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炼铁渣用于制备还原铁粉的工艺研究

更新时间:2017-05-04     来源:http://www.myjsyj.com/    浏览:         分享:
摘要:钢铁企业每年要产生大量的炼铁渣,如果直接堆弃需占用大量的场地,因此大多采用初加工对其进行磁选选出残铁,而剩余的废渣则继续堆弃,不仅未能做到物尽其用,而且继续污染环境。目前已有利用高品位的…

      钢铁企业每年要产生大量的炼铁渣,如果直接堆弃需占用大量的场地,因此大多采用初加工对其进行磁选选出残铁,而剩余的废渣则继续堆弃,不仅未能做到“物尽其用”,而且继续污染环境。目前已有利用高品位的铁矿砂经过一次焙烧还原制备一次还原铁粉的报道,而利用炼铁废渣制取还原铁粉少有报道。本文探讨了炼铁渣制备还原铁粉的工艺。

      1:试验原料

      炼铁厂在高炉冶炼过程中产生大量的各类废弃物,炼铁渣A是高炉出渣口流入泄渣沟中的高炉渣;渣B是铁水罐中的铁水倾倒结束后剩余的残渣;渣C是铁水脱硫时产生的喷溅物;渣D是铁水脱硫后产生的废渣。各类炼铁渣来源见图1。

炼铁过程中各类炼铁渣来源示意

图1:炼铁过程中各类炼铁渣来源示意

      将部分炼铁渣经过干燥、磁选、筛分(<20mm)后作为试验原料,各类废渣的金属铁含量见表1。

表1 各类炼铁废渣的金属铁含量(质量分数)/%
炼钢渣A 炼钢渣B 炼钢渣C 炼钢渣D
25.51 38.20 53.26 54.01

      各类废渣中的铁含量都较高,具有再利用的价值,也说明废渣中的铁大部分是以金属铁的形式存在,这是因为经过高炉冶炼后物料中的铁系氧化物已被大部分还原成金属铁,因此从废渣中制取还原铁粉就可省去焙烧还原步骤。

      2:试验设备

      主要设备为球磨机、管磨机、摇床、筛网及烘干机,筛网筛孔为40目(-0.425mm),横卧式烘干机直径为800mm,长为1000mm,各设备性能指标见表2。

表2 各设备性能指标
设备名称 规格/(mm×mm)
总功率/kw
一级球磨机 1200×2800 50
二级球磨机 750×1800 10.5
三级球磨机 900×2500 7.5
四级球磨机 700×5000 15.5
摇床 1800×4500 1.5

      3:试验工艺流程

      根据以往的试验经验及原料性质分析,由于各类废渣中的金属铁大多为高炉中经过高温冶炼还原而成的,通过初步研磨后的粉铁细度也达到后续加工的要求,故免去了二次研磨的成本,主要工艺流程见图2。

炼铁废渣制备还原铁粉工艺流程

图2:炼铁废渣制备还原铁粉工艺流程

      首先将废渣通过初级球磨磁选后,产生块铁和粉铁,粉铁缓慢加入到三级球磨中,球磨料全部进入2台并联摇床进行重选,重选后再次进入管磨机,进一步磨细后又进入2台摇床,重选铁粉由烘干机烘干10min,最后由0.425mm的筛网进行过筛,获得2种级别的合格还原铁粉,包装、入库。

      4:试验结果

      炼铁渣A和B经过初步的磁选、筛分后直接进入球磨及重选,而炼铁渣C和D中由于含有大块物料(>200mm)不宜经过磁选、筛分,需首先进行人工挑选,再将剩下的废渣直接作为试验原料,故原料中的金属铁含量较高。各类废渣的球磨重选粉铁和还原铁粉产量及金属铁含量如表3所示。

表3 试验数据统计
物料种类 总量/t 铁粉 还原铁粉 铁粉与还原铁粉的质量比 还原铁粉收得率/%
质量/t MFe品味/% 质量/t MFe品味/%
炼铁渣A 85.62 20.77 56.62 8.58 92.48 2.42 10.02
炼铁渣B 66.70 19.11 60.83 9.01 94.83 2.12 13.47
炼铁渣C 89.37 25.00 77.33 11.79 93.45 2.12 18.13
炼铁渣D 96.00 26.28 76.46 12.98 92.12 2.02 18.54
合计 337.69 91.16   42.36      

      由表3可见,各类炼铁废渣所产的粉铁与由粉铁制取的还原铁粉的质量相比均在2以上,说明每一种废渣一般由2t粉铁可制取出1t还原铁粉。含铁量越高的废渣,经过球磨及重选后,还原铁粉收得率依次提高,炼铁废渣A、B、C(D)金属铁含量每提高15%,还原铁粉收得率将依次提高4%。

      5:经济效益分析

      经过初级球磨加工后,品位达到炼钢要求的块铁可以直接回炉,粉铁则继续用于制备还原铁粉。生产成本数据见表4。

表4 生产成本数据表
人工费元/t 人工挑选元/t 倒运费元/t 电费元/kwh 块煤元/t 水费元/t
20 3 20 0.8 300 1.0

      综合考虑产品收入及以上成本支出费用后的经济效益如表5所示。

表5 各类废渣制备还原铁粉经济效益对比
物料种类 总收入/元 成本/元 效益/元 单位效益/(元)
废渣A 26230 21448 4782 55
废渣B 44530 36703 7827 117
废渣C 77303 85836 -8533 -95
废渣D 72674 66530 6144 64
合计 220737 210517 10220 30

      由表5可见,废渣A、B、D经过进一步的研磨重选加工后,单位原料的效益都较可观,唯有处理废渣C出现亏损,经过分析认为有可能是原料价格与实际品位有差异,出现倒挂,可排除该样对整个试验的干扰影响。

      残渣可用于制作陶瓷、免烧砖等,实现废物利用。

      6:结论

      通过对高炉炼铁废渣采用多级研磨、重选及筛分加工后,可制备出合格的还原铁粉,不仅实现了铁资源的完全回收利用,还为紧缺的还原铁粉资源拓展了渠道,产生一定的经济效益,实现废物利用。

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