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钢渣无害化和资源化的技术设想

发布时间:2013-08-30

钢铁生产过程中都会产生高炉渣(矿渣)和钢渣。目前高炉矿渣已经的到很好的资源化利用,但钢渣的资源化利用却因渣中含有较多的游离氧化钙和氧化镁等遇水膨胀组分收到制约。

转炉钢渣是转炉炼钢产生的一种废渣,出炉状态温度高达1400℃以上的液体,化学成分CaO含量约40~60%,SiO2含量约13~20%。主要矿物相是硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、钙铁橄榄石、游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁等。由于游离氧化钙(f-CaO)、游离MgO等有害成分含量高,冷却处理后的钢渣中含有大量的结晶粗大、结构致密的游离氧化钙和游离氧化镁,这些游离氧化钙和游离氧化镁遇水后会在很长时间内持续水化并发生体积膨胀,导致钢渣利用时长期安定性极差,严重制约了钢渣的安全利用。

高炉熔渣是高炉生产铁水时产出的一种废渣,出炉状态也是温度高达1400℃以上的液体,化学成分中CaO含量约30~40%,SiO2含量约30~40%,反应形成的矿物主要是低钙硅酸钙。

如果将热态转炉钢渣和高炉熔渣混合在一起,并将熔渣温度保持在1300℃以上,钢渣中的游离氧化钙与和游离氧化镁就会和高炉渣中的二氧化硅组分充分反应形成安全的硅酸钙和硅酸镁,从而消除了游离氧化钙和游离氧化镁的危害。反应后的熔渣经水淬急冷、风冷或其他急冷方式急冷后,形成玻璃态固体渣或微晶固体渣,进一步加工粉磨即成水化活性较高且无短期或长期膨胀危害的能安全使用的活性冶金渣。

具体实施的方法可以是将两种热态渣出炉后按比例直接在电炉内混合调节到合适的温度,利用电弧扰动搅拌均匀,使各种化学成分充分反应,原钢渣中的游离氧化钙和氧化镁与高炉渣中的二氧化硅组分反应生成硅酸钙和硅酸镁,消除了游离氧化钙和游离氧化镁的潜在危害。反应后的液态熔渣进行急冷(水淬或风冷或其他方式急冷),形成水化活性较高且无短期或长期膨胀危害的玻璃态渣,可像高炉矿渣那样进一步加工用作相关建筑材料。

本方法充分利用热态熔渣的热能。在正常情况下,熔渣混合会自动发生成分均化和组分反应。当熔渣温度不够高时,可以开启电极起弧加热,并扰动熔渣加强搅拌促进化学反应的完成。

本方法根除了钢渣中游离氧化钙及游离氧化镁的危害,为钢渣全部利用奠定了基础。由于钢渣或高炉渣中经常夹杂部分金属,两种渣在电炉内停留反应期间,渣中夹杂的金属会沉淀到炉底后及时排出,从而实现有效的渣铁分离,从而提高高金属收得率。

章荣会

 

 

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