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鋼渣中鐵-渣分離技術
機械分離技術概要
作為機械分離鋼渣中金屬鐵的方法,研究了磁選法和密度分離法。磁選法作為回收高純度金屬鐵的方法,開發(fā)了多極脈動磁場法,確認了分離能力。為降低渣還原時的熱能損失,作為溫態(tài)的機械分離技術,采取密度分離法,用空氣搖床分離機和流化床型密度分離裝置,確認了金屬鐵和渣的分離能力。
回收鐵后的副產渣中,CaO含量較高,可作為抑制副產渣中堿溶出技術,采用新的涂層處理可以達到資源化。
此外,作為副產渣及其資源化利用的方法,開發(fā)了采用鑄造工藝制造大型人造石。常規(guī)的人造石制造,需要將產生的渣破碎、整粒,為防止含有的CaO等水化后膨脹陳化,需要將高爐渣微粉及水等混合、破碎加工等多道工序。如果能夠將熔融的副產渣直接鑄造成大塊形狀,預計可減少工序,從而達到節(jié)能的目的。本文介紹了開發(fā)中的新工藝及各工序的技術概要。
空氣搖床密度分離法的鐵分離能力
空氣搖床。裝置是由料斗、振動臺、氣流發(fā)生用鼓風機和控制器等構成。投入到料斗的試樣用振動給料機供給振動臺上。振動臺由位于臺下部的偏心器進行機械式往復直線振動,對臺面上的試樣施加擺動。在振動臺下面設置了噴射氣流用的縫隙,可從臺下面向上方產生氣流。試樣受到通過由振動臺面施加的擺動而被輸送到重物體側的力。同時,由于從臺面向上方的氣流而浮起,并受因重力影響滑落到傾斜的臺面的力。密度小的物體受氣流影響大,滑落到臺面,從輕物體回收側回收。密度大的基本不受氣流的影響,通過臺面的振動從重物體回收側回收。從粒徑范圍1-10mm渣試樣的分離試驗結果可知,變化臺面的振動頻率,金屬鐵的回收率上升,用32Hz以上的振動頻率,可保證回收率高于90%。
多極脈動磁場法的鐵分離能力
常規(guī)的轉鼓型磁選裝置和本次開發(fā)的多極脈動磁場法的示意。常規(guī)的磁選裝置,轉鼓內的磁鐵是固定設置。而本次開發(fā)的多極脈動磁場法,設置在轉鼓內的磁鐵,可以和轉鼓旋轉方向相反的方向旋轉。常規(guī)方法中,磁輥表面帶入的渣多,磁吸物的鐵回收率低。而新開發(fā)的多極脈動磁場法,由于轉鼓內的磁鐵旋轉,磁輥表面的磁場脈動,發(fā)現(xiàn)有去除帶入輥表面渣的效果。采用多極脈動磁場法時,磁吸物中的鐵回收率從常規(guī)方法的61%大幅度提高到98%。
作為新的鋼渣處理方法,研究開發(fā)了機械分離、高溫還原和殘渣的資源化工藝。
1)鋼渣中的鐵-渣分離
作為鋼渣中金屬鐵的機械分離法,對磁選法和密度分離法進行了調查,得出以下結論。
◆采用本次開發(fā)的多極脈動磁場法,磁吸物中的鐵回收率從原來的61%提高到98%;
◆對粒徑1-10mm的渣,用空氣搖床可回收90%以上的金屬鐵;
◆使用表觀密度小于3.0g/cm3的流化床,從粒徑10-30mm的渣中可回收90%以上的金屬鐵。
2)渣的高溫還原
調查了用回轉窯實現(xiàn)鋼渣中(FetO)的碳還原,對1370℃、還原堿度2.0以上的渣,可以還原渣中92%的FetO,明確了可以回收金屬鐵。
3)抑制渣的堿溶出
調查了采用殼聚糖的有機-無機復合涂層抑制鋼渣堿溶出,得出以下結論。
◆進行涂層處理,浸出試驗后的溶液pH值從12左右降低到9.6-10.8;
◆在假設戶外使用時紫外線等導致的涂層劣化的戶外暴露試驗中,沒有發(fā)現(xiàn)涂層劣化。
4)渣的鑄造
將1500℃熔融的高爐渣澆鑄到模具內,用緩冷將渣內溫度分布恒定,可以抑制龜裂,獲得致密且堅硬的材料。