包钢科技

原料名称	TFe	FeO	CaO	SiO₂	MgO	F	P	S	K₂O	Na₂O
尾渣含铁料	28.23	20.04	20.13	10.46	9.96	0.241	0.769	0.150	0.055	0.050
磁选精粉	38.54	20.03	12.03	5.07	11.94	0.135	0.498	0.090	0.033	0.034
磁选尾粉	19.54	12.12	25.65	13.60	8.54	0.354	0.900	0.170	0.084	0.081
钢渣精粉	57.10	29.55	24.29	10.31	5.05	0.177	0.673	0.105

原料名称	TFe	FeO	CaO	SiO₂	MgO	F	P	S	K₂O	Na₂O
尾渣含铁料	28.23	20.04	20.13	10.46	9.96	0.241	0.769	0.150	0.055	0.050
磁选精粉	38.54	20.03	12.03	5.07	11.94	0.135	0.498	0.090	0.033	0.034
磁选尾粉	19.54	12.12	25.65	13.60	8.54	0.354	0.900	0.170	0.084	0.081
钢渣精粉	57.10	29.55	24.29	10.31	5.05	0.177	0.673	0.105

车间	磁选尾粉配比	TFe	P
一烧	0	57.24	0.059
	2	57.09	0.076
二烧	0	56.76	0.071
	0.5	56.71	0.075
五烧	0	56.09	0.068
	2	55.92	0.075

车间	磁选尾粉配比	TFe	P
一烧	0	57.24	0.059
	2	57.09	0.076
二烧	0	56.76	0.071
	0.5	56.71	0.075
五烧	0	56.09	0.068
	2	55.92	0.075

高炉	磁选尾粉配比	铁水P含量	备注
3^#	0	0.122	一烧供料
3^#	2.0	0.142
5^#	0	0.122	一烧供料
5^#	2.0	0.141
4^#	0	0.133	二烧供料
4^#	0.5	0.140
6^#	0	0.135	二烧供料
6^#	0.5	0.142
7^#	0	0.131	五烧供料
7^#	2.0	0.140
8^#	0	0.132	五烧供料
8^#	2.0	0.141

高炉	磁选尾粉配比	铁水P含量	备注
3^#	0	0.122	一烧供料
3^#	2.0	0.142
5^#	0	0.122	一烧供料
5^#	2.0	0.141
4^#	0	0.133	二烧供料
4^#	0.5	0.140
6^#	0	0.135	二烧供料
6^#	0.5	0.142
7^#	0	0.131	五烧供料
7^#	2.0	0.140
8^#	0	0.132	五烧供料
8^#	2.0	0.141

车间	磁选尾粉配比	TFe	P
一烧	0	56.96	0.062
	2	56.90	0.069
	3	56.86	0.073
	4	56.82	0.076
二烧	0	56.74	0.071
	1	56.54	0.075
五烧	0	56.09	0.068
	2	56.02	0.073
	3	55.96	0.075
	4	55.82	0.082

车间	磁选尾粉配比	TFe	P
一烧	0	56.96	0.062
	2	56.90	0.069
	3	56.86	0.073
	4	56.82	0.076
二烧	0	56.74	0.071
	1	56.54	0.075
五烧	0	56.09	0.068
	2	56.02	0.073
	3	55.96	0.075
	4	55.82	0.082

高炉	磁选尾粉配比	铁水P含量	备注
3^#	0	0.127	一烧供料
3^#	2	0.135
3^#	3	0.140
3^#	4	0.144
5^#	0	0.126	一烧供料
5^#	2	0.134
5^#	3	0.139
5^#	4	0.143
4^#	0	0.133	二烧供料
4^#	1	0.140
6^#	0	0.135	二烧供料
6^#	1	0.142
7^#	0	0.131	五烧供料
7^#	2	0.137
7^#	3	0.140
7^#	4	0.143
8^#	0	0.132	五烧供料
8^#	2	0.138
8^#	3	0.141
8^#	4	0.144

