钢铁厂加工过程中会产生大量的废渣,实现对这部分钢渣的有效利用对于资源的回收利用有着重要的意义。因此,本文就钢渣磁选工艺设计进行研究。
钢渣性质
钢渣物理性质主要包括密度、含水率、抗压性、易磨性,其密度一般在3.1-3.6g/cm之间,含水率一般控制在5%~6%之间,压碎值为20.4%~30.8%,抗压性能良好,耐磨,用易磨指数表示,标准砂为1,钢渣为0.7。
钢渣主要化学成分是CaO、SiO2、FeO、Fe2O3、游离氧化钙,矿物相以硅酸二钙为主,这些组成部分具有不稳定性,使得钢渣也不稳定,但是当这些成分在一定条件下消解基本完成之后,钢渣稳定。
钢渣磁选工艺流程设计
钢渣处理的目的是使钢渣尽量解离,使废金属料与渣分离,降低钢渣中的游离氧化钙(f—CaO),消除钢渣的不稳定性,尽可能多地回收钢渣中的金属料,提高尾渣的综合利用率。钢渣的处理分为预处理和深加工。
预处理工艺
钢渣的预处理工艺是将原矿除去大块铁后进行筛分,筛上产物(+25mm物料)返回破碎,一25mm筛下产物进行磁滑轮分选,磁性精矿即为预处理流程铁精矿。具体流程见下图。预处理工艺流程指标见下表。
钢渣磁选工艺
对预处理工艺产出的磁选精矿进行深加工。采取“磨矿一筛分一磁选一浓密一过滤”的深度处理方式,可获得不同粒度的铁粒、铁片和铁精矿。具体流程见下图:
将钢渣磁选产品送入球磨机,经球磨机排料端自然排出,球磨机排料经圆筒筛分成筛上和筛下两个产品;筛上产品经磁滑轮分选出块铁和尾渣,分别进块铁中间仓和尾渣仓。块铁经烘干机烘干后,含水量减为2%以下,进入块铁成品仓,尾渣返回到原料仓;筛下产品经螺旋分级机分选出溢流和返砂,在螺旋分级机的上方设有喷淋水,通过控制喷淋水的大小来控制分级机溢流品位,进而控制分级机返砂品位,分级机返砂通过皮带运输进入精粉粉料槽,分级机溢流经泵送至浓密机,浓密机底流通过过滤机过滤后进入尾粉粉料槽。
主要工艺指标:原料粒钢品位62%;磁选粉品位42%;精块钢品位90%,水分≤2%;精粉品位60%,水分≤10%;成品粒钢产率33%;精粉产率40%;尾粉产率27%。
1、磨矿系统
钢渣磁选的准备工作包括破碎和磨矿,磨矿是磁选前钢渣准备的后一道工序。而磨矿产品质量直接影响磁选产品的指标。
磨矿工艺流程为一段开路磨矿,磨矿排矿端设圆筒筛,圆筒筛焊接在球磨机的中空轴上与球磨机同步运转,筛孔1.5mm;圆筒筛上部设有冲洗水。
球磨机具有启动电流大、对电网冲击较大的特点,因此球磨机配套设施设计选用了国内较成熟的应用技术,润滑系统选用了高低压稀油润滑站、气动离合器以及慢速传动装置,并根据现场生产实际选用了6kw高压同步传动电机,以降低线路损耗。
2、选别系统
选别系统是磁选工艺中为重要的系统之一,它直接关系到磁选的效果,因而在设计、设备选择等方面都要采取相应的措施,选择较好的系统,达到更好的生产效果。第一、设计特点。采用粗细分选,磁选和重选联合选别的方法,这样不仅能够充分利用物料,还能够提高钢渣的利用率。第二、设备选择。圆筒筛筛上部采用磁滑轮进行选别,磁滑轮选用圆筒筛筛下部采用螺旋分级机选别,它的溢流作为尾矿产品输出,螺旋分级机能够控制返砂品位,使得成品输出品位合格。第三、生产情况。从钢渣磁选深加工的实际情况来看,为了调节精矿产品的品位,可以通过调节截矿板和喷淋水大小来实现这个目的,实际工作表明,都能够达到设计指标。
3、产品脱水及干燥
经过磨矿和选别之后,还需要对产品进行脱水和干燥,这也是不可缺少的重要工作。第一、产品水分要求。本工艺产品含水率都达到要求,精块钢含水 2%,精铁粉含水小于l0%,过滤采用带式过滤机,尾粉含水 10%,过滤采用内滤机。第二、设备选择精块钢干燥采用煤气发生烘干系统,精铁粉过滤采用带式过滤机,尾粉过滤一期工程采用内滤机,二期工程采用压滤机。第三、生产实践。精块钢煤气发生烘干系统水分控制在2%以下,满足要求。尾粉过滤采用内滤机效果不好,二期工程采用压滤机效果很好,满足了生产的要求。
应用效果
磁选尾矿深加工工艺流程指标见表5。
钢渣磁选是钢渣再利用的较好工艺技术,钢渣中铁及铁化合物含量较多,经过磁选,渣和钢分离,钢渣中的金属铁得到充分回收,渣钢的品位达67.5%以上,金属铁含量为11.36%。目前,炼钢厂钢渣磁选生产能力可满足炼钢需要,无钢渣积压影响炼钢排渣,实现当月新渣100%加工回收,提高了钢渣资源化利用率,实现转炉钢渣“零排放”,符合国家发展循环经济的总体要求,同时也产生显著的经济效益和社会效益。
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