楊兆龍
(紅河鋼鐵有限公司燒結廠 云南 蒙自 661100)
摘 要:采用適合的方法,將過剩污泥均勻的配入混勻料堆,廢物利用最大化,有效消除污泥環境污染問題,加大二資源的使用量,提高企業經濟效益。
關鍵字:污泥;混勻造堆;混勻礦質量
1 引言
在傳統的高爐-轉爐鋼鐵生產長流程工藝中,含鐵塵泥的產生量約為鋼產量的10%,2017年中國鋼鐵企業的塵泥產生量約為8000萬噸,數量龐大。鋼鐵企業產生的大量塵泥主要來自于燒結球團、高爐煉鐵、煉鋼、軋鋼等各個工序。塵泥中含有鐵、碳、鋅等有價元素,其中鐵含量一般為30%~70%。從資源回收利用的角度來看,鋼鐵企業產生的塵泥二次資源極具回收價值。鋼鐵企業塵泥來源多樣,造成了其物相組成復雜、粒度分布不均勻和多變性,這也增加了塵泥回收利用的難度。文本主要介紹,通過生產實踐,如何在料場混勻造堆過程,均勻的將污泥配入混勻料堆。
2 污泥的利用價值
2.1 污泥存在形態
紅鋼的污泥主要來自煉鋼,它是煉鋼煙氣經濕法除塵后產生副產物,產生以后以泥狀的形態存在濃度在30%~50%之間。
2.2 主要的利用價值
污泥具有含鐵量高,二氧化硅含量低,氧化鈣含量高的特點,泥獎加水稀釋時其中-200目的含量在90%以上,粘度大,如果能適當配入燒結混勻料,將能有效提高混勻造球效果,同時能有效降低燒結溶劑的使用量,產生較大的經濟效益。
表1 污泥化學成分分析表
成分(%) |
TFe |
SiO2 |
CaO |
MgO |
S |
P |
污泥 |
50.59 |
3.45 |
6.40 |
0.934 |
0.257 |
0.067 |
2.3 污泥的使用難點
此前紅鋼污泥主要有三種去向,第一種倒入燒結污泥池,吹入熱蒸氣,形成熱污泥水(9~12m3/h,濃度20%~30%,使用量約120~150t/h),有助于提高混勻料溫度,改善混勻制粒效果;第二種是煉鋼消耗,通壓縮水后使用;第三種是過剩的污泥,將被倒運至一次料場沉淀、晾曬,特別是在2018年以前,在燒結、煉鋼工序使用技術不成熟,消耗量極少,大部分的污均是堆存在紅鋼一次料場,占地1000m3以上,厚度1~1.5m,存量12000~15000t,造成產地占用不說,且表層污泥干燥后粒度極細,長時間堆存在露天料場造成極為嚴重的粉塵污染。如果不進行翻曬,表層的污泥干裂,但中層的污泥依然是泥狀,想在料場上與其單品種物料進行混勻幾乎是不可能。
3 污泥使用采取的措施
3.1 直接混入堆法
在混勻造堆生產過程也曾嘗試過將污泥倒入配料圓盤,堆覆在封堆的混勻料堆上,干涸結殼后能有效的減少料場揚塵,但開展時污泥大量粘覆在膠帶工作面上,上堆量不及1/3,并終止嘗試。2018年9月,在350#雜礦料堆配入2%(1000噸)的污泥,污泥的配入時加劇了圓盤膨料、漏斗堵料現象,近12000噸的堆總量,耗時30小時才完成堆料工作,而且污泥的配入量僅為589噸,更是使得350#堆一、二次混勻和混勻礦供料工作變得舉步維艱,至此污泥在混勻造堆過程使用依然未找到更好的方法。
表2 350#料堆質量完成情況
堆號 |
TFe標準偏差值 |
SiO2標準偏差值 |
鐵穩定率 |
硅穩定率 |
349# |
0.66 |
0.16 |
90.00% |
90.00% |
350# |
1.25 |
0.13 |
63.64% |
90.91% |
351# |
0.40 |
0.11 |
