專利名稱：一種處理高爐渣的方法
技術領域：
本發明涉及一種處理鋼鐵廠高爐渣的方法。具體地屬于在高溫爐渣中加入生石灰，利用高溫下生成的2Ca0 · SiO2在爐渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現高爐渣自然粉化，得到顆粒高爐渣而用于水泥生產的方法。
背景技術：
高爐渣是鋼鐵冶煉過程中的主要副產品，每冶煉It生鐵大約產生300 350kg的高爐渣，按照我國年生鐵年產量56316萬t計算，產渣量達19710萬t。高爐渣出渣溫度約 1450°C，每噸渣含有相當于60kg標準煤的熱量。因此，做好高爐渣的處理并有效回收爐渣余熱，是鋼鐵行業節能降耗的有效途徑。目前我國常見的處理高爐渣的方法有干渣坑冷卻法和水沖渣法。干渣坑冷卻法將熔融的高爐渣倒入干渣坑空冷，凝固后水冷。此法污染地下水源，降溫時放出大量水蒸氣， 同時釋放大量的吐3和SO2氣體，腐蝕建筑、破壞設備和惡化工作環境，一般只在事故處理時使用該法。我國90%的高爐渣都采用水沖渣法處理，得到的水渣用于生產水泥、渣磚、礦渣微粉和隔熱填料。高爐渣水淬方式很多，主要處理工藝有底濾法、因巴法、拉薩法、圖拉法、 明特克法等。盡管沖渣工藝在不斷的發展，但其技術的核心還是對高爐熔渣進行噴水水淬， 冷卻、粒化成水渣，然后進行水渣分離，沖渣的水經過沉淀過濾后再循環使用。水沖渣法無法從根本上改變粒化渣耗水的工藝特點，爐渣物理熱基本全部散失，沖渣過程中302、吐5等污染物的排放不但影響作業環境而且對空氣造成污染。在高爐渣余熱回收方面，國內水沖渣余熱回收利用僅限于沖渣水余熱供暖，余熱回收率低，僅為10%左右。目前正在開發的爐渣熱能回收方法主要有介質換熱法和化學反應法，但技術還不成熟，有的效率低，有的影響高爐渣性能降低附加值，有的設備投資大等寸。因此，開發出一種有效的干式高爐渣處理方法，在處理高爐渣且不影響其使用性能和附加值的基礎上，便于實現對高爐渣熱能的回收。與現有的水淬渣方法相比更為節水和環保。
發明內容
本發明所要解決的問題是針對現有技術存在的不足，提出一種高爐渣經干式處理，使高爐渣冷卻后自然粉化，得到粒狀高爐渣而用于水泥生產，實現高爐渣綜合利用的處理高爐渣的方法。本發明解決上述問題采用的技術方案是一種處理高爐渣的方法，其步驟1)將高爐渣熔體與含氧化鈣重量百分比為50 99%的生石灰同時裝入帶有熱交換器的貯罐內進行混合；貯罐內的溫度保持在1200 1295°C ；并控制混合后的物料堿度R在2.0 2. 1，氧化鎂重量百分比在< 10% ；控制渣相混合后物料組成落在
3CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區；2)在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過其所帶的熱交換器予以回收；3)將粉化并進行熱量回收后的物料從貯罐內取出。其特征在于含氧化鈣重量百分比為50-99%的生石灰加入量，根據高爐熔渣與含氧化鈣重量百分比為50-99%的生石灰混合后所得物料要求的堿度值R以每噸高爐渣熔體為基數加入。本發明的原理是高爐渣出渣溫度一般在1450°C 1500°C，在高溫爐渣中加入一定量的生石灰，使高溫爐渣冷卻后自然粉化成顆粒狀渣。高爐渣的主要成分為CaO、 SiO2, Al2O3-MgO,堿度為1.0-1. 1，在高溫爐渣中加入生石灰，調整渣中MgO含量在10%以下，形成堿度在2. 0 2. 1，的高堿度渣，使渣中的CaO與S^2在高溫下通過固相反應生成 2Ca0 'SiO20 2Ca0 · SiO2熔點2130°C，高爐渣從高溫向低溫冷卻過程中，2Ca0 .SiO2的晶體結構發生轉變，從α -2Ca0 · SiO2向α ‘ -2Ca0 · SiO2和β _2Ca0 · SiO2轉變，當溫度低于 670°C時轉變成Y-2Ca0 · SiO2,同時體積膨脹10%。2Ca0 · SiO2從β型轉變成Y型的過程中呈“開花狀”膨脹，發生自然粉化，這一過程實現了高爐渣的自然粉化。故此，冷卻后的高爐渣呈顆粒狀。本發明的有益效果是本發明以高溫高爐渣和生石灰為原料，利用高爐渣冷卻過程中2Ca0 · SiO2晶體類型的轉變和體積膨脹，實現高爐渣的自然粉化。與傳統的水沖渣法相比，本發明具有如下優勢首先高爐渣不再經過水淬處理，不僅節約了大量的沖渣水資源，也避免了廢水的二次污染，節約了污水處理的資金投入；其次省去了水泥廠干燥水渣的費用，也避免了水沖渣過程中的設備磨損問題，對于高爐渣出渣不連續的渣處理問題也能有效解決，有利于提高鋼鐵廠效益；再本發明對作業環境和空氣質量影響小，更為環保，符合發展理念；最后隨技術的發展，本發明有望解決高爐渣物理熱的回收問題。與其他的干渣處理方式相比，本發明無需投入大型的高爐渣粒化設備，能耗低，工藝簡單且不影響高爐渣的性能和附加值。本發明節能、環保，有利于提高鋼鐵廠資源綜合利用水平，具有良好的經濟和社會效益。
