钢渣回收利用技术分析.ppt

钢渣含游离氧化钙( CaO) MgO、C3S、 （5）稳定性 钢渣含游离氧化钙(f-CaO)、MgO、C3S、 C2S等 这些组分在一定条件下都具有不稳定性。 C2S等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。碱度高 的熔渣在缓冷时，C3S会在1250℃到1100℃时缓慢分解 会在1250℃ 的熔渣在缓冷时，C3S会在1250℃到1100℃时缓慢分解 为C2S和f-CaO；C2S在675℃时β-C2S要相变为γ-C2S C2S和 CaO；C2S在675℃时 C2S要相变为γ 要相变为 并且发生体积膨胀，膨胀率达10 10％。 ，并且发生体积膨胀，膨胀率达10％。 另外， 钢渣吸水后， CaO要消解为Ca(OH)2 要消解为Ca(OH) 另外 ， 钢渣吸水后 ， f-CaO 要消解为 Ca(OH)2， 体 积将膨胀100 100％ 300％ MgO会变成氢氧化镁 会变成氢氧化镁， 积将膨胀100％～300％，MgO会变成氢氧化镁，体积也 要膨胀77 77％ 因此， CaO、MgO的常温钢渣是不稳 要膨胀 77 ％ 。 因此 ， 含 f-CaO、MgO 的常温钢渣是不稳 定的， 只有f-CaO、MgO消解完或含量很少时 ， 才会稳 定的 ， 只有 f CaO、MgO 消解完或含量很少时， 消解完或含量很少时 定。
钢渣作烧结矿熔剂，主要是利用钢渣的CaO、MgO、 MnO、吨Fe等有益成分，降低燃料消耗和烧结矿的生产 成本。以钢渣含吨Fe15%计，每利用1吨钢渣，可代替 60%的铁精矿250kg。另外由于钢渣中含有大量的CaO和 SiO2，在生产一定碱度的烧结矿时，可节约部分石灰石。
该技术充分考虑了环境安全性问题，与一般回收利 用方法相比，具有能耗地，效率高的特点。而有效 防治了二次污染
——第三次作业
钢渣主要由钙、 铁、 硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧 化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁 橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、 磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及 金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣 中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉 型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。 钢渣在温度 1500～1700℃下形成，高温下呈液态， 缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含 游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致 使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷 却过程中(约为675℃时)由β型转变为 γ型而碎裂。如以 适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。
我国转炉钢排渣量大约是在100—130kg/t钢水， 排放的钢渣中含有10%—15%的金属铁。 钢渣量大，化学成分复杂等特点，如果不回收利用， 会产生大量固体废弃物，以及这部分钢铁资源白白 流失。排放的渣粉也给周围环境造成很大危害，更 为严重的是钢渣会产生二次污染，破坏土地植被结 构，污染空气和水源。 因此，实现钢渣加工利用，既保护了环境，又达到 了节约能源、“化害为利、变废为宝”的目的。
钢渣加工利用是指借助冷却焖渣、破碎筛分、磁选 干燥等工艺方法,将炼钢尾渣中排放的含金属铁钢渣 回收，渣粉根据不同品种、粒级分别再加工利用， 可以作为烧结原料和烧结熔剂，水泥和道路的添加 材料，或作为农肥改良土壤，也可用于填海实现人 造陆地等。 钢渣的性质不同，利用途径不同。如含磷高的钢 渣适宜作磷肥、含磷低的钢渣可作钢铁冶炼的熔 剂、碱度高的钢渣适宜作水泥原料等。目前经济 效果较好的是将钢渣作高炉、转炉炉料，在钢铁 厂内循环使用
钢渣部分替代石灰石作烧结熔剂 由铁矿石制备烧结矿时，一般需加石灰石等作为助熔剂 ，利用颗粒小于10mm的分级钢渣可部分替代烧结熔剂。 钢渣中含有40%～50%CaO，1吨钢渣相当于700～ 750kg的石灰石。而且钢渣具有软化温度低、物相均匀的 优点，能促进烧结过程中烧结矿的液相生成，增加粘结相 ，有利于烧结成球、提高烧结速度等，从而得到较高转鼓 指数和粒度组成均匀的优质烧结矿，同时还可提高烧结机 的利用系数，降低煤耗，再利用钢渣中Fe、Ca、Mn等有 用元素。
