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一種γ-C<sub>2</sub>S高爐渣的處理方法

文檔序號(hào):1986960閱讀:396來源:國(guó)知局
專利名稱:一種γ-C<sub>2</sub>S高爐渣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種以Y-C2S為主的高爐渣的處理方法。
背景技術(shù)
高爐渣是鋼鐵冶煉過程中的主要副產(chǎn)品,每冶煉It生鐵大約產(chǎn)生300 350kg的高爐渣,按照我國(guó)年生鐵年產(chǎn)量56316萬t計(jì)算,產(chǎn)渣量達(dá)19710萬t。高爐渣出渣溫度約1450°C,每噸渣含有相當(dāng)于60kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。為能有效處理高爐渣并回收渣中余熱余能,專利201110358713. I開發(fā)出一種有效的干式高爐渣處理方法,該方法在高溫爐渣中加入CaO,利用高溫下生成的a -C2S在爐渣冷卻過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,體積膨脹,實(shí)現(xiàn)高爐渣自然粉化,得到粉末狀(或稱粒狀)的高爐渣。其原理在于高爐渣的主要成分為CaO、Si02、Al203、Mg0,堿度為I. 0-1. I,在高溫爐渣中 加入CaO,調(diào)整渣中MgO重量含量在10%以下,形成堿度約2. O的高堿度渣,使渣中的CaO與SiO2在高溫下通過固相反應(yīng)生成C2S,從高溫向低溫冷卻過程中C2S的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變,從a -C2S向a -C2S和β -C2S轉(zhuǎn)變,當(dāng)溫度低于670°C時(shí)轉(zhuǎn)變成Y -C2S,同時(shí)體積膨脹10%。C2S從β型轉(zhuǎn)變成Y型的過程中呈“開花狀”膨脹,發(fā)生自然粉化,這一過程實(shí)現(xiàn)了高爐渣的自然粉化,得到成分以Y -C2S為主的粉末狀(或稱顆粒狀)高爐渣。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這一粉末狀高爐渣的資源化利用是解決高爐渣能否有效處理的關(guān)鍵,因此本發(fā)明提出了一種Y-C2S高爐渣的處理方法,將大量處理后的高爐渣用作水泥生產(chǎn)的生料,省去了購(gòu)買和磨制大料生料的費(fèi)用,變水泥生產(chǎn)“兩磨一燒”為“一磨一燒”,低成本制造水泥的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了高爐渣的資源化利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110358713. I提出的一種處理高爐渣的方法所得到的高爐渣,提供一種Y -C2S高爐渣的處理方法,實(shí)現(xiàn)高爐渣的資源化利用。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是一種Y -C2S高爐渣的處理方法,其特征在于它包括如下步驟(I)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;生石灰粉和鐵礦石粉與Y-C2S高爐渣進(jìn)行配料,得到生料;其中,按Y-C2S高爐渣中Y-C2S :生石灰中CaO的摩爾比=1:1配入生石灰和Y-C2S高爐渣,鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量2. 5-6wt%氧化鐵;( 2 )生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料;(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行快速冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥。水泥貯存將磨制后的水泥貯存至水泥庫(kù)。
