一种炼钢冶金钢渣的低排放处理方法与流程

1.本发明涉及一种炼钢冶金钢渣的低排放处理方法。


背景技术：

2.钢渣是炼钢过程中的一种副产品。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质元素在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂（石灰、白云石等）反应生成的盐类所组成。钢铁生产过程产生的钢渣的主要有三类，包括转炉渣，lf精炼渣和铁水预处理渣，由于钢渣中的组分不同，其处理难度不同，闷罐法处理结块的转炉渣和脱硫渣有独特的优势，但对lf精炼还原渣根本不能处理，钢铁企业通常采用和转炉渣混合，再进行处理，但经闷罐洒水后全部成为泥浆，随处理的污水排出，对环境造成二次污染。
3.钢渣含有多种有用成分：金属铁2%～8%，cao 含量40～60%，sio2含量18～26%，mgo 含量3～10%，mno含量3～9%， al2o3含量 2～5%。通过处理渣铁分离和分级后可资源化利用。钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素;另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料。钢渣是一种“放错了地方的资源”。钢渣的综合利用不但可以消除环境污染，还能够变废为宝创造巨大的经济效益，是可持续发展的有效途径，对国家、对社会都具有十分重要的意义。国内钢铁企业产生的钢渣不能及时处理，致使大量钢渣占用土地，污染环境。然而钢渣并非不可用固体废弃物，其中含有大量的渣钢、氧化钙、铁以及氧化镁等可利用组分。所以，为使钢铁企业创造经济和环境效益，选择合适的处理工艺和利用途径来开发钢渣的再利用价值是十分必要和迫切的。
4.文件检索：（1）《现代矿业》《梅钢公司钢渣二次处理技术改造实践》2014年006期；（2）《冶金环境保护》《本钢钢渣热闷工艺的生产实践》2012年002期；（3）《一种钢渣余热回收与钢渣综合加工利用的方法》cn200810227823.2等现有技术，由上述检索文献可知，公开的都是钢铁企业钢渣的常规处理方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种炼钢冶金钢渣的低排放处理方法，可以大规模、高效率地处理冶金固体渣，消除因钢渣自然堆放而产生的扬尘污染和河道水源污染，变废为宝，使钢渣成为有效的再生资源。
6.本发明采用的技术方案是：一种炼钢冶金钢渣的低排放处理方法，采用闷罐法处理转炉渣：1、首先制造闷渣池，闷渣池采用厚度220mm钢坯制造，钢坯化学成分：c：0.075～0.085%；si：0.25～0.35%；mn：0. 60～0.70%；mo：0. 15～0.25%；s：＜0.005%；p: ＜0.0155%；nb：0.028～0.038%；ti：0.015～0.025%；al：0.025～0.050%；cu：0.30～0.35%；cr：0.60～0.70%；ni：0.15～0.25%；n＜0.0060%，其余为fe和不可避免的杂质；闷渣池为双层壳体结构，内层由铸造的钢坯焊接而成，外层为水泥池，设计闷渣池内壁钢坯成份，钢坯厚度加厚至220mm，闷渣池钢坯间采用榫卯结构连接，连接缝隙处采用满焊焊接保证闷渣池壁成
为一个整体；闷渣池侧壁上开有直径2.5厘米的小孔，每两面相对的池壁横向间隔距离2米，池壁顶端距离地面高度2.5米，闷渣池内层与外层水泥池壁之间保持有150mm的间隙，内设排污管道连接着污水池及时排除污水；将需要处理的钢渣全部加入所述的闷渣池内滩匀之后均匀喷水，喷水量分阶段进行，喷水量及时间控制，第一阶段20nm3/h，喷水时间1小时；第二阶段8nm3/h，喷水时间1小时；第二阶段8nm3/h，喷水时间1小时；第三阶段4nm3/h，喷水时间3小时，后3小时使钢渣全部润湿，而后进行磁选加工处理操作。
7.本发明方法中的热闷转炉钢渣以钢铁企业排放的固体高温废渣为处理对象，经专用钢渣处理装置，利用其所含余热，采用适当的洒水工艺，产生微压蒸气，使大块钢渣在热闷罐内炸裂自解，然后磁选出可回收金属，同时在自动流水线上将粉化钢渣分级成不同组尺寸规格，钢渣处理设备装置及技术为国内首创，技术关健是热闷罐、喷淋装置、粉化钢渣的配水工艺技术及自动金属磁选和筛分流水线。采用这种技术对冶金废渣处理后利用率可达100%，还可消除因钢渣堆放而产生的扬尘污染和河道水源污染，变废为宝，使钢渣成为有效的再生资源。处理工艺安全可靠，避免了处理过程中的二次污染。
