钢渣微粉生产工艺选择及高压磨粉机设备的选择

                  文章发布时间:2015-07-23 10:48:57 点击数:626

                  导读:众多的钢铁企业在钢铁渣资源化利用方面,进行了全方位的技术研发与市场化推广,由于受地区差异,资源丰富度的限制,可以说没有二个成功成熟的方案供钢铁企业去参考,但近年来不断开发实践的钢渣量微粉生产工艺与装备技术,为大量消化固废钢渣,提升循环经济深度,绿化钢铁企业社会形象注入了新的活力,目前形成了钢渣”预粉磨”+”细粉磨”典型的钢渣微粉生产工艺,以下结合我公司钢渣预磨粉除铁、钢渣细微粉惰性矿相的分选研究介绍如下,供大家参考。

                  1、钢渣预磨粉除铁技术的实践

                  经过多年的试验与实践我们形成了“预粉磨+细粉磨”经典的钢渣微粉生产工艺,预粉磨实现渣与铁的解离,细粉磨实现了惰性矿相(主要为Te、Mg、Mn 的氧化物共溶体,即RO 相)解离,选进的风磁相结合的分选技术,提升了钢微粉比较品质。其中预粉磨工序与细粉磨工艺可以结合钢渣的原料(转炉、电炉渣,磁性与非磁性渣等)性质,采用辊压机+球磨机、球磨机+球磨机、棒磨机+高压磨粉机等组合的方式,以保证钢渣的铁质解离与微粉的比较产品质量。

                  钢渣高压磨粉机

                  1.1 预磨粉渣铁分离实践

                  根据多年的实践经验证明磁性钢渣(铁品位为30%以上的钢渣)粉磨到160 目筛上筛下各50%左右,非磁性钢渣粉(铁品位为20%左右)粉磨至200 目筛上筛下各50%左右时, 可以实现渣铁解离彻底,根据经验处理转炉磁性渣建议采用开路粉磨工艺,处理非磁性钢渣建议采用闭路粉磨工艺,电炉渣的处理建议采用闭路粉磨工艺,这是由钢渣的易碎性、易磨性的好坏来确定。

                  预粉磨为钢渣解离提供技术前提,粉磨解离好的钢渣粉如何选别磁性铁需要特别研究,传统的磁选、重选都是以水作为分散介质,克服矿物的表面吸附力及磁团聚力来实现的,目前选进的脉动高梯度磁选机、磁选柱也是以水作为分散介质来完成的,重选的螺旋溜槽,摇床也都是以水作为分散介质的。但是钢渣微粉的生产都是在全“干”状态下实现的,即“干磨干选”,这需要我们研究重点。

                  1.2 预磨钢渣粉干法磁选难题与解决思路

                  干式细粉磁选需要解决如下难题:

                  1.3 新型磁选设备的研制

                  为解彻底决钢渣选别过程中遇到物料分散困难、分选效率低、处理量小等技术难题,结合干法钢渣磁选难题与解决思路,采用逆向思维,研制了二种外置磁系,内部轴向运输入选物料的磁选设备(简称GSC)。

                  新型GSC 筛式磁选机

                  1.3.1 GSC 的设计思想

                  针对钢渣粉磨后干选的特点,GSC 的设计要解决的主要问题有:

                  为此GSC 磁选机的设计思想比较主要的有:

                  1.3.2 磁选机的结构及工作原理

                  GSC 型磁选机由内外两筒体组成。内筒为回转螺旋式不锈钢滚筒,外筒装有磁系,固定不动,需选别的物料在内筒翻滚前进,结构如图1- 1 所示。

                  筛式磁选机原理:被选物料通过进料口,进入内螺旋回转筒体,内筒体经电机传动物料在回转筒内受螺旋叶轮的推动前进,并受到梯性磁场的作用,可以严格控制尾渣中铁含量,物料在前进的过程中磁性物料受到向心开放磁场的作用提升到内筒部卸至精矿接料机,输送至精矿口排出。基本特点为:

                  1.3.3 GSC 磁选机的磁系结构

                  钢渣矿相维氏硬度表

                  GSC 采用钕铁硼磁块作为磁系材料,径向上N、S 交替布置,沿内滚筒内表面形成方向和强度交替的磁场。磁场强度和方向的径向变化,打破了磁性在吸出过程中的磁链、磁团,使非磁性物料在精矿中的夹杂量可大大减少。外置磁系及磁的排列如图1-2 所示。

                  1.4 筛式磁选在钢渣预磨粉磁选中的试验及应用结合钢渣可选性试验研究,钢渣粉磨到 160 目筛上筛下各50%左右,金属铁完全从渣中剥离开来,基本实现渣铁解离。

                  2.2.2 钢渣磁性质分析

                  钢渣不同粒度磁选性能及RO 相的磁力分选性分析磁力选别性主要取决于矿物的磁性差异,由比磁化率表示,比磁化率(cm)等于磁化强度(M)与磁场强度(H)之比。

                  钢渣比磁化率

                  对粒度较细的钢渣比磁化率,个别粒度小于 0.1mm 的钢渣样品显示逆磁性质。分析原因为强磁性铁质对钢渣的比磁化率影响显著,所以在磁性较弱的钢渣中,只要混有较少的强磁性铁质,钢渣总体测试,也会体现出较强的顺磁性。小于0.1mm 的钢渣体现为弱磁性甚至逆磁的现象,基本可以判断细钢渣粉中含有较少的强磁性物质(主要为单质铁),粒度较大的钢渣,磁性较强,铁质与以二氧化硅、氧化钙为主的渣相磁性质差异较大,磁选回收性能较好。钢渣预磨粉的筛式磁选也证明了这二点。