所述Y-C2S高爐渣為專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110358713. I提出的一種處理高爐渣的方法所得到的高爐渣(最后一步所得到的粒狀的高爐渣)。所述生石灰粉的粒徑彡200 μ m。所述鐵礦石粉的粒徑彡200 μ m。所述快速冷卻是指熟料出來出來之后快速風(fēng)冷,設(shè)計(jì)不同的風(fēng)量來控制它的冷卻速度,快速風(fēng)冷一方面可以快速使熟料冷卻,一方面可以回收這部分余熱資源。本發(fā)明的原理是經(jīng)處理后的高爐渣主要成分為Y-C2S,少量Al2O3和MgO,粒度細(xì)小均勻,在Y -C2S高爐渣中按比例配入細(xì)磨后的生石灰粉和鐵礦石粉,混合均勻,用作水泥生產(chǎn)用生料。生料進(jìn)入水泥窯后,從低溫向高溫升溫加熱過程中C2S的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變,從Y-C2S向β-C2S和a-C2S轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變溫度分別為700°C和860°C左右,當(dāng)溫度高于1425°C時(shí)轉(zhuǎn)變成a-C2S。C2S晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中,β-C2S和a-C2S將與生料中配入的CaO發(fā)生反應(yīng)生成C3S(C2S+CaO —C3S),隨著溫度的升高和時(shí)間延長(zhǎng),C2S、CaO不斷溶解、擴(kuò)散,C3S晶核不斷形成,并逐漸發(fā)育、長(zhǎng)大,形成幾十微米大小、發(fā)育良好的阿利特晶體。晶體不斷重 排、收縮、密實(shí)化,物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的熟料。本發(fā)明的有益效果是對(duì)經(jīng)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110358713. I提出的高爐渣處理方法處理得到的以Y-C2SS主的高爐渣進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)了高爐渣的資源化利用。具有如下優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)低成本處理后高爐渣的資源化利用。與以往高爐水沖渣的利用方式不同,高爐水沖渣用作水泥生產(chǎn),需投入大量的高爐渣?;O(shè)備,浪費(fèi)水資源,高爐渣余熱全部白白浪費(fèi),環(huán)境污染嚴(yán)重;本方法處理的以Y-C2S為主的高爐渣,不需投入大型的?;O(shè)備,高爐渣自然粉化,易于實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐渣余熱的回收,處理后的以Y-C2S為主的高爐渣用作水泥生產(chǎn)生料,完全替代了水泥生產(chǎn)用粘土質(zhì)原料,替代了大部分石灰質(zhì)原料,不僅保護(hù)了自然資源,而且使鋼鐵廠固廢得到了最大限度的利用。以Y-C2S為主的高爐渣用作水泥生產(chǎn)用生料,省去水泥廠磨制和混勻大量生料的設(shè)備和能源,變水泥生產(chǎn)“兩磨一燒”為“一磨一燒”,低成本制造水泥的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了高爐渣的資源化利用。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖I對(duì)本發(fā)明的生產(chǎn)步驟做進(jìn)一步的說明,但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。下述Y-C2S高爐渣均為專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110358713. I提出的一種處理高爐渣的方法所得到的高爐渣(最后一步所得到的粒狀的高爐渣)。實(shí)施例I本實(shí)施例選用Y -C2S高爐渣作原料,高爐渣中Y -C2S含量為75wt%,配料為石灰石和鐵礦粉,石灰石CaO含量為53wt%,鐵礦粉品位為60。具體實(shí)施步驟如下(I)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;所述生石灰粉的粒徑< 200 μ m,所述鐵礦石粉的粒徑< 200 μ m ;鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量4被%氧化鐵。計(jì)算得到噸Y-C2S高爐渣石灰石的配入量為460Kg (即Y-C2S高爐渣為I噸、石灰石為460Kg),鐵礦粉配入量為lOlKg。計(jì)算方法2CaO · Si02+Ca0=3Ca0 · Si0217256750X=244kg 折合成石灰石 460kg設(shè)y為氧化鐵量,則Y/(1000+460+Y) =0. 04 所以 y=60kg 折合成鐵礦粉 IOlkg ; (2)生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?
