一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺，包括如下步骤：(1)在炼铁高炉出渣工序设置液态铁渣装罐站，在炼钢工序设置液态铁渣分罐站、液态钢铁渣混装站及液态钢铁渣混合站；(2)接取液态铁渣并转运至液态铁渣分罐站；(3)将接取液态铁渣分装入多个储存罐内；(4)将液态钢渣缓慢倒入储存有液态铁渣的储存罐形成钢铁混合液态渣；(5)将钢铁混合液态渣混合均匀；(6)进行钢渣处理，得到尾渣；(7)尾渣进行细破碎、磁选除铁与粒度分级。本发明专利技术通过硅铝含量较高的弱碱性高炉液态铁渣与高碱度液态钢渣进行液

【技术实现步骤摘要】
一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺


[0001]本专利技术属于冶金固废综合利用
，具体涉及一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺。

技术介绍

[0002]钢渣是炼钢过程中排出的一种固体废弃物，其产生量约为粗钢产量的13％左右，我国粗钢产量已超过10亿吨，则年产生的钢渣在1亿吨以上，但其利用率仅为30％左右，大部份钢渣需要堆存或填埋，钢渣大量堆存或填埋会破坏生态环境。
[0003]其次，钢渣是一种可二次利用的宝贵资源，钢渣能大规模应用在水泥混凝土和沥青混凝土中，由于存在体积安定性差、胶凝活性低、化学成份波动大等问题，从而降低了钢渣的利用率。针对钢渣所存在的这些问题目前最常规的处理是物理活化、化学活化、机械活化、复合活化等方式。但这些活化技术不能从根本上解决钢渣活性低、体积安定性差、化学成份波动性大等问题。
[0004]液态钢渣温度可达1500℃左右，比热容为1.2kJ/(kg
·
℃)，热焓达2000MJ/t，吨液态钢渣的显热相当于60kg标煤的发热量，属于高品质的余热资源。钢渣化学成分受原矿石、炼钢方式及出渣顺序的影响差异较大，但其元素分布仍具有一定的共性：主要由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等元素组成，其中钙含量最多，其次是铁、硅、镁，而钙、硅、磷的含量直接关系到钢渣的碱度。钢渣碱度M等于其中氧化钙与二氧化硅和五氧化二磷含量之和的比。按照碱度的不同，钢渣被分为3类：当M<1.8时为低碱度钢渣；当1.8＜M＜2.5时为中碱度钢渣；当M＞2.5时为高碱度钢渣，我国主要钢铁企业产生的钢渣碱度均大于2.5，属于高碱度钢渣，而高碱度钢渣的主要矿物相为C3S(硅酸三钙)、C2S(硅酸二钙)及RO相(二价金属氧化物固溶体)，还有少量游离氧化钙(f
‑
CaO)和金属铁等。
[0005]为改善高碱度钢渣在水泥混凝土和沥青混凝土中应用时的体积稳定性，业内常用的方法是将钢渣露天堆存陈化半年以上，高碱度钢渣在堆存陈化过程中被风吹雨淋，其中的C2S、C3S等矿物，尤其是f
‑
CaO会水化产生Ca(OH)2，使渗出的钢渣浆液的PH值超过12，由于PH值过高有被列为危险废物的可能。
[0006]为改进并稳定钢渣的化学组成，以提高其水化活性，并解决其体积安定性差的问题，国内重多大专院校、科研机构和钢铁联合企业，对液态钢渣化学成份进行了大量的在线重构研究，其原理是在高温液态钢渣中加入硅铝质材料，如粘土、河砂、页岩、粉煤灰和煤渣等，在固液反应过程中，液态钢渣内f
‑
CaO与硅铝质材料中SiO2和Al2O3反应生成大量硅酸钙与铝酸钙等活性矿物而成为低碱度钢渣，从而可提高钢渣的体积安定性和水化活性，也没有必要长时间堆存陈化，既使堆存渗出钢渣浆液的PH值也不会超过10，但这种方法所用硅铝质固体材料大都需要从钢铁企业外部购入，且固液反应很不充分，重构调质效果十分有限，生产成本又高，故无法得到实际应用。
[0007]综上所述，亟需提供一种可极大地提高钢渣的综合利用率，并降低其处理与利用的综合成本的液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种可极大地提高钢渣的综合利用率，并降低其处理与利用的综合成本的液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺。
[0009]上述目的是通过如下技术方案实现：一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺，包括如下步骤：
[0010](1)在炼铁高炉出渣工序设置液态铁渣装罐站，在炼钢工序罐装液态钢渣转运跨内设置液态铁渣分罐站、液态钢铁渣混装站及液态钢铁渣混合站；
[0011](2)在液态铁渣装罐站接取液态铁渣，并转运至液态铁渣分罐站；
[0012](3)在液态铁渣分罐站内，将接取的液态铁渣分装入多个储存罐内，每个储存罐内的液态铁渣的容积为储存罐有效容积的10％～45％；
