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1、(10)申请公布号 CN 102382912 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102382912 A *CN102382912A* (21)申请号 201110358713.1 (22)申请日 2011.11.14 C21B 3/06(2006.01) C04B 5/06(2006.01) (71)申请人 中冶南方工程技术有限公司 地址 430223 湖北省武汉市东湖新技术开发 区大学园路 33 号 (72)发明人 李菊艳 唐恩 周强 刘谭璟 张庆喜 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 段姣姣 (54) 发明名称 一种处理高炉渣的方法 。
2、(57) 摘要 本发明涉及一种处理钢铁厂高炉渣的方法。 其方法 ： 将高炉渣熔体与生石灰装入带有热交换 器的贮罐内混合 ； 贮罐内的温度保持在 1200 1295 ； 混合后的物料碱度 R 在 2.0 2.1 ； 在贮 罐内进行焖罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮 罐内的余热通过热交换器予以回收 ； 将粉化并热 量回收后的物料从贮罐内取出。本发明不经过 水淬处理， 省去了水泥厂干燥水渣的费用， 也避免 了水冲渣过程中的设备磨损问题， 对作业环境和 空气质量影响小 ； 无需投入大型的高炉渣粒化设 备， 能耗低， 工艺简单且不影响高炉渣的性能和 附加值 ； 节能、 环保， 有利于提高资源综合利。
3、用水 平， 具有良好的经济和社会效益。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102382928 A1/1 页 2 1. 一种处理高炉渣的方法， 其步骤 ： 1) 将高炉渣熔体与含氧化钙重量百分比为 50 99的生石灰同时装入带有热 交换器的贮罐内进行混合 ； 贮罐内的温度保持在 1200 1295 ； 并控制混合后的物 料碱度 R 在 2.0 2.1， 氧化镁重量百分比在 10 ； 控制渣相混合后物料组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 相图的正硅酸钙相区 ； 2) 在贮罐内进行焖。
4、罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮罐内的余热通过其所带的热交 换器予以回收 ； 3) 将粉化并进行热量回收后的物料从贮罐内取出。 2. 如权利要求 1 所述的一种处理高炉渣的方法， 其特征在于 ： 含氧化钙重量百分比为 50-99的生石灰加入量， 根据高炉熔渣与含氧化钙重量百分比为 50-99的生石灰混合后 所得物料要求的碱度值 R 以每吨高炉渣熔体为基数加入。 权 利 要 求 书 CN 102382912 A CN 102382928 A1/3 页 3 一种处理高炉渣的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种处理钢铁厂高炉渣的方法。具体地属于在高温炉渣中加入生石 灰， 利用高温下生成的 。
5、2CaOSiO2在炉渣冷却过程中发生晶型转变， 体积膨胀， 实现高炉渣 自然粉化， 得到颗粒高炉渣而用于水泥生产的方法。 背景技术 0002 高炉渣是钢铁冶炼过程中的主要副产品， 每冶炼 1t 生铁大约产生 300 350kg 的 高炉渣， 按照我国年生铁年产量 56316 万 t 计算， 产渣量达 19710 万 t。高炉渣出渣温度约 1450， 每吨渣含有相当于 60kg 标准煤的热量。因此， 做好高炉渣的处理并有效回收炉渣 余热， 是钢铁行业节能降耗的有效途径。 0003 目前我国常见的处理高炉渣的方法有干渣坑冷却法和水冲渣法。 干渣坑冷却法将 熔融的高炉渣倒入干渣坑空冷， 凝固后水冷。。
