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不锈钢管长度产生的不锈钢渣的回收利用


据统计,2011年韩国不锈钢产量超过1200万吨,钢渣总量约320万吨。目前,国内对不锈钢渣的利用大多仅限于原料渣金属的回收,尾矿大量处置。如果不进行稳态处理,可能会溶解其中的Cr化合物,具有很强的毒性,危害环境和人体安全。山西太钢不锈钢有限公司(以下简称太钢)年产不锈钢300万吨,矿渣约90万吨。钢渣破碎、干选后,渣钢回用,剩余0-10mm尾矿约80万吨未使用。示范效应强。

尾矿具有孔隙多、表面积大、吸附性好等特点,含有大量对作物和土壤有益的钙、镁、硅等元素,可大规模用于农业和土壤改良。但利用的前提是施用后土壤中的重金属。含量必须符合《国家土地污染技术规定标准值》,尾矿的重金属含量必须尽可能低。

根据美国不锈钢渣肥生产经验,当渣中金属含量小于1时,可去除大部分浸出有毒重金属,可满足美国钢渣农业应用标准。由于不锈钢尾矿金属含量低,金属去除率必须达到95%左右才能达到上述目标金属去除率。另外,为了实现大规模商用运营,回收金属必须至少达到80% 的分级。同时达到如此高的回收率和金属品位是非常困难的,目前国内还没有应用报告。

国内技术现状

国内不锈钢渣金属回收分为湿法和干法。湿法以2004年宝钢集团有限公司的电炉渣精炼工艺线为代表。钢渣主要用于破碎钢渣后选用7mm以上的渣钢(品位85%)。干法以2008年太钢电炉渣处理线为代表,采用金属感应分离机和强力磁选机回收粉碎后的块状金属物体(粒度15mm)。

上述方法主要针对炉渣中的片状和大金属金属,容易使单体离解,回收的商品级金属颗粒大小超过3mm。以埋藏细网状态存在的亚毫米金属颗粒的回收率和等级非常不理想。

2 钢渣特性

太钢不锈钢生产采用“电炉转炉”和“一次顶底联合吹转转炉-真空精炼炉”工艺。不锈钢渣制作的不同工艺和程序有不同的性能。就物理形态而言,自然冷却的炉渣通常为黑色块状,某些部位有金属镶嵌分布。精炼炉渣和转炉炉渣通常呈灰白色,金属含量低,冷却时容易磨碎,最终变成粒状或粉状。不锈钢渣的主要矿物成分是硅酸二钙,部分有铬尖晶石、铬酸钙、铁氧体钙、金属铁铬镍等。其中,亚铬酸钙具有剧毒。

大原制钢堆存的不锈钢渣主要是电炉渣、精炼渣和转炉液干选后的混尾,80%以上的不锈钢渣小于5mm。 T:等尾矿化学成分CaO为48%,SiO2为24%,Al2O3为13%,MgO为5.4%,NiO为0.38%,Cr2O3为1.2%,TFe为2.4%。

3 工业实验

为筹备100万吨/年尾矿加工线的建设,太钢在2011年全面技术调研的基础上,将不锈钢尾矿和一定比例的原渣运往美国的一条生产线。“两步研磨和两步分选”“过程工业实验,实验进行了3个多月,从一批获得了具有实用价值的数据。

完整尾矿条件下原料和磨碎产品的筛分分析数据见表1 和表2。各单元工艺的金属回收率和品位实验数据见表3。结合计划的每小时设计吞吐量,决定将3.6 m x 5.4 m 棒磨机用于第一个研磨步骤,将3.2 m x 5.4 m 球磨机用于第二个研磨步骤。

第二阶段磨除除铁后,将尾矿脱水、风干,然后收缩至不同浓度的样品,并进行多组自然沉降试验。典型的稳定曲线如图1 所示。根据处理能力和沉降数据(骨料沉降速度为4.7mm/min),确定浓缩机厚度为30m。

金属回收后尾矿过滤脱水采用4因素3水平正交分析法,确定滤布质量(多样性)、过滤速度、真空度和进料浓度对产量和水分含量的影响。滤饼。设计中使用的数据如表4 所示。根据滤浆量和单位面积实验功率,选用两台过滤面积为96 m2,直径为2.8 m的圆盘真空过滤机。同时,还确定了过滤速度范围、过滤区和干燥区的分配比、逆风排放高度等参数。

基于上述工业实验数据进行全过程材料和水平衡计算,为实际工程应用提供设计依据。


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