[0013](4)将上述储存有液态铁渣的储存罐转运至液态钢铁渣混装站，在步骤(2)～(3)进行的同时，液态钢渣也运输至液态钢铁渣混装站，并将液态钢渣缓慢倒入储存有液态铁渣的储存罐至预定的液位，形成钢铁混合液态渣；
[0014](5)将储存有钢铁混合液态渣的钢渣罐运至液态钢铁渣混合站，将钢铁混合液态渣混合均匀；
[0015](6)将混合均匀的钢铁混合液态渣转运至炼钢工序的钢渣处理车间内进行钢渣处理，得到尾渣；
[0016](7)经步骤(6)处理后的尾渣运送到尾渣细碎分级厂，进行细破碎、磁选除铁与粒度分级。
[0017]本专利技术在炼铁高炉出渣工序设置液态铁渣装罐站，在炼钢工序罐装液态钢渣转运跨内设置液态铁渣分罐站、液态钢铁渣混装站及液态钢铁渣混合站，通过钢铁联合企业内部副产的硅铝含量较高的弱碱性高炉液态铁渣与高碱度液态钢渣进行液
‑
液反应而制得钢铁混合液态渣，混装站的作用是将液态钢渣，缓慢地倾倒入装有小半罐液态铁渣的钢渣罐内，由于液态钢渣的容重大于液态铁渣，在液态钢渣下沉和液态铁渣上浮的过程中，二者得到了预混熔。高炉液态铁渣中富含的SiO2和Al2O3与液态钢渣中的f
‑
CaO反应生成硅酸钙与铝酸钙等活性矿物，使钢铁混合液态渣碱度降至2.5以下，成为中、低碱度渣，同时f
‑
CaO含量也会由7以上降低到3％以内，钢铁液态混合渣经过常规的钢渣处理，并经细破碎、磁选和粒度分级后可直接用作沥青混凝土粗细集料，也可超细粉磨成钢铁渣微粉供水泥混凝土作矿物掺合料用，从而可极大地提高钢渣的综合利用率，并降低其处理与利用的综合成本。
[0018]由于高炉矿渣的主要化学成分是SiO2、Al2O3和CaO等，这三种氧化物占高炉矿渣总质量的90％以上。因炼铁过程中靠CaO中和SiO2，而CaO主要通过分解石灰石获得，基本不会过多投放，很少产生f
‑
CaO，且按钢渣碱度计算方法判定高炉矿渣的碱度仅为1左右。因此，以液态铁渣和液态钢渣进行液相混熔的调质降碱效果好、不用外购任何其他材料，只需对钢铁联合企业的铁渣和钢渣处理工序进行适用性技术改造即可实施，且技术可靠性高；调质降碱后的钢铁混合渣硅酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙等活性矿物大幅增加，而f
‑
CaO含量却大幅降低到3％以内，经热泼、热焖等钢渣一次处理后f
‑
CaO含量可进一步降低到2％以内，从而解决了钢渣尾渣资源化利用的一系列技术难题，可使钢渣资源综合利用率由目前的40％左右提高到90％左右。
[0019]进一步的技术方案是，所述步骤(5)中，在液态钢铁渣混合站内，使用天车将储存
罐内的钢铁混合液态渣倾倒入另一个空储存罐内，然后再倒入原储存罐内，如此重复倒罐多次使钢铁混合液态渣混合均匀。如此，将储存罐内的钢铁混合液态渣充分混合，在倒罐过程中液态铁渣和液态钢渣被动态混合均匀，使传质、传热和反应速度均大幅提升。
[0020]进一步的技术方案是，所述步骤(7)后，将经步骤(7)处理后的物料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)在炼铁高炉出渣工序设置液态铁渣装罐站，在炼钢工序罐装液态钢渣转运跨内设置液态铁渣分罐站、液态钢铁渣混装站及液态钢铁渣混合站；(2)在液态铁渣装罐站接取液态铁渣，并转运至液态铁渣分罐站；(3)在液态铁渣分罐站内，将接取的液态铁渣分装入多个储存罐内，每个储存罐内的液态铁渣的容积为储存罐有效容积的10％～45％；(4)将上述储存有液态铁渣的储存罐转运至液态钢铁渣混装站，在步骤(2)～(3)进行的同时，液态钢渣也运输至液态钢铁渣混装站，并将液态钢渣缓慢倒入储存有液态铁渣的储存罐至预定的液位，形成钢铁混合液态渣；(5)将储存有钢铁混合液态渣的钢渣罐运至液态钢铁渣混合站，将钢铁混合液态渣混合均匀；(6)将混合均匀的钢铁混合液态渣转运至炼钢工序的钢渣处理车间内进行钢渣处理，得到尾渣；(7)经步骤(6)处理后的尾渣运送到尾渣细碎分级厂，进行细破碎、磁选除铁与粒度分级。2.根据权利要求1所述的液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，在液态钢铁渣混合站内，使用天车将储存罐内的钢铁混合液态渣倾倒入另一个空储存罐内，然后再倒入原储存罐内，如此重复倒罐多次使钢铁混合液态渣混合均匀。3.根据权利要求1所述的液态钢渣调质降碱及固态尾渣高效利用的工艺，其特征在于，所述步骤(7)后，将经步骤(7)处理后的物料用作沥青混凝土粗细集料，或转运至尾渣超细粉磨厂将其超细粉磨成钢铁渣微粉供水泥混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭箭，何福礼，倪大成，祖建，张晓湘，贺志钦，李勇杰，钱西蓉，张杜，
申请(专利权)人：湖南信港实业有限公司，
类型：发明
国别省市：