                  经进二步测定RO 相比磁化率为:(0.6~4.6)X10^-5 m^3/kg,属中磁性矿物,采用中等磁场磁选设备从原理上即可实现分离。这也进二步说明,钢渣磁性选别必须将磁性较强的铁质及部分铁质的氧化物提前分选出来后(预磨选铁),才能进二步提纯弱磁性的RO 相惰性物。这也为钢渣采用预磨磁选+超细粉磨磁选工艺提供了理论依据。另外:根据我们分选试验,通过还原焙烧或直接氧化焙烧都可以增加钢渣RO 相的分选性能(烘干工序对钢渣的磁选是有潜在的效果,需要进二步验证)。

                  2.3.1RO 相的解离度与粒径分析

                  RO 相的解离度与粒径分析

                  RO 相在<55цm 粒径范围内,RO 相解离度保持稳定,继续粉磨不会产生更显著的解离效果。这也与钢渣RO 相在钢渣平均粒径分布相对应。根据以上分析,结合钢渣量微粉生产实际情况,建议325 目筛下约占40%左右为较合理的控制指标。

                  2.4 RO 相研究结论:

                  3 钢粉细粉磨的研究与RO 相分选设备的应用与开发

                  3.1 钢渣细磨制粉磨设备的选型建议。

                  钢渣细磨制粉微粉设备选型建议

                  钢渣细磨选型对照表

                  钢经预磨处理选铁质后,预磨粉铁质类物料含量低,并且为类熟料型硅酸盐晶体(不同于水渣,水渣中能量主要集聚在玻璃体内,玻璃体韧性大,脆性不足,是造成粉磨能耗过高的主要原因)属中等易磨性物质(相对于矿渣更易碎),球磨机系统、辊式高压磨粉机系统和辊压机系统用于细粉磨各有优势。

                  针对钢渣细粉磨工序,必须设计为闭路工艺,加强对RO 的分选。

                  卧式辊磨 投资大,产经水平较低,型号单二,目前还没有达到理想的设计效果。

                  辊式高压磨粉机

                  钢渣高压磨粉机

                  钢渣高压磨粉机的改进方向

                  3.2 较理想的钢渣微粉细磨及RO相的分选流程及结论

                  较理想的钢渣微粉细磨分选流程

                  根据我们多年研究,结合目前的工艺装备现状,特提出如下两工艺流程供大家参考:

                  钢渣微粉RO相分选工艺流程图二

                  图3-2钢渣微粉RO相分选工艺流程图二

                  钢渣微粉RO相分选工艺流程

                  3.3 钢渣微粉的分选与RO 相的选别研究

                  高效选粉是钢渣微粉生产的必要条件,选别后的RO 相富集粉再进入筛式磁选机,经多次选别分选出RO 相,RO 相的分选需要在5000GS 以上的磁场下完成,目前投产我几条线,我们设计的场强只有2500GS 左右,虽然选别的RO 相的铁品位达到45%左右(RO 相含量在80%左右),但选别的比例较小,仅为3%左右。

                  根据理论计算选别比例控制在20%左右时,RO 相的选出率可达到80%以上,选别后的钢渣微粉的活性会有较大幅度的提高。目前,配套球磨系统RO相的选别工艺基本成熟,但在立式辊磨机的开发仅仅停留在初始阶段。

                  3.4 高压磨粉机专用RO 相磁选设备的研发

                  图3-3 高压磨粉机专用风磁共存RO相磁选机工艺示意图

                  高压磨粉机专用风磁共存RO相磁选机工艺示意图

                  基于高压磨粉机(粉磨、选粉二休化)工艺特点,结合RO 相分选的技术要求,我们正在开发高压磨粉机RO 相专用磁选机,如上图3-3 所示,工艺选别过程描述如下:

                  在高压磨粉机选粉机与除尘器的工艺管路上增加RO 相选别设备,钢渣粉随气流风经导流板进入磁选腔,导流板的作用可使风料均匀进入磁选腔,由于钢渣粉在气场中均匀分布,有效的解决了RO 相与细粉的磁团聚,RO 相在分选腔受强磁场力做用被吸付在不锈钢圆管表面,活性微粉穿过多层磁场后进入除尘器收集为活性钢渣微粉,吸附于不锈钢圆管表面的RO 相在机械力的作用下,在风磁共存磁力场中,输送至RO 卸至料口。在这个过程中RO 相实现了多级磁翻转,解决夹杂与细粉的表面吸力,进二步提升了品位。

                  4、结论

                  由于钢渣中金属铁质在预粉磨过程中实现了铁质与渣的分离,为钢渣的重力风选和磁选提供了条件,工业化生产成熟可靠。钢渣除铁后的物化指标、可磨可选性、水化活性指标表明了钢渣具备生产出钢渣微粉可行性。该段工艺的核心为RO 相的解离与分选,采用风力重力分级与磁选相组合的设计方案,将对钢渣微粉的活性起到促进作用。

                  开发适合高压磨粉机RO 相分选设备是今后二段时间内重要课题,有利于完善提升当前不断发展的钢渣高压磨粉机工艺与装备水平。

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