高炉	磁选尾粉配比	铁水P含量	备注
3^#	0	0.127	一烧供料
3^#	2	0.135
3^#	3	0.140
3^#	4	0.144
5^#	0	0.126	一烧供料
5^#	2	0.134
5^#	3	0.139
5^#	4	0.143
4^#	0	0.133	二烧供料
4^#	1	0.140
6^#	0	0.135	二烧供料
6^#	1	0.142
7^#	0	0.131	五烧供料
7^#	2	0.137
7^#	3	0.140
7^#	4	0.143
8^#	0	0.132	五烧供料
8^#	2	0.138
8^#	3	0.141
8^#	4	0.144

原料名称	TFe	FeO	CaO	SiO₂	MgO	F	P	S	K₂O	Na₂O	Al₂O₃	I_g
巴润精矿	66.46	28.83	0.92	1.74	0.83	0.38	0.064	1.030	0.133	0.116	0.12	1.74
麦克粉矿	59.62	<0.5	0.05	4.97	0.07		0.092	0.041	0.014	<0.01	2.46	5.80
FMG粉矿	58.15	<0.5	0.03	5.43	0.06		0.083	0.036	0.014	<0.01	2.51	7.45
褐铁矿	42.86	<0.5	0.29	27.72	0.21	<0.05	0.056	0.157	0.121	0.042	1.04	7.57
氧化铁皮	70.70	56.40	1.01	0.87	0.19	0.06	0.017	0.066	0.047	0.043	0.16	0.10
石灰石			51.05	2.84	1.86							39.91
生石灰			87.67	3.63	4.07							2.31
白云石			31.09	2.36	19.86							45.87

原料名称	TFe	FeO	CaO	SiO₂	MgO	F	P	S	K₂O	Na₂O	Al₂O₃	I_g
巴润精矿	66.46	28.83	0.92	1.74	0.83	0.38	0.064	1.030	0.133	0.116	0.12	1.74
麦克粉矿	59.62	<0.5	0.05	4.97	0.07		0.092	0.041	0.014	<0.01	2.46	5.80
FMG粉矿	58.15	<0.5	0.03	5.43	0.06		0.083	0.036	0.014	<0.01	2.51	7.45
褐铁矿	42.86	<0.5	0.29	27.72	0.21	<0.05	0.056	0.157	0.121	0.042	1.04	7.57
氧化铁皮	70.70	56.40	1.01	0.87	0.19	0.06	0.017	0.066	0.047	0.043	0.16	0.10
石灰石			51.05	2.84	1.86							39.91
生石灰			87.67	3.63	4.07							2.31
白云石			31.09	2.36	19.86							45.87

磁选精粉配比/%	烧结矿化学成分(质量分数)/%	烧结矿碱度
0	56.74	5.0	10.25	2.0	0.173	0.071	1.26	2.0
2	56.41	5.0	10.27	2.0	0.172	0.069	1.25	2.0
3	56.38	5.0	10.25	2.0	0.173	0.071	1.23	2.0
4	56.33	5.0	10.26	2.0	0.174	0.073	1.21	2.0

磁选精粉配比/%	烧结矿化学成分(质量分数)/%	烧结矿碱度
0	56.74	5.0	10.25	2.0	0.173	0.071	1.26	2.0
2	56.41	5.0	10.27	2.0	0.172	0.069	1.25	2.0
3	56.38	5.0	10.25	2.0	0.173	0.071	1.23	2.0
4	56.33	5.0	10.26	2.0	0.174	0.073	1.21	2.0

磁选精粉配比 /%	烧结矿化学成分(质量分数)/%	烧结矿碱度
0	56.55	8.98	10.20	5.06	2.00	0.113	0.084	0.027	0.129	0.122	1.61	1.98
2	56.47	8.77	10.23	5.03	2.01	0.145	0.085	0.033	0.130	0.117	1.67	1.99
4	56.29	8.98	10.48	5.04	2.06	0.142	0.088	0.025	0.131	0.121	1.70	2.04

