武建院钢铁渣及化工渣综合利用新技术研究与开发 - 图文(7)

堆弃的工业废渣浪费了宝贵的土地资源，对生态环境造成破坏，同时由于这些废渣中含有宝贵的铁、锰等金属元素，不加以合理利用也是对资源的巨大浪费。

本研究的目的是研发冶金、化工含铁废渣综合利用新工艺，可以将存在于废渣中的金属元素有效提取出来，形成高附加值的钢铁产品，同时将难以处理的钢渣、硫酸渣、除尘灰、瓦斯泥等转化为对环境无危害的建材原料，可以取得很好的经济效益和社会效益。

本研究的主要意义是通过研发工业废渣的处理新技术，使工业生产中产生的固体废弃物得到再资源化利用，对废弃物作最大限度进行无害化处理和应用。

3.4.2 型渣处理熔分还原新工艺机理

本项目的工业废渣都是含铁量较高的工业废渣，主要有钢渣、除尘灰、硫酸渣、OG泥和瓦斯灰等。其中都含有较多的铁、锰元素等金属氧化物，本项目研究的废渣典型成分为： （1）钢渣

TFe：39.5% Al2O3：2% CaO：14.7~18.8% MgO：4.32~8.81% SiO2：9.8~14% P：0.21~0.31% S：0.06~0.21% Mn：1.44~3.04%

（2）硫酸渣

TFe：38.9% Al2O3：1.02~2% CaO：4~7.8% MgO：2.2~5.0% SiO2：9.7~13.2% P：0.045~0.133% S：0.9~2.2% Mn：0.58~0.6%

（3）除尘灰

TFe：40.9% Al2O3：0.03~9.85% CaO：4.3~15.6% MgO：5.2% SiO2：2.0~8.9% P：0.017~0.15% S：0.06~0.39% Mn：0.58%

（4）OG泥

TFe：38% Al2O3：0.65% CaO：10~14.3% MgO：45.8~9.7% SiO2：

1.1~3.2% P：0.017~0.15% S：0.052~0.18% Mn：0.2~1.0%

（5）瓦斯灰

TFe：1.06~38.74% Al2O3：0.21~3.3% CaO：5.4~6.5% MgO：2.0% SiO2：5.6% P：0.065~0.17% S：0.5~0.45% Mn：0~3.25%

熔分还原的主要目的就是通过有效措施将他们提取出来，同时对分离出来的炉渣进行活性改质处理，以作为再利用工艺的原料。由于存在于废渣中的金属元素是以氧化物形态存在及还原过程需要吸收大量的热量，因此需要采取竖炉高温还原工艺，所采用的还原剂为固体碳及CO等。 3.4.2.1 铁的还原提取

铁氧化物的还原是按照高价到低价的顺序进行的： Fe2O3--- Fe3O4--- FeO--- Fe

在低温和中温区域（570~1000℃）发生的还原反应主要为： Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO→FeO+CO2 FeO+CO→Fe+CO2 总反应：

