張述明   賀超 李華陽

（河北鋼鐵股份有限公司承德分公司  河北承德 067102）

摘要：根據含鈦高爐渣的成分及特點，進行了承鋼高爐水渣制備礦渣微粉的技術研究，介紹了礦渣微粉生產線項目的技術參數、規模、設備選型等相關情況。

關鍵詞：含鈦高爐水渣；礦渣微粉；活性；立磨

1 引言

由于地理位置、資源因素影響，歷史上承鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時較多，使承鋼高爐渣中含TiO₂較高，最高時曾達到15%以上，造成高爐渣利用率較低，承鋼高爐渣年產量約300-400萬噸，幾乎全部堆存待開發利用。目前高爐渣的二氧化鈦含量較低，TiO₂平均含量約6%~9%，符合國標要求的TiO₂ 含量小于10%的標準，可以應用于水泥和混凝土中做摻合材料。

2  礦渣微粉的產生

由于礦渣易磨性較水泥熟料差，傳統工藝與水泥熟料共同粉磨時，細度往往偏粗而活性得不到有效發揮。如將礦渣單獨粉磨，粉磨到預定細度后摻入水泥中或在拌制混凝土時摻入，則其活性可以得到充分的發揮。這種經過粉磨后顆粒細小的礦渣就是礦渣微粉。礦渣微粉作為一個獨立的產品出現在建筑市場，廣泛應用于預制和預拌混凝土中，可以替代約50%水泥。

3  承鋼高爐水渣成分及活性

承鋼高爐渣主要化學成分為CaO、 MgO 、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、V₂O₅、TFe 、S 等，典型成分如表1所示。

表1  承鋼典型高爐渣成分（三號2500m³高爐）

礦渣微粉是粒化高爐礦渣微粉的簡稱，是一種優質的混凝土摻合料，由水淬后的粒化高爐礦渣，經干燥、粉磨，達到相當細度且符合相當活性指數的粉體。

礦渣微粉共分為S75、S95、S105三個級別。礦渣微粉的技術要求：按國標《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18046-2000）規定，對礦渣粉有八項技術要求：密度、比表面積、活性指數、流動度比、含水量、三氧化硫含量、氯離子含量、燒失量。具體指標列于下表2。

表2  國標GB/T 18046-2008要求的礦渣微粉技術指標

承鋼水渣活性試驗指標見下表3和表4。

 表3  河南某立磨公司水渣活性試驗指標

表4  承鋼周邊某水泥廠水渣活性試驗指標

由上述試驗數據可知，承鋼高爐水渣生產礦渣微粉后，活性能達到S75級礦渣微粉標準，通過添加某些激發劑等物質，可以將7天活性提高15%~20%，以實現同一條產線既能生產S75級礦渣微粉，又能生產S95級礦渣微粉。 日前通過一系列實驗，試驗數據如表5，說明含鈦高爐水渣通過添加一定比例其它物質后，活性可以達到S95級礦渣微粉水平。

表5  河南某立磨公司水渣活性激發試驗指標

4  擬建項目概述

4.1 建設規模（初期）     

 年產礦渣微粉60萬噸（小時產能約100噸/小時）

4.2 原材料      高爐礦渣，水分10%~15%4.3 產品方案      比表面積≥420 m²/kg4.4 產品標準     GB/T 18046  《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》5  工藝技術方案

礦渣微粉生產技術有三大類：球磨機、振動磨開路粉磨系統；球磨機閉路粉磨系統；立磨、輥壓機閉路粉磨系統。其中立磨集烘干和粉磨功能，以高效節能、可靠性高、占地面積小等綜合優點得到廣泛的應用。隨大型立磨國產化，投資成本逐漸降低，目前我國新建礦渣微粉項目以立磨系統為主。本方案即采用立磨粉磨系統。

5.1 主機選型

GRMS46.41礦渣立磨，其規格和結構如下： 

5.2 粉磨工藝流程
 

5.2.1 礦渣喂料系統 

 
5.2.2  礦渣粉磨系統

烘干熱風（250~300℃） 由沸騰爐/燃氣熱風爐/窯尾熱風提供或者部分余熱再循環利用，提高能源利用率。

成品由布袋收塵器收集，采用優質覆膜濾袋，確保粉塵排放濃度低于國家標準要求。    

礦粉采用封閉的斜槽輸送，避免揚塵。變頻風機提供抽風動力，粉塵全程處于負壓狀態的設備、管道內，完全避免粉塵外逸。

5.2.3 礦粉儲存及散裝散裝機收塵由庫頂大風量收塵器負責；獨特的散裝機結構、充足的收塵風量，確保散裝時無揚塵產生。

5.2.4 循環水系統生產線用水：除立磨噴水外，全部為設備冷卻用循環水，全廠無廢水外排。

 5.3 主機設備參數

5.4  工程總投資及效益估算

不包括土建和廠房的工程投資大約3000萬元。噸礦粉生產成本約90元，按目前礦渣粉市場售價至少130元/噸以上，則年效益為

   （130-90）*60=2400萬元

大約一年多即可收回工程投資。

6  結語

在目前環保壓力下，隨著華北地區鋼鐵廠不斷限產停產，普通高爐水渣產量逐漸減少。提高含鈦高爐水渣的綜合利用水平是十分必要的，經濟效益和社會效益會越來越顯著。