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鋼渣中鐵-渣分離技術(shù)

機械分離技術(shù)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(shù)，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(chǎn)渣中，CaO含量較高，可作為抑制副產(chǎn)渣中堿溶出技術(shù)，采用新的涂層處理可以達到資源化。

此外，作為副產(chǎn)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(chǎn)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?qū)⑷廴诘母碑a(chǎn)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(shù)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(gòu)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(shè)置了噴射氣流用的縫隙，可從臺下面向上方產(chǎn)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(cè)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(cè)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(cè)回收。從粒徑范圍1-10mm渣試樣的分離試驗結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓內(nèi)的磁鐵是固定設(shè)置。而本次開發(fā)的多極脈動磁場法，設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的磁鐵，可以和轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)鼓內(nèi)的磁鐵旋轉(zhuǎn)，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(diào)查，得出以下結(jié)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(diào)查了用回轉(zhuǎn)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(diào)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(jié)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(shè)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(nèi)，用緩冷將渣內(nèi)溫度分布恒定，可以抑制龜裂，獲得致密且堅硬的材料。