磁选精粉配比 /%	烧结矿化学成分(质量分数)/%	烧结矿碱度
0	56.55	8.98	10.20	5.06	2.00	0.113	0.084	0.027	0.129	0.122	1.61	1.98
2	56.47	8.77	10.23	5.03	2.01	0.145	0.085	0.033	0.130	0.117	1.67	1.99
4	56.29	8.98	10.48	5.04	2.06	0.142	0.088	0.025	0.131	0.121	1.70	2.04

磁选精粉配比 /%	成品率 /%	利用系数 /(t·m^-2·h^-1)	返矿平衡系数	燃耗 /(kg·t^-1)	垂速 /(mm·min^-1)	烧结矿强度 (+6.3 mm)/%
0	69.39	1.261	0.95	61.98	17.76	67.47
2	68.58	1.280	0.96	62.51	18.42	67.73
4	68.75	1.292	0.95	62.83	18.54	68.00

磁选精粉配比 /%	成品率 /%	利用系数 /(t·m^-2·h^-1)	返矿平衡系数	燃耗 /(kg·t^-1)	垂速 /(mm·min^-1)	烧结矿强度 (+6.3 mm)/%
0	69.39	1.261	0.95	61.98	17.76	67.47
2	68.58	1.280	0.96	62.51	18.42	67.73
4	68.75	1.292	0.95	62.83	18.54	68.00

钢渣碳化反应后尾渣含铁料返烧结研究

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赵强 , 田颖

包钢科技 | 生产实践与管理 2022,48(1): 27-30

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包钢科技 | 生产实践与管理 2022, 48(1): 27-30

钢渣碳化反应后尾渣含铁料返烧结研究

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赵强, 田颖

作者信息

包钢集团节能环保科技产业有限责任公司,内蒙古包头 014010

赵强(1992-),男,内蒙古乌兰察布市人,助理工程师,现从事环境保护以及固废处理相关工作。

Study on Returning to Sintering of Ferric Charge for Tailings after Carbonization Reaction of Steel Slag

Qiang Zhao, Ying Tian

Affiliations

Baotou Steel Group Energy Conservation and Environmental Protection Technology Industry Co., Ltd., Baotou 014010, Inner Mongolia Autonomous Region, China

出版时间: 2022-02-25

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摘要

收起

将钢渣碳化反应后的尾渣含铁料进行磁选,将选出的磁选精粉和磁选尾粉进行返烧结工艺可行性研究。分析磁选精粉和磁选尾粉的化学成分并计算添加到烧结工艺后对高炉铁水P含量的影响。通过磁选精粉烧结杯试验,分析其对烧结成分和烧结指标的影响,证明磁选精粉可以返回烧结工序使用。

关键词

碳化反应 / 尾渣含铁料 / 磁选 / 烧结

Abstract

收起

The ferric charge for tailings after carbonization reaction of steel slag is with magnetic separation, then the feasibility study of returning to sintering for concentrate powder and tail powder of magnetic separation is carried out. Their chemical components are analyzed and the effects of adding them into sintering process on content of P for molten iron of blast furnace are calculated. The effects of concentrate powder of magnetic separation on the sintering components and indexes are analyzed through its sinter pot test. Finally, it is proved that the concentrate powder of magnetic separation can return to sintering process to be used.

Key words

carbonization reaction / ferric charge for tailings / magnetic separation / sintering

引用本文

赵强, 田颖. 钢渣碳化反应后尾渣含铁料返烧结研究. 包钢科技, 2022 , 48 (1) : 27 -30 .

Qiang Zhao, Ying Tian. Study on Returning to Sintering of Ferric Charge for Tailings after Carbonization Reaction of Steel Slag[J]. Science & Technology of Baotou Steel, 2022 , 48 (1) : 27 -30 .