8.通过这种方法可以使钢渣处理过程中的喷水量加大，钢渣的热闷处理时间从原来的24小时以上，缩短到10～12小时，处理效率大幅度提高。首先要将转炉钢渣用专用渣罐车（16m3渣罐）运至钢渣热闷车间，由起重机将汽车上渣罐吊至渣池，然后倒入渣池。20t、40t转炉钢渣采用自卸汽车运渣至闷渣，直接卸入渣坑。当闷渣池内渣满足要求时（上部自由空间500 mm以上），用履带式挖掘机将装置内钢渣均匀摊平，盖上闷渣池盖，进行喷水闷渣处理。由于高温钢渣中含有游离氧化钙和氧化镁，cao h2o=ca(oh)2体积膨胀97.8%，mgo h2o=mg(oh)2体积膨胀148%，通过钢渣体积膨胀炸裂，处理的钢渣粉化率率高、稳定性好，渣铁分离充分。但存在的最大问题是钢渣在洒水过程中加入的水瞬间变为水蒸气体积膨胀，又不能及时排除而发生爆炸，本发明采用在闷渣池中插入φ38mm钢管的模式使气体及时排除，插入闷渣池中的钢管壁开有密布的小孔。每个闷渣池设有蒸汽排出管道，排放口高出屋檐3m，且每个闷渣池盖上设有防爆阀，当装置内蒸汽压力过高超出设置安全的极限时，可以冲破安全防爆孔膜，卸去炉内压力并定向排汽。当热闷周期结束时（装置内温度降至90℃以下），用桥式起重机将装置盖移至装置盖架上，操作人员进行例行检查，检查无误后，再将装置内粉化钢渣抓运至振动筛过筛，大于250mm的物料落入料仓由装载机运至液压破碎锤处进行处理。小于250mm粒级的钢渣进入筛下料仓经电振给料机送入胶带输送机进入筛分、磁选工艺流程。
9.此工艺的优点在于钢渣平均温度大于350℃均适用，处理时间短（10～12小时），钢渣粉化率高，渣铁分离好，渣性能稳定，cao、mgo含量小于2%，可用于建材和道路基层材料。闷渣池使用寿命提高到50个月以上，使用寿命提高6倍以上。钢铁厂的钢渣热焖区在倒渣、翻渣、焖渣过程中会产生大量粉尘，高温条件下，钢渣矿渣与水产生热交换释放大量水蒸汽，粉尘遇水蒸汽生成高浓度、高ca2 的水汽。近年来，我国对钢铁工业颗粒物排放浓度标准进一步严苛，这对烟气净化的技术水平提出了更高的要求。本发明采用湿法电除尘装置对钢渣处理过程中产生的烟气进行净化，出口烟气粉尘含量可达到超低排放标准。
10.本发明热闷冶金钢渣是以炼钢企业排放的冶金固体废渣为处理对象，经专用钢渣处理装置，利用其所含余热，采用适当的洒水工艺，产生微压蒸气，使大块钢渣在热闷罐内粉化自解，然后磁选出可回收金属，同时将粉化钢渣分级成不同尺寸规格。钢渣处理设备装
置其技术关健是热闷罐、喷淋装置、粉化钢渣的配水工艺技术及自动金属磁选和筛分流水线。此钢渣处理技术可以大规模、高效率地处理冶金固体渣，消除因钢渣自然堆放而产生的扬尘污染和河道水源污染，变废为宝，使钢渣成为有效的再生资源。处理工艺安全可靠，避免了处理过程中的二次污染。本发明适用于同类型炼钢企业，处理后钢渣粉化效果好，金属回收率较高、分级清楚，渣产品的性能稳定，已在建材、市政及地基基础处理工程等领域得到应用，具有较高的综合利用价值。生产实践证明，该方法有效地解决了处理效率低，热闷池寿命低的难题，可以适应于同类钢厂的生产要求，并具有明显的经济效益、环境效益，有较高的实用价值和推广意义。
具体实施方式
11.一种炼钢冶金钢渣的低排放处理方法，采用闷罐法处理转炉渣：1、首先制造闷渣池，闷渣池采用厚度220mm钢坯制造，钢坯化学成分：c：0.075～0.085%；si：0.25～0.35%；mn：0. 60～0.70%；mo：0. 15～0.25%；s：＜0.005%；p: ＜0.0155%；nb：0.028～0.038%；ti：0.015～0.025%；al：0.025～0.050%；cu：0.30～0.35%；cr：0.60～0.70%；ni：0.15～0.25%；n＜0.0060%，其余为fe和不可避免的杂质；闷渣池为双层壳体结构，内层由铸造的钢坯焊接而成，外层为水泥池，设计闷渣池内壁钢坯成份，钢坯厚度加厚至220mm，闷渣池钢坯间采用榫卯结构连接，连接缝隙处采用满焊焊接保证闷渣池壁成为一个整体；闷渣池侧壁上开有直径2.5厘米的小孔，每两面相对的池壁横向间隔距离2米，池壁顶端距离地面高度2.5米，闷渣池内层与外层水泥池壁之间保持有150mm的间隙，内设排污管道连接着污水池及时排除污水；将需要处理的钢渣全部加入所述的闷渣池内滩匀之后均匀喷水，喷水量分阶段进行，喷水量及时间控制，第一阶段20nm3/h，喷水时间1小时；第二阶段8nm3/h，喷水时间1小时；第二阶段8nm3/h，喷水时间1小时；第三阶段4nm3/h，喷水时间3小时，后3小时使钢渣全部润湿，而后进行磁选加工处理操作。本发明处理方法中诸如排气泄压等步骤，均为现有技术，不再赘述。