分段粉磨高效除铁新工艺

水泥中国建材报 2013-11-13

钢渣是钢铁企业的主要废渣之一，由于钢渣含铁量较高，粉磨比较困难，很难加以利用，在部分地区泛滥成灾。最近，研究发现钢渣与矿渣协同制备高性能建筑材料具有巨大的优势

　　钢渣是钢铁企业的主要废渣之一，由于钢渣含铁量较高，粉磨比较困难，很难加以利用，在部分地区泛滥成灾。最近，研究发现钢渣与矿渣协同制备高性能建筑材料具有巨大的优势，可改善单掺矿渣粉带给混凝土的易泌性、离析，利用钢渣粉的微膨胀特性能改善大掺量矿粉带给混凝土的收缩大、易开裂等缺陷，可在建材混凝土领域广泛使用。

　　2012年5月正式发布《钢铁渣粉》国家标准，为钢渣掺入矿渣生产钢铁渣粉，进入建材市场打开了快速通道。南京苏材重机公司开发的分段粉磨高效除铁新工艺，钢渣粉磨效率提高；多道高效除铁装置可保证钢铁渣粉的对铁含量的品质要求，为钢渣掺入矿渣提供了一条简易可行的新途径，将有力推动《钢铁渣粉》新标准的贯彻实施。

　　钢渣的物理化学特性

　　1．钢渣的物理性质

　　钢渣类似于过烧熟料，超细粉磨后具有潜在水硬性，有强度发挥。由于钢渣韧性大，易碎性差，并且含有一定的金属铁粒，既难破又难磨，粉磨效率低，电耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨电耗，直接影响到钢渣资源的综合利用水平。

　　2. 钢渣的化学特性

　　钢渣主要矿物组成为过烧硅酸三钙和硅酸二钙、橄榄石、啬薇辉石、RO相等，经光谱分析，其中含有Ca、P、S、Si、Mn、Ti、Mg、Al、Fe、O等元素，而有些元素形成的物质硬度大，有些元素形成的物质具有一定的柔韧性，因此在粉磨过程中很难处理，严重影响粉磨效率，粉磨状况恶化。

　　钢渣难以高细粉磨的主要原因

　　1. 钢渣和矿渣易磨性均较差，尤其钢渣的易破性非常差

　　通过钢渣和矿渣进行易磨性试验对比，结果发现钢渣与矿渣的易磨性均较差，但两者表现出不同的特点。钢渣的相对易磨性随粉磨时间延长而变好，尤其在钢渣粉比表面积达到250m2/kg以后，易磨性大大提高；而矿渣的相对易磨性几乎不随比表面积而改变。而对钢渣进行邦德功指数（Wi）测试为Wi=22.15kWh/t，高于普通熟料的平均值约23%。由此可见，钢渣的粗磨很困难，易破性很差。

　　2. 钢渣粉磨要求细度细、比表面积高

　　钢渣作为水泥的活性混合材使用，要求其比表面积高达360m2/kg～400m2/kg，否则将影响水泥强度。这样高的比表比一般水泥要细得多，这也是影响磨机产量的一个重要原因。

　　3. 钢渣含铁粒较多，传统磨机难以粉磨

　　据检测，用作水泥混合材的钢渣中，金属铁粒含量仍达到3%左右。钢渣在粉磨过程中，包裹于钢渣中的铁粒被逐渐剥离，形成金属颗粒聚集在磨内，增加衬板和研磨体的消耗，使粉磨状况恶化，严重地影响磨机的粉磨效率。

　　钢铁渣粉分段粉磨高效除铁工艺图

　　由于钢渣具有上述粉磨特性，致使磨机的产量普遍较低。因而钢渣必须采用预粉磨的工艺措施，除去金属铁和大块硬物质，达到终粉磨入磨粒度要求，才能取得良好的粉磨效果。钢铁渣粉分段粉磨高效除铁新工艺见图1所示。

