CN108940519A

CN108940519A - 一种钢渣冷冻破碎方法

Info

Publication number: CN108940519A
Application number: CN201810592665.4A
Authority: CN
Inventors: 翟玉姗
Original assignee: Huaibei Zhuo Song Building Engineering Co Ltd
Current assignee: Huaibei Zhuo Song Building Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2018-12-07

Abstract

本发明涉及一种钢渣冷冻破碎方法，包括以下步骤：对入料的钢渣做第一次分选，得到第一钢渣和第二钢渣；将第二钢渣进行第一次超速冷冻，进一步破碎为第三钢渣，将第三钢渣做第二次分选，得到第四钢渣和第五钢渣；对第五钢渣进行磁选，区分输出废钢与第六钢渣；第六钢渣再次进行第二次超速冷冻，第六钢渣被破碎为第七钢渣，将第七钢渣进行第三次分选，循环步骤。本发明利用钢渣的低温冷脆性，即随着温度降低，钢渣硬度和脆性增加，通过冷冻的方式对钢渣进行破碎，钢渣在环境温度下降到一定程度，钢渣的材质变脆，力学性能发生变化，破碎难度大大降低，缩短破碎时间，提高破碎效率。

Description

一种钢渣冷冻破碎方法

技术领域

本发明涉及一种炼钢废弃物的处理工艺，具体涉及一种钢渣冷冻破碎方法。

背景技术

钢渣是炼钢环节中主要的固体废弃物，按照全国钢铁产能8亿吨计算，现年产生炼钢类钢渣1.2亿吨。但是国内钢渣处理工艺简单、粗放；通常经过热闷、降温、分解后，拣选出直径大的废钢和磁选粉；留下的尾渣在20mm以上，占处理总量的80％以上。因为没有充分破碎，仍含有4％左右的单质铁，多者含量甚至超过5％以上。而且，留下的尾渣存在严重的渣包铁、渣铁凝固的问题；因为国内技术水平的限制，这部分尾渣继续加工无法创造经济价值，达到了现有工艺的成本瓶颈、成为“鸡肋”。

即便将这些尾渣外销，因拣选不净、颗粒不均、标准不一等因素太高了下游环节的成本，造成销售困难。有时候上游还要承担运费和堆存成本，把尾渣送到下游客户端；造成二次加工成本高，销售不稳定、二次污染严重等问题。

已知国家鼓励钢渣等可再生资源替代沙石、水泥等原料，且现阶段国内处理的综合技术比较落后。所以钢渣冷冻破碎方法是行业亟需的生产要素。

经检索，中国专利文献CN107159426A公开了一种钢渣二次选铁方法，使用震动筛选机、颚式破碎机、滚筒磁选机、螺旋磁选机、球磨机和磁风联合选铁机组成多级破碎和磁选的系统，用于提高球磨过程中的钢渣含铁量，进而降低磨矿功耗，减小球磨机的工作负荷和磨损度，满足不同粒度渣钢的分选要求。然而该工艺仅注重于从粉料中选出铁品位为40％以上的粒铁粉，尚未实现对钢渣的综合利用。

此外，现有的钢渣经颚式破碎机破碎时，往往破碎效果差，尤其粉碎到一定程度后，快速旋转刀片对颗粒的锤击作用已经很小，导致破碎难度大且耗时长，钢渣冷冻破碎方法旨在解决上述主要问题，通过钢渣的综合利用来创造经济价值和社会效益。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效、节能、低排放的一种钢渣冷冻破碎方法，利用钢渣的低温冷脆性降低钢渣破碎难度，提高钢渣破碎效果。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢渣冷冻破碎方法，包括对钢渣进行的破碎、筛分和磁选，包括以下步骤：

步骤1，钢渣由给料仓振动入料，入料的粒径范围0～500mm；

步骤2，对入料的钢渣做第一次分选，得到0～40mm粒级的第一钢渣和40～500mm粒级的第二钢渣；

步骤3，将第二钢渣进行第一次超速冷冻，所述第一次超速冷冻的温度为-50℃～-200℃，时间为10～30min；

步骤4，将第二钢渣取出进一步破碎为第三钢渣，将第三钢渣做第二次分选，得到0-20mm粒级的第四钢渣和20-500mm粒级的第五钢渣；

步骤5，对第五钢渣进行磁选，区分输出废钢与第六钢渣；

步骤6，将第六钢渣再次进行第二次超速冷冻，所述第二次超速冷冻的温度为-100℃～-200℃，时间为5～15min；

步骤7，第六钢渣被破碎为第七钢渣，将第七钢渣进行第三次分选，得到0-10mm粒级的第八钢渣和10-500mm粒级的第九钢渣，第九钢渣返回步骤3循环处理。

优选的，将步骤4破碎后的第三钢渣在压力为0～-0.1MPa,温度为5～20℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第三钢渣进行第二次分选。

