高炉炼铁过程中形成的固体废物。高炉矿渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法不同而变化，平均每1吨生铁产出0.25吨高炉渣。由于近代选矿和炼铁技术的提高，每吨生铁产出的高炉矿渣量已经大大下降。矿渣由于含有80~90%的玻璃相，这种以SiO2、Al2O3和CaO为主要化学组成的玻璃相物质具有潜在的水化活性，可在Ca(OH)2等碱性物质的激发下反应生成具有胶凝性的水化硅酸钙和水化铝酸钙等产物，产生强度，是生产水泥最好的混合材。但矿渣水泥的缺点是早期强度较低。
[0004]目前，高炉冶炼产生的高炉渣的处理工艺主要包括水淬法和干渣法。除极少特殊情况采用放干渣的工艺之外，其他均是使用水冲渣工艺，以实现炉渣的水淬。然后，再由相关炉渣处理设备、运输皮带等完成水渣的工艺流程。
[0005]鉴于此，本专利技术提出一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中铁尾矿综合利用率偏低，造成环境污染和矿渣水泥早期强度较低的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统，所述系统包括高炉、粉料斗、渣锅、货车、喷吹装置和水淬装置，所述高炉用于进行高炉炼铁并向外输出熔融高炉渣，所述高炉的出料口与渣锅的进料口连接；所述渣锅用于盛装熔融高炉渣，所述渣锅位于货车上，通过货车实现渣锅的运输；所述粉料斗用于盛装并向外输出细尾矿砂；所述喷吹装置一端与粉料斗连接，另一端与渣锅连接，所述喷吹装置用于将从粉料斗输出的细尾矿砂输入渣锅中，使细尾矿砂与高炉渣发生熔融反应；
所述水淬装置用于对发生熔融反应后的渣锅进行水淬，得到水淬矿渣，作为水泥活性掺料。
[0008]优选地，所述喷吹装置包括空气压缩机、喷吹管道、氧气管道、升降装置、喷枪、防溅罩和炼钢厂蓄氧罐，所述喷吹管道一端与空气压缩机连接，另一端与第一喷枪连接；所述粉料斗位于所述空气压缩机与第一喷枪之间，所述粉料斗的出料口与喷吹管道连接；所述空气压缩机用于提供压缩空气，所述喷吹管道以所述压缩空气为动力，将从粉料斗输出的细尾矿砂通过第一喷枪输入渣锅中；所述氧气管道一端与炼钢厂储氧罐连接，另一端与第二喷枪连接，所述氧气管道用于将炼钢厂提供的氧气通过第二喷枪输入渣锅中；在所述渣锅上方设有防溅罩，用于防止渣锅中的物料飞溅，所述第一喷枪、第二喷枪和防溅罩均与升降装置连接，所述升降装置用于实现所述第一喷枪、第二喷枪和防溅罩的升降。
[0009]本专利技术还提供了一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的方法，所述方法使用上述制备水泥活性掺料系统，包括以下步骤：S1、将高炉炼铁排出的熔融高炉渣装入渣锅中，通过货车将渣锅运输到装有细尾矿砂的粉料斗处。
[0010]优选地，所述细尾矿砂的细度模数为2.7，含水量在5%~45%；所述渣锅中装入熔融高炉渣的量为40~50吨。
[0011]S2、将粉料斗的细尾矿砂通过喷吹装置吹入渣锅中，同时向渣锅中吹入氧气形成高温火焰用于熔化细尾矿砂，反应完成后得到熔渣。
[0012]优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、用升降装置将防溅罩罩住渣锅，同时将第一喷枪和第二喷枪降到渣锅中，然后通过氧气管道将氧气通过第二喷枪吹入渣锅。
[0013]优选地，所述升降装置可以调节氧气进入物料中的深度。进行吹氧的时候将防溅罩盖住渣锅既可以防止熔融渣飞溅造成事故，也可以减少热量的散失。等熔融反应结束后将防溅罩升起，然后将渣锅送到水淬装置处。
[0014]优选地，所述第一喷枪和第二喷枪的浸渍深度为500~1400 mm，所述氧气管道的流量为15~22 Nm3/min。
[0015]S22、将粉料斗中的细尾矿砂加入喷吹管道，同时空气压缩机将细尾矿砂通过第一喷枪吹入渣锅中。
[0016]优选地，所述细尾矿砂加入喷吹管道的速度为100~150 kg/min，所述空气压缩机的空气流量为3.5Nm3/min。