正文

收起

目前,钢铁渣主要应用于建材、水泥的生产。现包头市及周边地区建材、水泥市场容量有限,钢铁渣利用率较低,导致钢铁渣大量堆存。钢铁渣的堆放不仅要占用大量土地,而且污染环境,特别是有害、有毒金属对地表和地下水源的污染,严重威胁着公众的身体健康。碳化法钢铁渣综合利用能够实现变废为宝,主要利用钢渣和二氧化碳等原料生产高纯碳酸钙、含铁料等产品。目前高纯碳酸钙价格较高且市场广阔,尾渣含铁料由于其游离氧化钙全部消解,结构稳定可用于水泥或建材,但收益低且市场容量有限。试验发现碳化后钢渣尾渣铁品位富集明显,且经磁选后的磁选精粉铁品位可进一步提高,故对磁选精粉和磁选尾粉能否作为含铁料返回烧结工序进行研究。

1 尾渣含铁料

收起

本试验中,利用某公司提供的热泼渣粉作为原料,经碳化反应提取了其中的钙镁元素生成碳酸钙、碳酸镁后^[1],剩余产品称为尾渣含铁料,再经过磁选工艺后铁品位较高的为“磁选精粉”,铁品位较低的为“磁选尾粉”,与该公司目前用包头市正兴劳务公司提供钢渣精粉对比,其化学成分见表1。

由表1可知,尾渣含铁料的铁品位较低,P、S含量超过所用钢渣精粉,从化学成分上看不适用于替代钢渣精粉,因此对尾渣含铁料进行磁选。

从表1数据看,相比于该公司四烧所用钢渣精粉,磁选精粉的铁品位较钢渣精粉低,为38.54%;CaO、MgO含量经过提取钙镁元素的工序环节后仍较高,分别为12.03%、11.94%,用于烧结工艺可替代部分熔剂。P、S含量低于炼铁厂目前正在使用的钢渣精粉的P、S含量。K₂O、Na₂O的含量可以满足烧结生产以及高炉冶炼的需求。从化学成分上看,该磁选精粉可以用于烧结工艺。

而磁选尾粉的铁品位低,为19.54%,CaO、MgO的含量较高,但P、S含量高于炼铁厂目前正在使用的钢渣精粉的P、S含量。对烧结配加磁选尾粉和磁选精粉后高炉铁水P含量进行测算。

2 尾渣含铁料对高炉铁水P含量影响

收起

2.1 磁选尾粉

分别测算了一烧、二烧和五烧配加磁选尾粉的最大允许配加比例,以及配加后烧结矿铁品位和P含量,对应高炉铁水P含量,结果见表2、表3。

由表2、表3可以看出,在要求铁水P含量小于0.140%的前提下,一烧磁选尾粉配比在2%时铁水P含量已超标,二烧磁选尾粉配比0.5%时,铁水P含量达到临界值,五烧磁选尾粉配比2%时,铁水P含量达到临界值。经测算一烧、二烧每增加1%的磁选尾粉,烧结矿铁品位下降约0.075个百分点,对应高炉铁水P含量升高约0.008 5个百分点;五烧烧结每增加1%的磁选尾粉,7^#、8^#高炉铁水P含量增加约0.004 4个百分点。为了保证高炉铁水P含量保持稳定,不建议烧结配加磁选尾粉。

2.2 磁选精粉

目前烧结用包头市正兴劳务公司提供的钢渣精粉,四烧按照2%配加。在保证铁水P含量小于0.140%的前提下,分别测算了一烧、二烧、五烧配加磁选精矿的最大允许配加比例,以及配加后烧结矿铁品位和P含量,对应高炉铁水P含量,结果见表4、表5。

由表4、表5可以看出,在铁水要求P含量小于0.140%的前提下,一烧磁选精粉最大允许配比小于3%,对应烧结矿铁品位下降0.1个百分点,P含量升高0.011个百分点;二烧最大允许配比不超过1%,对应烧结矿铁品位下降0.2个百分点,P含量升高0.004个百分点;五烧最大允许配比小于3%,对应烧结矿铁品位下降0.13个百分点,P含量升高0.007个百分点。一烧、二烧每增加1%的磁选精矿,烧结矿铁品位下降0.035个百分点,P含量升高0.003 5个百分点,对应高炉铁水P含量升高0.004个百分点,五烧每增加1%的磁选精矿后,7^#、8^#高炉铁水P含量增加0.003个百分点。