我国转炉钢排渣量大约是在100—130kg/t钢水， 排放的钢渣中含有10%—15%的金属铁。如果钢渣 不加工处理，这部分钢铁资源白白流失，排放的渣 粉也给周围环境造成很大危害，破坏土地植被结构， 污染空气和水源。因此，实现钢渣加工利用，既保 护了环境，又达到了节约能源、“化害为利、变废 为宝”的目的。
二氧化硫是主要的大气污染物之一，我国是二氧化硫排 放大国，减少二氧化硫排放量是当前最急迫的环境保护 任务之一。 湿法烟气脱硫是将吸收剂调制成溶液或浆液，使其与烟 气充分接触，吸收剂与二氧化硫反应生成无害或可再利 用的新物质，达到使二氧化硫从烟气中分离出来的目的。 目前用得最多吸收剂有：钙基—石灰石、石灰；钠基— 纯碱、烧碱；镁基—氧化镁；氨基—氨水、碳铵、有机 胺等。这些吸收剂都是化工原料，用于脱硫则要消耗大 量化工原料，不符合循环经济“3R”原则中的“减量化” 原则。
表1 国内4家炼钢厂的转炉钢渣化学成分 ％
炼钢厂 CaO MgO SiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 MnO P2O5 F-CaO
宝钢 马钢 上钢 邯钢 40～49 45～50 40～ 45～ 45～51 45～ 42～54 42～ 4～7 4～5 5～12 3～8 13～17 10～11 13～ 10～ 8～10 12～20 12～ 1～3 1～4 0.6～ 0.6～1 2～6 11～22 10～18 11～ 10～ 5～20 4～18 4～10 7～10 5～10 2.5～13 2.5～ 5～6 0.5～2.5 1.5～2.5 0.5～ 1.5～ 1～2 1～1.4 3～5 2～3 0.2～1.3 0.2～ 2～9.5 5～11 4～10 2～10
钢渣是一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分有密切的关系。 钢渣是一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分有密切的关系。 （ 1 ） 密度 3.6g/cm3。 由于钢渣含铁较高， 因此比高炉渣密度高， 一般在3 由于钢渣含铁较高 ， 因此比高炉渣密度高 ， 一般在 3 . 1 ～
Biblioteka Baidu
钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度有关。通过80 80目标准 （2）容重 钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度有关。通过80目标准 筛的渣粉，平炉渣为2 17～ 20g/cm 电炉渣为1 左右， 筛的渣粉，平炉渣为2.17～2.20g/cm3，电炉渣为1.62 g/cm3左右，转炉 渣为1 左右。 渣为1.74 g/cm3左右。 由于钢渣致密，因此较耐磨。易磨指数：标准砂为1 （3）易磨性 由于钢渣致密，因此较耐磨。易磨指数：标准砂为1，钢渣 为0.96，而高炉渣仅为0.7，钢渣比高炉渣要耐磨。 96，而高炉渣仅为0 钢渣比高炉渣要耐磨。 等为活性矿物，具有水硬胶凝性。 （4）活性 C3S、C2S等为活性矿物，具有水硬胶凝性。当钢渣中成分 比值（碱度） 大于1 便含有60 60% 80% 比值（碱度）R大于1.8时，便含有60%～80%的C3S和C2S，并且碱度值的 提高， 含量也增加，当碱度达到2 以上时，钢渣的主要矿物为C 提高，C3S含量也增加，当碱度达到2.5以上时，钢渣的主要矿物为C3S。用 碱度高于2 的钢渣加10 的石膏研磨制成的水泥，强度可达325 10% 325号 碱度高于 2 . 5 的钢渣加 10 %的石膏研磨制成的水泥 ， 强度可达 325 号。 因此 含量高的高碱度钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。 ，C3S和C2S含量高的高碱度钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。
而炼钢炉渣化学成分主要是Ca、Mg、Si、Fe等的 氧化物，钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种 以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。 钢渣由这些金属和非金属氧化物(CaO、FeO、SiO2、 MgO)等构成矿物，构成的矿物主要有： 硅酸二钙（2CaO·SiO2） 2CaO SiO 硅酸三钙（3CaO·SiO2） 钙镁橄榄石（CaO·MgO·SiO2） 镁蔷薇辉石（3CaO·MgO·2SiO2） 钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2) 铁酸钙(CaO·FeO)
所以可以用钢渣脱硫 钢渣渣脱硫反应式： 钢渣脱硫属于湿法脱硫，是将钢渣用水调制成浆液， 与烟气中SO2反应。反应分二步进行： 第一步反应是SO2在浆液中的溶解、吸收、氧 化，形成SO2水溶液 。 第二步反应是钢渣与SO2水溶液反应。组成钢 渣的物质不一样，其反应也不一样。