Fe2O3+CO→Fe+CO2

在高温区（>1000℃）,最终表现为固体碳作为还原剂的还原反应： FeO+CO→Fe+CO2 FeO+C →Fe+CO2 CO2+C→2CO 总反应：

Fe2O3+CO→Fe+CO2

由于使用的燃料和还原剂中有氢的存在，因此在高温和低温还原

反应中氢也参与了还原反应。 3.4.2.2 锰的还原提取

锰氧化物的还原也是从高价到低价逐级进行的： MnO2--- Mn2O3--- Mn3O4--- MnO---Mn

从MnO2→MnO比较容易，用CO和H2间接还原即可；而从MnO→Mn则比FeO→Fe困难得多，需要在高温区域用C进行直接还原：

MnO+C→Mn

此反应一般在1400℃以上进行，需要消耗较大量的固体碳。 还原后的锰将进入以铁元素为主题的金属熔体中。 3.4.2.3 炉渣的改性处理

实现渣铁分离后的炉渣通过水淬处理，使其改性成高活性水渣。炉渣经快速水淬、烘干粉磨后可以形成水渣微粉，也可以生产成新型建材产品。

3.4.3 新型熔分还原工艺应用实践

本项目在江苏泰州振昌工业废渣综合利用有限责任公司建设了两座熔分还原改性炉及相应的公辅设施，年处理工业废渣能力约为160万吨。

3.4.3.1 熔分还原工艺路线及系统组成

由于需要采用高温竖炉还原工艺进行熔分处理，粉料不能直接入炉，因此需要对呈粉状的含铁废渣进行造块处理，造块原理及工艺过程见造块工艺介绍材料。

采用的工艺路线为：原燃料及热风供应→熔分炉还原冶炼→渣铁分离及炉渣水淬处理

工艺系统由以下几个部分组成： ----熔分还原改性炉本体 ----矿槽系统

----斜桥上料及布料系统 ----热风供应及余热回收系统

----煤气处理系统 ----渣铁分离系统 ----炉渣处理 ----铸铁系统

3.4.3.2 熔分还原改性车间各工艺系统概述

熔分还原改性车间的每座炉子由熔分炉本体、炉顶和上料系统、矿焦槽系统、风口平台出铁场、水冲渣、热风炉、粗煤气除尘器等系统组成，配套设施由煤气干式布袋除尘、原燃料供应系统以及鼓风机房、熔分还原改性炉水循环系统等部分组成。两座炉子共用的设施有铸铁机和铁水罐修理库。考虑建设厂具体条件和本着 “优质、低耗、长寿、高产”的方针，在节省投资的前提下，多采用成熟、先进、实用的技术，使熔分炉在工艺技术和装备等方面达到先进水平，从而获得良好的经济效益，并有效提高企业的环保水平。 3.4.3.2.1 熔分还原改性炉本体

熔分还原改性炉本体是生产设施的重要组成部分，为了适应强化冶炼的要求，在炉体设计中采用成熟、先进、实用的技术是非常必要的。

(1) 熔分还原改性炉内型

在内型设计中，考虑到原燃料条件，适当缩小炉腹角，加深死铁层，采用适宜的Hu/D、Vu/A、D/d等参数，使设计炉型适应工业废渣熔分还原生产要求，保证在特定冶炼条件下的低燃料消耗，实现稳定高产。

每座熔分还原改性炉设出铁口一个，渣口一个、进风口十二个。 (2) 内衬

选择耐材既要考虑节约投资又要考虑保证长寿，因此根据熔分炉不同部位要求采用不同的耐火材料。

炉底炉缸部位采用优质耐火材料----- 在炉底采用高导热性、高强度的半石墨炭块，在炉缸区域采用高导热、高强度、抗铁水侵蚀、能消除不均匀热膨胀的模压炭砖，并在炉底炉缸的热面采用小块陶瓷杯技术。铁口区采用复合棕刚玉砖砌筑，结合加深死铁层高度，减少铁水环流，可有效地减少炉底炉缸侵蚀，从而延长炉底炉缸寿命。

在风口区域采用复合棕刚玉材质的风口组合砖。

炉腹至炉身中下部，根据板壁结合的炉体冷却结构，采用能满足生产要求却价格低廉的高铝砖，在炉身上部采用耐磨性好、价格低廉的致密性粘土砖 ，并在炉身上部的炉壳内喷涂一层不定性耐火材料。

炉顶封盖内壁采用焊接锚固件和喷涂一层耐热耐磨的不定形耐火材料。

(3) 炉体冷却设备

在影响炉体寿命的关键部位---- 炉腰至炉身下部，采用经实践证明能有效保证长寿的板壁结合炉体冷却结构，将冷却板的高冷却强度、对炉衬的有效支撑与冷却壁的良好的密封性能相结合，实现对炉衬耐材和炉壳的有效冷却，从而保证熔分还原改性炉的长寿。炉体冷却结构为：

炉底、炉缸区域采用4段光面冷却壁，冷却壁材质为普通铸铁，内铸单进单出的蛇形无缝钢管。炉腹、炉腰为带肋镶嵌式冷却壁，内铸双层冷却水管，肋槽内捣打导热性良好的炭素材料。

炉腰冷却壁上部满铺一层铸铁冷却板，以保证炉身下部砖衬的有效支撑。

炉身中、下部采用板壁结合的冷却结构。冷却板的冷却强度大，能有效支撑炉衬，冷却壁安装时炉皮开孔少，能有效保护炉皮，增强熔分还原改性炉密封性。两者优势互补，保证炉体关键部位的安全、

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库武建院钢铁渣及化工渣综合利用新技术研究与开发 - 图文(7)在线全文阅读。