3 磁选精粉烧结杯试验

收起

3.1 试验原料的化学成分

试验以该公司四烧的铁料配置为基准,试验点的磁选精粉的配比分别为2%、3%、4%。试验原料均取自炼铁厂,含铁原料有巴润铁精矿、进口麦克粉矿和FMG混合粉矿;熔剂有石灰石、生石灰和白云石,其化学成分见表6。

3.2 烧结杯试验

试验采用直径300 mm烧结杯,料层厚度700 mm,点火负压为4.9 kPa,烧结负压9.8 kPa。烧结矿碱度按1.97±0.08、烧结矿MgO含量按2.0%±0.1%、烧结矿SiO₂含量按5.0%控制^[2]。试验用磁选精粉替代钢渣精粉。

3.3 试验结果及分析

3.3.1 烧结矿化学成分的变化

配加磁选精粉替代钢渣精粉后烧结矿化学成分测算结果见表7,实际分析值见表8。

由表7可知,由于磁选精粉的品位较钢渣精粉低,当用磁选精粉替代钢渣精粉后,烧结矿品位随着磁选精粉配比的增加而呈降低趋势,当替代比例为2%时,烧结矿P含量降低;当替代比例为3%时,测算烧结矿P含量与基准点相当;当替代比例为4%时,由于麦克粉矿和FMG混合粉矿配比各降低1个百分点,且这两种粉矿的P含量较磁选精粉低,所以,烧结矿P含量较基准点高。从测算结果可以看出,烧结每配加1个百分点的磁选精粉,影响烧结矿P含量0.002个百分点。

由表8可知,对于试验烧结矿的实际分析值,配加磁选精粉后,烧结矿品位也是随着磁选精粉配比的增加而呈降低趋势,与基准点相比,配加2%磁选精粉,烧结矿品位降低0.08个百分点;配加4%磁选精粉,烧结矿品位降低0.26个百分点。配加磁选精粉后,烧结矿的P含量呈上升趋势,磁选精粉配比提高至4%,烧结矿P含量较基准点增加0.004个百分点。

3.3.2 烧结指标的变化

配加磁选精粉后烧结指标的变化见表9。

由表9可知,烧结配加磁选精粉后,烧结成品率有所降低,利用系数提高,固体燃耗指标略有增加,且随着磁选精粉配比的增加而增加。与基准点相比,具体分析如下:

(1)用相同比例(2%)磁选精粉替代钢渣精粉后,成品率降低0.81个百分点,利用系数提高1.51%,固体燃耗指标增加0.53 kg/t。

(2)配加4%的磁选精粉后,成品率降低0.64个百分点,利用系数提高2.46%,固体燃耗指标增加0.85 kg/t。

(3)烧结配加磁选精粉后,烧结矿转鼓强度变化不明显。

4 结论

收起

(1)磁选精粉铁品位低、SiO₂含量低,有害元素F、P、S的含量也低。四烧配加磁选精粉后,烧结利用系数提高,固体燃耗略有增加,烧结矿转鼓强度变化不明显。利用2%的磁选精粉替代钢渣精粉后,烧结矿P含量与基准点相当。综合考虑烧结矿指标和P含量,建议烧结磁选精粉的配比控制在2%以内比较适宜。

(2)磁选尾粉铁品位低,仅为19.54%,P含量高达0.9%,且有波动,为保证高炉铁水P含量指标稳定,综合考虑不建议烧结配加该类产品。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

吕文杰, 郭建伟, 崔卫华, 等. 钢渣醋酸法生产轻质碳酸钙产品研究进展[J]. 现代化工, 2009, 29(2):15-18.

[2]

李玉柱, 刘周利, 张永. 配加钢渣对包钢烧结矿指标的影响[J]. 包钢科技, 2014, 40(2):23-25.

2022年第48卷第1期

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134

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接收时间：2021-11-05
首发时间：2025-11-24
出版时间：2022-02-25

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收稿日期：2021-11-05

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包钢集团节能环保科技产业有限责任公司,内蒙古包头 014010

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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