优选的，将步骤7破碎后的第七钢渣在压力为0～-0.2MPa,温度为5～15℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第七钢渣进行第三次分选。

优选的，所述步骤1中，超过500mm的钢渣原料切割到500mm以下，再由给料仓振动入料；所述步骤2中，第一次分选采用设备为预选滚筒筛，第二钢渣经颚式破碎机破碎为第三钢渣；所述步骤3中，第一次超速冷冻采用设备为冷冻柜，所述步骤4中，第二次分选采用的设备为水平振动筛，所述步骤5中的磁选设备为滚筒皮带磁选机，所述步骤6中，第二次超速冷冻采用设备为冷冻柜。

优选的，还包括步骤6，用自磨清理滚筒筛将步骤5输出的废钢筛分为20-40mm、40-200mm和200-500mm三个粒级、品味TFe>70％的废钢；自磨清理滚筒筛输出的余渣返回步骤3循环处理。

优选的，所述第四钢渣由离心式破碎机破碎；步骤5第五钢渣进由滚筒皮带磁选，步骤7中第六钢渣由冲击式破碎机破碎为第七钢渣。

优选的，还包括步骤8，水平振动筛输出粒级在0-10mm的尾渣，尾渣全部输入离心式破碎机，破碎后送入强磁机；步骤9，强磁机从破碎的尾渣中选出铁粉并输出，铁粉粒径0-10mm品味TFe>40％。

优选的，步骤8强磁选分离得到的单质铁MFe<1％的尾渣，和高炉水渣按25-50％搭配，或者作为商砼和砂浆的原料。

优选的，整条产线全封闭，并配备除尘器，通过1主机12点分布集尘产生300-400目的钢渣微粉，作为水泥熟料使用。

有益效果：本发明利用钢渣的低温冷脆性，即随着温度降低，钢渣硬度和脆性增加，通过冷冻的方式对钢渣进行破碎，钢渣在环境温度下降到一定程度，钢渣的材质变脆，力学性能发生变化，出现冷脆性破坏，在外界环境压力增大的情况下，该冷脆性现象更为明显，在传统破碎机进行钢渣破碎的情况下，破碎难度大大降低，缩短破碎时间，提高破碎效率；

本发明突破了国内钢渣和尾渣处理技术的瓶颈，既强调整体工艺安排上的高效、节能、环保等特性，又重点解决尾渣的渣铁凝固问题。经过本发明的工艺处理后，留下的尾渣金属铁含量MFe<1％，实际达到金属回收率>99％以上，真正实现0排放。尾渣粒径在0-5mm之间，可以和高炉水渣实现50/50配比，大幅提高综合利用价值；也可以作为商砼、混凝土的基料、替代沙石的骨料，路基垫料；集尘系统加工产生的微粉可以直接作为水泥原料，过滤材料，化学制剂、化肥添加剂、土壤改良剂等。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

实施例：

本实施例的钢渣冷冻破碎方法流程如图1所以，包括以下步骤：

1)热闷后的钢渣由挖掘机/天车出渣，装载到自卸车，运送到原料中转站，通过上料平台进入振动给料仓。

2)给料仓振动入料，入料的直径范围0-500mm；500mm以上的钢渣原料中转站设立单独的环保除尘预处理区，通过氧气切割到500mm以下后上线处理。

3)使用预选滚筒筛对钢渣进行第一次分选，得到40～500mm和0～40mm两种粒级。

4)其中：40～500mm粒级的钢渣进行第一次超速冷冻，第一次超速冷冻的温度为-50℃～-200℃，时间为10～30min，将冷冻后的钢渣取出送入颚式破碎机，破碎后落入颚式破碎机下面的传送带，送入水平振动筛；其中，0-40mm粒级的钢渣直接落入传送带，进入水平振动筛。

本发明利用钢渣的低温冷脆性，即随着温度降低，钢渣硬度和脆性增加，通过冷冻的方式对钢渣进行破碎，钢渣在环境温度下降到一定程度，钢渣的材质变脆，力学性能发生变化，出现冷脆性破坏，在外界环境压力增大的情况下，该冷脆性现象更为明显，在传统破碎机进行钢渣破碎的情况下，破碎难度大大降低，缩短破碎时间，提高破碎效率。

当温度低于常温时，钢材的脆性随温度的降低而逐渐增大，可能会导致低温脆断，钢材的破坏有塑性破坏和脆性破坏，其中脆性破坏是只加载后无明显变形，故破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状，因此，冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。