6、此法污染地下水源， 降温时放出大量水蒸气， 同时释放大量的H2S和SO2气体， 腐蚀建筑、 破坏设备和恶化工作环境， 一般只在事故处理时 使用该法。我国 90的高炉渣都采用水冲渣法处理， 得到的水渣用于生产水泥、 渣砖、 矿渣 微粉和隔热填料。 高炉渣水淬方式很多， 主要处理工艺有 ： 底滤法、 因巴法、 拉萨法、 图拉法、 明特克法等。 尽管冲渣工艺在不断的发展， 但其技术的核心还是对高炉熔渣进行喷水水淬， 冷却、 粒化成水渣， 然后进行水渣分离， 冲渣的水经过沉淀过滤后再循环使用。水冲渣法无 法从根本上改变粒化渣耗水的工艺特点， 炉渣物理热基本全部散失， 冲渣过程中 SO2、 H2S 等 。
7、污染物的排放不但影响作业环境而且对空气造成污染。 0004 在高炉渣余热回收方面， 国内水冲渣余热回收利用仅限于冲渣水余热供暖， 余热 回收率低， 仅为 10左右。目前正在开发的炉渣热能回收方法主要有介质换热法和化学反 应法， 但技术还不成熟， 有的效率低， 有的影响高炉渣性能降低附加值， 有的设备投资大等 等。 0005 因此， 开发出一种有效的干式高炉渣处理方法， 在处理高炉渣且不影响其使用性 能和附加值的基础上， 便于实现对高炉渣热能的回收。与现有的水淬渣方法相比更为节水 和环保。 发明内容 0006 本发明所要解决的问题是 ： 针对现有技术存在的不足， 提出一种高炉渣经干式处 理， 使。
8、高炉渣冷却后自然粉化， 得到粒状高炉渣而用于水泥生产， 实现高炉渣综合利用的处 理高炉渣的方法。 0007 本发明解决上述问题采用的技术方案是 ： 0008 一种处理高炉渣的方法， 其步骤 ： 0009 1) 将高炉渣熔体与含氧化钙重量百分比为 50 99的生石灰同时装入带有 热交换器的贮罐内进行混合 ； 贮罐内的温度保持在 1200 1295 ； 并控制混合后的物 料碱度 R 在 2.0 2.1， 氧化镁重量百分比在 10 ； 控制渣相混合后物料组成落在 说 明 书 CN 102382912 A CN 102382928 A2/3 页 4 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 相图的正硅酸钙。
9、相区 ； 0010 2) 在贮罐内进行焖罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮罐内的余热通过其所带的 热交换器予以回收 ； 0011 3) 将粉化并进行热量回收后的物料从贮罐内取出。 0012 其特征在于 ： 含氧化钙重量百分比为 50-99的生石灰加入量， 根据高炉熔渣与 含氧化钙重量百分比为 50-99的生石灰混合后所得物料要求的碱度值 R 以每吨高炉渣熔 体为基数加入。 0013 本发明的原理是 ： 高炉渣出渣温度一般在 1450 1500， 在高温炉渣中加入 一定量的生石灰， 使高温炉渣冷却后自然粉化成颗粒状渣。高炉渣的主要成分为 CaO、 SiO2、 Al2O3-MgO， 碱度为 1。
10、.0-1.1， 在高温炉渣中加入生石灰， 调整渣中 MgO 含量在 10以 下， 形成碱度在 2.0 2.1， 的高碱度渣， 使渣中的 CaO 与 SiO2在高温下通过固相反应生成 2CaOSiO2。2CaOSiO2熔点 2130， 高炉渣从高温向低温冷却过程中， 2CaOSiO2的晶体 结构发生转变， 从 -2CaOSiO2向 -2CaOSiO2和 -2CaOSiO2转变， 当温度低于 670时转变成 -2CaOSiO2， 同时体积膨胀 10。2CaOSiO2从 型转变成 型的过 程中呈 “开花状” 膨胀， 发生自然粉化， 这一过程实现了高炉渣的自然粉化。故此， 冷却后的 高炉渣呈颗粒状。 。
11、0014 本发明的有益效果是 ： 本发明以高温高炉渣和生石灰为原料， 利用高炉渣冷却过 程中 2CaOSiO2晶体类型的转变和体积膨胀， 实现高炉渣的自然粉化。与传统的水冲渣 法相比， 本发明具有如下优势 ： 首先高炉渣不再经过水淬处理， 不仅节约了大量的冲渣水资 源， 也避免了废水的二次污染， 节约了污水处理的资金投入 ； 其次省去了水泥厂干燥水渣的 费用， 也避免了水冲渣过程中的设备磨损问题， 对于高炉渣出渣不连续的渣处理问题也能 有效解决， 有利于提高钢铁厂效益 ； 再本发明对作业环境和空气质量影响小， 更为环保， 符 合发展理念 ； 最后随技术的发展， 本发明有望解决高炉渣物理热的回收。