　　FM风选磨结构工作原理

　　FM风选磨工作原理见图2，采用管式磨结构、大钢球破碎，在破碎过程中采用风选原理，把细小颗粒及时带走，实现边粉磨边风选，减少垫层产生的无功浪费，同时减少了过粉磨。该机出料部分设计独特的粗细筛分分离装置，大颗粒物料一直在工作腔内破碎，直至符合要求才能出料。出料部分设计选粉分级结构，从工作腔出来的物料从筒体上多个排料口抛出，在抛出分散过程中利用风再次分级，细小物料随风往上从出风口带走，粗颗粒物料沉降至排料口。该机集破碎、研磨、分级功能为一体，不仅破碎效率高，粉磨能力强，而且具有自动粗细分级功能，分级精度高，可不再单独配套分级设备。

　　FM风选磨主要性能特点

　　·高可靠性，低速运行，新颖独特结构设计，无任何机械故障。

　　·低消耗性，钢球破碎，磨耗小，钢球磨小后可作磨机级配用，无浪费。

　　·大破碎比，破碎比特大，细粉含量多，结合破碎与研磨功能。

　　·小功耗比，破碎效率高，功率消耗低，无功浪费少。

　　·适应性强，铁块入机无影响，入机物料水分可适当放宽。

　　·通用性强，除水泥行业，还可用于冶金、矿山、化工等高硬度物料超细破碎用。

　　分段粉磨高效除铁新工艺很好适应《钢铁渣粉》新标准

　　1．钢渣掺入矿渣，化解钢渣应用难题

　　《钢铁渣粉》新标准，为我们开辟了一条应用钢渣的新途径，通过在矿渣中掺入钢渣的办法，把钢渣消化掉，是解决钢渣用途的好办法。剩下的主要是粉磨问题，通过两段粉磨新工艺，在磨机前面设置风选磨。经过预粉磨的钢渣和矿渣半成品，进入后道磨机粉磨，成品完全符合《钢铁渣粉》新标准要求。

　　2.开发了FM风选磨，解决钢渣预粉磨关键技术问题

　　适应钢渣预粉磨的高效能设备FM型风选磨，利用大球滚动挤压破碎理论，充分发挥矿渣钢渣易碎特点，彻底解决矿渣钢渣的破碎难题，出FM型风选磨粒度0.08mm筛余在40%～50％，95％小于1mm，出磨物料带有微裂纹，这样进入后道管磨粉磨，粉磨效率大大提高，可增产50%～60％，电耗降低10kWh/t～15kWh/t，比表面积提高30m2/kg～50m2/kg，可以实现控制钢铁渣粉粉磨电耗控制在60kWh/t以下的高指标。

　　3.开发高效粉体筛，去除死灰保证磨机正常运转

　　钢渣中除金属铁以外，还有Ti等很难粉磨的重金属元素，虽然比例不大，如不及时除去，就会在磨机内部集聚，由于比重较重，很难排出磨机，导致很多钢渣磨机最终失效。分段粉磨高效除铁新工艺，在两段粉磨中间设置高效粉体筛，筛分出去部分死灰，不进入后道磨机粉磨。经实际检验，死灰比例在1％～3％，完全可以作为建筑基础处理材料。

　　4.设置多道除铁装置，保证钢铁渣粉对含铁量的品质要求

　　由于钢渣是渣包铁，钢渣里面包含了金属铁，或者一些其他难以破碎的元素组成，我们需要有先进的设备和先进的工艺进行去除。因此磁选除铁技术在整个工艺过程中需要运用上去，破碎之后要除铁，研磨之前要除铁。经过多道高效除铁，有效降低含铁量能够提高粉磨效率，磨机级配及工况都比较稳定。

　　5.降低后道磨机水分，节约烘干成本

　　入磨钢渣水分大了，易糊段和筛板，影响生产；水分小了，易产生高温静电“包球”现象，同样也影响生产。采用两段分别粉磨，可彻底解决水分对钢渣的影响，由于FM风选磨单独除尘，水蒸气经FM风选磨及时排出，不进入后道工序，不影响矿磨生产，这样就解决了钢渣水分对后道磨的影响，并可适当放宽钢渣水分1％～2％，节省烘干成本。

　　6.降低后道磨机温度，改善粉磨工艺状况

　　由于进入后道磨的钢渣是半成品，和矿渣混合后进入管磨，因此管磨效率大大提高，流速加快，产量高，并可降低出磨物料温度20℃～30℃，有利于磨机的正常生产。

编辑：姜立东

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