文档介绍：6 钢铁冶金渣的资源化
钢铁冶金渣:钢铁冶金工业所产生的固体废物。
主要包括:高炉渣
钢渣
铁合金渣
尘泥等。
采用贫铁矿炼铁时,~;
用富铁矿炼铁时,。
炼铁高炉
铁矿石+焦碳+石灰石
铁水
生铁
熔融炉渣
高炉烟气
冷却
高炉渣
一、高炉渣的分类
按冷却方式的不同
水渣:高炉熔渣在大量冷却水作用下形成的海绵状浮石类物质。
膨珠:高炉熔渣在半急冷作用并通过成珠设备击碎、抛甩到空气中,再受空气冷却形成的矿渣。
重矿渣:高炉熔渣经慢冷作用形成的类石料矿渣。
渣罐
接渣槽
高压水管
流渣槽
滚筒
膨珠
1400~1600℃高温的熔融体
我国高炉渣大部分接近中性矿渣(Mo=~),高碱性及酸性高炉渣数量较少。
按高炉渣的碱性率
(以Mo表示)
碱性矿渣:碱性率Mo>1的矿渣
中性矿渣,碱性率Mo=1的矿渣;
酸性矿渣,碱性率Mo<1的矿渣
按冶炼生铁的种类
铸造生铁矿渣:冶炼铸造生铁时排出的矿渣
炼钢生铁矿渣:冶炼供炼钢用生铁时排出的矿渣
特种生铁矿渣:用含有其他金属的铁矿石熔炼生铁时排出的矿渣。
二、高炉矿渣的化学组成
高炉渣含有15种以上化学成分,但主要是CaO、MgO、Al2O3、SiO2四种,它们约占高炉渣总重量的95%。
CaO和MgO主要来自助熔剂,SiO2和Al2O3主要来自铁精矿中的脉石和焦炭中的灰分。
由于铁精矿品位及冶炼生铁的种类不同,高炉渣的化学成分波动较大。一般,生产过程主要控制分析SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO、MnO、S七项指标,对一些特殊的高炉渣还需分析TiO2、V2O5、Na2O、BaO、P2O5、Cr2O3、Ni2O3等。在冶炼炉料固定和冶炼正常时,高炉渣的化学成分变化不大,对综合利用有利。
高炉渣属于硅酸盐材料,它的组成与天然岩石和硅酸盐水泥相似,。
我国高炉渣与天然岩石、硅酸盐水泥化学成分比较(质量%)
名称
CaO
SiO2
Al2O3
MgO
MnO
FeO
TiO2
V2O5
S
普通渣
38~49
26~42
6~17
1~13
~1
~
~
高钛渣
23~46
20~35
9~15
2~10
<1
20~29
~
<1
锰铁渣
28~47
21~37
11~24
2~8
5~23
~
~3
含氟渣
35~45
22~29
6~8
3~
~
~
含F7~8
硅酸盐水泥
22
花岗岩
玄武岩
三、高炉渣的矿物组成
高炉渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在。
碱性高炉渣主要矿物:钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)、钙镁黄长石(2CaO·MgO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)以及假硅灰石(CaO·SiO2)、钙长石(CaO·Al2O3·2SiO2)、钙镁橄榄石(CaO·MgO·SiO2)、镁蔷薇辉石(3CaO·MgO·2SiO2)以及镁方柱石(2CaO·MgO·2SiO2)等。
酸性高炉矿渣由于其冷却的速度不同,形成的矿物也不一样。当快速冷却时全部凝结成玻璃体。在缓慢冷却时(特别是弱酸性的高炉渣)往往出现结晶的矿物相,如黄长石、假硅灰石、辉石和斜长石等。
中性高炉矿渣:
四、高炉渣的性质
(1)水淬渣
急冷过程中,熔渣的绝大部分化合物来不及形成稳定化合物,而以玻璃体状态将热能转化成化学能封存其内,从而构成了潜在的化学活性。常用来生产水泥。
水淬渣的化学活性表示
用水淬渣活性率(Mc)
水淬渣质量系数(k)
k>
k=~
k <。
Mc>
Mc<
(2)膨胀矿渣珠
膨珠系半急冷作用形成。除孔洞外,其它部分是玻璃体。
孔洞:孔径大的350~400μm,小的80~100μm。隔热、保温、质轻、吸水率低、抗压强度和弹性模量高等优点,因而是