100.00% |
90.00% |
從表2可以看出,在用礦結構接近的情況下,污泥的配入導致混勻礦質量大幅度下滑。
3.2 晾曬鋪設表面堆法
2019年2月,364#~369#料堆再次嘗試配入1%-2%污泥,總結分析失敗原因,現場查看污泥晾曬情況,選擇在364#堆二次混勻封堆后鋪設配入曬干污泥,這樣操作主要是從兩方面考慮,一是避免污泥與受水物料直接接觸,阻礙整個混勻工作正常開展;二是鋪設在料堆表面的污泥,經過正常的料條灑水鈣化后容易結殼,減少料場揚塵和料堆粉、精分離現象。
3.3 晾曬、破碎加工整粒混入
考慮到混勻料堆混勻效果,燒結使用過程反饋,決定將污泥晾曬、破碎加工整粒再均勻配入混勻料堆,實施從2019年12月387#料堆開始,使用前進行了粒度抽查。
表3 曬干污泥加工前后粒度抽查對比表
粒級比例(%) |
>10mm |
10~8mm |
8~5mm |
5~3mm |
<3mm |
平均粒度 |
加工前 |
23.72 |
21.82 |
16.13 |
14.23 |
24.10 |
7.03 |
加工后 |
3.51 |
6.56 |
11.82 |
14.82 |
63.29 |
3.36 |
差值 |
20.21 |
15.27 |
4.30 |
-0.59 |
-39.19 |
3.67 |
從表3可以看出,由于成塊的污泥硬度不大比較容易破碎,加式后<3mm的粒度比例大幅度增加,平均粒度為3.36,目前紅鋼使用粉礦平均粒度在3.6~4.1之間,加工的污泥粒度優于目前使用的粉礦,污泥均勻混入料堆未造成反而影響,就此跟蹤了4料堆質量完成情況。
表4 使用加工干污泥后料堆質量跟蹤表
堆號 |
配入量 |
TFe標準偏差值 |
SiO2標準偏差值 |
鐵穩定率 |
硅穩定率 |
387# |
1244噸(2%) |
0.28 |
0.10 |
100.00% |
100.00% |
388# |
1175噸(2%) |
0.42 |
0.11 |
93.33% |
93.33% |
389# |
1216噸(2%) |
0.25 |
0.11 |
100.00% |
92.31% |
390# |
1215噸(2%) |
0.62 |
0.07 |
84.62% |
100.00% |
從表4可以看出,加工干污泥配入后未對混勻礦質量造成影響,對于燒結過程起到了較大的利好作用。
4 結論
鋼鐵企業塵泥處理工藝主要可分為物理法、濕法和火法三大類。其中,物理法處理工藝一般作為預處理工藝,濕法處理工藝分為堿浸和酸浸兩種,火法處理工藝主要包括燒結法、球團法、粉塵噴吹法、直接還原法、熔融還原法和造塊返回煉鋼法等。直接還原法和熔融還原法的代表工藝有回轉窯、轉底爐、OxyCup和DK工藝等。這些工藝能有效回收利用塵泥中的鐵、碳、鋅等有價元素,最終產品為金屬化球團或鐵水,處理效果較好。
目前紅鋼對污泥的處理,主要有燒結法、壓塊脫水返回煉鋼法,為了平衡產出使用量,減少對工藝的影響,從利益最大化方面考慮,大部分污泥還是使用燒結法,所以優化整個配料結構還是十分有必要的,根據實際生產經驗和造堆實踐選取適合的方法綜合考量,方案3適合于紅鋼燒結廠生產實際。
參考文獻
[1] 《如何處理 | 鋼鐵工業塵泥從何而來?》作者:燒結球團雜志
索引:https://mp.weixin.qq.com/s/2NYdZy7hHxA22QMppsg4gg