附圖為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1一種處理高爐渣的方法，其步驟1)將化學成分及重量百分比為=SiO2 35%, CaO 40%, Al2O3 :15%, MgO 9%, S 0.9%, FeO :0. 4%，其余為其他微量元素及雜質，且其溫度為1450°C的高爐渣熔體與含氧化鈣重量百分比為53%的生石灰同時裝入帶有熱交換器的貯罐內進行混合；貯罐內的溫度保持在1200 1210°C ；并控制混合后的物料堿度R在2. 0，氧化鎂重量百分比在9. 8% ； 根據混合后的物料堿度R在2. 0的要求，經計算，含氧化鈣重量百分比為53%的生石灰按照每噸高爐渣580公斤加入；渣相組成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區；
2)在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過其所帶的熱交換器予以回收；3)將粉化并進行熱量回收后的物料從貯罐內取出。實施例2一種處理高爐渣的方法，其步驟1)將化學成分及重量百分比為=SiO2 36%, CaO 39%, Al2O3 :13%,Mg0 10%, S 0.6%, FeO :0. 5%，其余為其他微量元素及雜質，且其溫度為1430°C的高爐渣熔體與含氧化鈣重量百分比為90%的生石灰同時裝入帶有熱交換器的貯罐內進行混合；貯罐內的溫度保持在1250 1260°C;并控制混合后的物料堿度R在2. 05，氧化鎂重量百分比在9. 2%； 根據混合后的物料堿度R在2. 05的要求，經計算，含氧化鈣重量百分比為90%的生石灰按照每噸高爐渣380公斤加入；渣相組成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區；2)在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過其所帶的熱交換器予以回收；3)將粉化并進行熱量回收后的物料從貯罐內取出。實施例3一種處理高爐渣的方法，其步驟1)將化學成分及重量百分比為=SiO2 36%, CaO 41%, Al2O3 :12%, MgO 9%, S 0.9%, FeO :0. 4%，其余為其他微量元素及雜質，且其溫度為1485°C的高爐渣熔體與含氧化鈣重量百分比為99%的生石灰同時裝入帶有熱交換器的貯罐內進行混合；貯罐內的溫度保持在1285 1295°C ；并控制混合后的物料堿度R在2. 1，氧化鎂重量百分比在9. 2% ； 根據混合后的物料堿度R在2. 1的要求，經計算，含氧化鈣重量百分比為99%的生石灰按照每噸高爐渣350公斤加入；渣相組成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區；2)在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過其所帶的熱交換器予以回收；3)將粉化并進行熱量回收后的物料從貯罐內取出。
經粉化后的物料可用于水泥生產。
權利要求
1.一種處理高爐渣的方法，其步驟1)將高爐渣熔體與含氧化鈣重量百分比為50 99%的生石灰同時裝入帶有熱交換器的貯罐內進行混合；貯罐內的溫度保持在1200 1295°C ；并控制混合后的物料堿度R在2.0 2. 1，氧化鎂重量百分比在< 10% ；控制渣相混合后物料組成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區；2)在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過其所帶的熱交換器予以回收；3)將粉化并進行熱量回收后的物料從貯罐內取出。
2.如權利要求1所述的一種處理高爐渣的方法，其特征在于含氧化鈣重量百分比為 50-99%的生石灰加入量，根據高爐熔渣與含氧化鈣重量百分比為50-99%的生石灰混合后所得物料要求的堿度值R以每噸高爐渣熔體為基數加入。
全文摘要
本發明涉及一種處理鋼鐵廠高爐渣的方法。其方法將高爐渣熔體與生石灰裝入帶有熱交換器的貯罐內混合；貯罐內的溫度保持在1200～1295℃；混合后的物料堿度R在2.0～2.1；在貯罐內進行燜罐處理，直至混合物料完全粉化；貯罐內的余熱通過熱交換器予以回收；將粉化并熱量回收后的物料從貯罐內取出。本發明不經過水淬處理，省去了水泥廠干燥水渣的費用，也避免了水沖渣過程中的設備磨損問題，對作業環境和空氣質量影響小；無需投入大型的高爐渣粒化設備，能耗低，工藝簡單且不影響高爐渣的性能和附加值；節能、環保，有利于提高資源綜合利用水平，具有良好的經濟和社會效益。
文檔編號C04B5/06GK102382912SQ20111035871
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者劉譚璟, 周強, 唐恩, 張慶喜, 李菊艷 申請人:中冶南方工程技術有限公司