(3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料(生料進(jìn)入水泥窯加熱到1400°C燒制成熟料,為現(xiàn)有成熟工藝,以下相同);(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行快速冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥;(6)水泥貯存將磨制后的水泥貯存至水泥庫(kù)。實(shí)施例2本實(shí)施例選用Y -C2S高爐渣作原料,高爐渣中Y -C2S含量為78wt%,配料為石灰石和鐵礦粉,石灰石CaO含量為56wt%,鐵礦粉品位為65。具體實(shí)施步驟如下(I)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;所述生石灰粉的粒徑< 200 μ m,所述鐵礦石粉的粒徑< 200 μ m ;鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量3被%氧化鐵。計(jì)算得到噸渣石灰石的配入量為453Kg (即Y-C2S高爐渣為I噸、石灰石453Kg),鐵礦粉配入量為69Kg。計(jì)算方法2Ca0· Si02+Ca0=3Ca0 · SiO217256780X=253kg 折合成石灰石 453kg設(shè)y為氧化鐵量,則Y/ (1000+453+Y) =0. 03 所以 y=45kg 折合成鐵礦粉 69kg。(2 )生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料;(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行快速冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥;(6)水泥貯存將磨制后的水泥貯存至水泥庫(kù)。實(shí)施例3本實(shí)施例選用Y -C2S高爐渣作原料,高爐渣中Y -C2S含量為76wt%,配料為石灰石和鐵礦粉,石灰石CaO含量為58wt%,鐵礦粉品位為60。具體實(shí)施步驟如下(I)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;所述生石灰粉的粒徑< 200 μ m,所述鐵礦石粉的粒徑< 200 μ m ;鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量2. 5wt%氧化鐵。計(jì)算得到噸渣石灰石的配入量為425Kg,鐵礦粉配入量為61Kg。計(jì)算方法2Ca0· Si02+Ca0=3Ca0 · SiO217256760X=247kg 折合成石灰石 425kg
設(shè)y為氧化鐵量,則Y/(1000+425+Y) =0. 025 所以 y=37kg 折合成鐵礦粉 61kg。(2 )生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料;(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行快速冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥;(6)水泥貯存將磨制后的水泥貯存至水泥庫(kù)。實(shí)施例4 本實(shí)施例選用Y -C2S高爐渣作原料,高爐渣中Y -C2S含量為77wt%,配料為石灰石和鐵礦粉,石灰石CaO含量為56wt%,鐵礦粉品位為65。具體實(shí)施步驟如下(I)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;所述生石灰粉的粒徑< 200 μ m,所述鐵礦石粉的粒徑< 200 μ m ;鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量6被%氧化鐵。計(jì)算得到噸渣石灰石的配入量為446Kg,鐵礦粉配入量為138Kg。計(jì)算方法2Ca0· Si02+Ca0=3Ca0 · SiO217256770X=250kg 折合成石灰石 446kg設(shè)y為氧化鐵量,則Y/(1000+446+Y) =0. 06 所以 y=90kg 折合成鐵礦粉 138kg。(2 )生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料;(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行快速冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥;(6)水泥貯存將磨制后的水泥貯存至水泥庫(kù)。
權(quán)利要求
1.一種Y-C2S高爐渣的處理方法,其特征在于它包括如下步驟 (1)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;生石灰粉和鐵礦石粉與Y-C2S高爐渣進(jìn)行配料,得到生料; 其中,按Y-C2S高爐渣中Y-C2S :生石灰中CaO的摩爾比=1:1配入生石灰和Y-C2S高爐渣,鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量2. 5-6wt%氧化鐵; (2)生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍? (3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料; (4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行冷卻; (5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種Y-C2S高爐渣的處理方法,其特征在于所述生石灰粉的粒徑彡200 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種Y-C2S高爐渣的處理方法,其特征在于所述鐵礦石粉的粒徑彡200 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以γ-C2S為主的高爐渣的處理方法。一種γ-C2S高爐渣的處理方法,其特征在于它包括如下步驟(1)生料細(xì)磨及配料生石灰與鐵礦石分別粉磨,得到生石灰粉和鐵礦石粉;生石灰粉和鐵礦石粉與γ-C2S高爐渣進(jìn)行配料,得到生料;其中,按γ-C2S高爐渣中γ-C2S生石灰中CaO的摩爾比=1:1配入生石灰和γ-C2S高爐渣,鐵礦粉的配入量為每噸生料中含量2.5-6wt%氧化鐵;(2)生料混勻?qū)⑴浜玫纳铣浞只靹颍?3)生料燒制混勻后的生料進(jìn)入水泥窯燒制成熟料;(4)熟料冷卻出窯后的熟料進(jìn)行冷卻;(5)熟料細(xì)磨將冷卻后的熟料進(jìn)行細(xì)磨,制成水泥。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高爐渣的資源化利用。
文檔編號(hào)C04B7/153GK102815878SQ20121032053
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者李菊艷, 唐恩, 范小剛, 崔偉, 張國(guó)興, 朱必?zé)?申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司
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