此外，将步骤4破碎后的第三钢渣在压力为0～-0.1MPa,温度为5～20℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第三钢渣进行第二次分选。钢材在低温真空环境下，可缩短粉碎时间，使粉碎颗粒细小达到粉末状态。

5)使用水平振动筛对钢渣进行第二次分选，得到0-20mm和20-500mm两种粒级。

6)其中：

0-20mm粒级的钢渣直接送入离心式破碎机；

20-500mm粒级的钢渣进入滚筒皮带磁选，磁选出的废钢送入自磨清理机，20-500mm粒级的钢渣再次进行第二次超速冷冻，第二次超速冷冻的温度为-100℃～-200℃，时间为5～15min；取出第六钢渣，将20-500mm粒级的钢渣送入冲击式破碎机。将破碎后的第七钢渣在压力为0～-0.2MPa,温度为5～15℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第七钢渣进行第三次分选。

7)凡是选余进入冲击式破碎机的，全部破碎至10mm粒级以下，再返回到水平振动筛，形成闭路循环，直到选余全部送入离心式破碎机。

8)滚筒自磨清理机将10-500mm的废钢筛分为20-40mm、40-200mm和200-500mm三个粒级，废钢品味TFe>70％；清理后的余渣，经闭路循环，返回到水平振动筛。

9)最后，进入尾渣加工阶段。所有钢渣粒级在0-10mm，全部通过离心式破碎机；破碎后送入强磁机。

10)尾渣进入强磁机，选出0-10mm铁粉，品味TFe>40％。

11)离心破产出尾渣粉，粒级在5mm以下(5-10mm破碎不充分的，经闭路循环返回到离心破)；经强磁选分离后，单质铁在MFe<1％；可以和高炉水渣按25-50％搭配，也可以替代沙石骨料，作为商砼和砂浆的原料。

12)除尘系统：整条产线全封闭；并配备除尘器，做到防尘、除尘、集尘的有效控制管理，粉尘排放<10mg/m³，目标5mg。通过1主机12点分布集尘产生300-400目的钢渣微粉(金属铁MFe<0.1％)，可直接作为水泥熟料使用。

以下表格为在不同环境下，不同粒级的钢渣进行破碎的时间对比：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明为一种钢渣冷冻破碎方法提供了一种全新的结构形式、思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种钢渣冷冻破碎方法，包括对钢渣进行的破碎、筛分和磁选，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，钢渣由给料仓振动入料，入料的粒径范围0～500mm；

步骤5，对第五钢渣进行磁选，区分输出废钢与第六钢渣；

2.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：将步骤4破碎后的第三钢渣在压力为0～-0.1MPa,温度为5～20℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第三钢渣进行第二次分选。

3.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：将步骤7破碎后的第七钢渣在压力为0～-0.2MPa,温度为5～15℃条件下进行低温真空干燥，干燥后的第七钢渣进行第三次分选。

4.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：所述步骤1中，超过500mm的钢渣原料切割到500mm以下，再由给料仓振动入料；所述步骤2中，第一次分选采用设备为预选滚筒筛，第二钢渣经颚式破碎机破碎为第三钢渣；所述步骤3中，第一次超速冷冻采用设备为冷冻柜，所述步骤4中，第二次分选采用的设备为水平振动筛，所述步骤5中的磁选设备为滚筒皮带磁选机，所述步骤6中，第二次超速冷冻采用设备为冷冻柜。

5.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：还包括步骤6，用自磨清理滚筒筛将步骤5输出的废钢筛分为20-40mm、40-200mm和200-500mm三个粒级、品味TFe>70％的废钢；自磨清理滚筒筛输出的余渣返回步骤3循环处理。

6.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：所述第四钢渣由离心式破碎机破碎；步骤5第五钢渣进由滚筒皮带磁选，步骤7中第六钢渣由冲击式破碎机破碎为第七钢渣。

7.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：

还包括步骤8，水平振动筛输出粒级在0-10mm的尾渣，尾渣全部输入离心式破碎机，破碎后送入强磁机；

步骤9，强磁机从破碎的尾渣中选出铁粉并输出，铁粉粒径0-10mm品味TFe>40％。

8.根据权利要求7所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：步骤8强磁选分离得到的单质铁MFe<1％的尾渣，和高炉水渣按25-50％搭配，或者作为商砼和砂浆的原料。

9.根据权利要求1所述的一种钢渣冷冻破碎方法，其特征在于：整条产线全封闭，并配备除尘器，通过1主机12点分布集尘产生300-400目的钢渣微粉，作为水泥熟料使用。