12、问题。 与其他的干渣 处理方式相比， 本发明无需投入大型的高炉渣粒化设备， 能耗低， 工艺简单且不影响高炉渣 的性能和附加值。本发明节能、 环保， 有利于提高钢铁厂资源综合利用水平， 具有良好的经 济和社会效益。 附图说明 0015 附图为本发明的工艺流程图。 具体实施方式 0016 实施例 1 0017 一种处理高炉渣的方法， 其步骤 ： 0018 1) 将化学成分及重量百分比为 ： SiO2： 35， CaO ： 40， Al2O3： 15， MgO ： 9， S ： 0.9， FeO ： 0.4， 其余为其他微量元素及杂质， 且其温度为 1450的高炉渣熔体与含氧 化钙重量百分比为 53。
13、的生石灰同时装入带有热交换器的贮罐内进行混合 ； 贮罐内的温 度保持在 1200 1210； 并控制混合后的物料碱度 R 在 2.0， 氧化镁重量百分比在 9.8； 根据混合后的物料碱度R在2.0的要求， 经计算， 含氧化钙重量百分比为53的生石灰按照 每吨高炉渣 580 公斤加入 ； 渣相组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 相图的正硅酸钙相区 ； 说 明 书 CN 102382912 A CN 102382928 A3/3 页 5 0019 2) 在贮罐内进行焖罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮罐内的余热通过其所带的 热交换器予以回收 ； 0020 3) 将粉化并进行热量回收。
14、后的物料从贮罐内取出。 0021 实施例 2 0022 一种处理高炉渣的方法， 其步骤 ： 0023 1) 将化学成分及重量百分比为 ： SiO2： 36， CaO ： 39， Al2O3： 13， MgO ： 10， S ： 0.6， FeO ： 0.5， 其余为其他微量元素及杂质， 且其温度为 1430的高炉渣熔体与含氧 化钙重量百分比为 90的生石灰同时装入带有热交换器的贮罐内进行混合 ； 贮罐内的温 度保持在 1250 1260； 并控制混合后的物料碱度 R 在 2.05， 氧化镁重量百分比在 9.2； 根据混合后的物料碱度 R 在 2.05 的要求， 经计算， 含氧化钙重量百分比为 。
15、90的生石灰按 照每吨高炉渣 380 公斤加入 ； 渣相组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 相图的正硅酸钙相区 ； 0024 2) 在贮罐内进行焖罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮罐内的余热通过其所带的 热交换器予以回收 ； 0025 3) 将粉化并进行热量回收后的物料从贮罐内取出。 0026 实施例 3 0027 一种处理高炉渣的方法， 其步骤 ： 0028 1) 将化学成分及重量百分比为 ： SiO2： 36， CaO ： 41， Al2O3： 12， MgO ： 9， S ： 0.9， FeO ： 0.4， 其余为其他微量元素及杂质， 且其温度为 1485的高炉渣熔体与含。
16、氧 化钙重量百分比为 99的生石灰同时装入带有热交换器的贮罐内进行混合 ； 贮罐内的温 度保持在 1285 1295； 并控制混合后的物料碱度 R 在 2.1， 氧化镁重量百分比在 9.2； 根据混合后的物料碱度R在2.1的要求， 经计算， 含氧化钙重量百分比为99的生石灰按照 每吨高炉渣 350 公斤加入 ； 渣相组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 相图的正硅酸钙相区 ； 0029 2) 在贮罐内进行焖罐处理， 直至混合物料完全粉化 ； 贮罐内的余热通过其所带的 热交换器予以回收 ； 0030 3) 将粉化并进行热量回收后的物料从贮罐内取出。 0031 经粉化后的物料可用于水泥生产。 说 明 书 CN 102382912 A CN 102382928 A1/1 页 6 说 明 书 附 图 CN 102382912 A 。