[0017]优选地，向所述渣锅喷入细尾矿砂的量为10~20%。细尾矿砂的加入可以改善矿渣水泥早期强度较低的缺点，并降低了高炉渣的液相线温度。加入量在10~20%之间最好，小于该值矿渣水泥早期强度低，大于该值矿渣水泥的矿相结构改变，使得其性能降低。
[0018]S3、将S2得到的熔渣通过渣锅送入水淬装置完成水淬，同时得到水泥活性掺料。
[0019]优选地，所述熔渣通过渣锅送入水淬装置完成水淬后得到水淬矿渣，又称水渣。水
渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料石灰石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐水泥，石膏矿渣水泥，石灰矿渣水泥，矿渣砖，矿渣混凝土等。
[0020]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本专利技术提供的一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统在加入细尾矿砂后，高炉渣的液相线温度降低，可以在较低的温度下进行水淬处理，避免出现冲渣沟冒渣、炉渣飞溅现象，引发的不少安全事故。
[0021]本专利技术提供的一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的方法使用细尾矿砂来调控高炉渣的物相，使其改善矿渣水泥早期强度较低的缺点。
[0022]此外，本专利技术对冶金大宗固废资源循环利用及节约能源具有重要意义。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术一个实施例提供的细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的流程图。
[0025]附图标记说明如下：1、高炉；2、粉料斗；3、渣锅；4、货车；5、喷吹装置；6、水淬装置。
[0026]图2是本专利技术一个实施例提供喷吹装置的示意图。
[0027]附图标记说明如下：501、空气压缩机；502、喷吹管道；503、氧气管道；504、升降装置；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统，其特征在于，所述系统包括高炉、粉料斗、渣锅、货车、喷吹装置和水淬装置，所述高炉用于进行高炉炼铁并向外输出熔融高炉渣，所述高炉的出料口与渣锅的进料口连接，所述渣锅用于盛装熔融高炉渣，所述渣锅位于货车上，通过货车实现渣锅的运输，所述粉料斗用于盛装并向外输出细尾矿砂，所述喷吹装置一端与粉料斗连接，另一端与渣锅连接，所述喷吹装置用于将从粉料斗输出的细尾矿砂输入渣锅中，使细尾矿砂与高炉渣发生熔融反应，所述水淬装置用于对发生熔融反应后的渣锅进行水淬，得到水淬矿渣，作为水泥活性掺料。2.根据权利要求1所述的制备水泥活性掺料的系统，其特征在于，所述喷吹装置包括空气压缩机、喷吹管道、氧气管道、升降装置、第一喷枪、第二喷枪和防溅罩，所述喷吹管道一端与空气压缩机连接，另一端与第一喷枪连接，所述粉料斗位于所述空气压缩机与第一喷枪之间，所述粉料斗的出料口与喷吹管道连接，所述空气压缩机用于提供压缩空气，所述喷吹管道以所述压缩空气为动力，将从粉料斗输出的细尾矿砂通过第一喷枪输入渣锅中，所述氧气管道一端与炼钢厂储氧罐连接，另一端与第二喷枪连接，所述氧气管道用于将炼钢厂提供的氧气通过第二喷枪输入渣锅中，在所述渣锅上方设有防溅罩，用于防止渣锅中的物料飞溅，所述第一喷枪、第二喷枪和防溅罩均与升降装置连接，所述升降装置用于实现所述第一喷枪、第二喷枪和防溅罩的升降。3.一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的方法，其特征在于，所述方法使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁章福，刘克，赵宏欣，施春红，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：