张述明   贺超 李华阳

（河北钢铁股份有限公司承德分公司  河北承德 067102）

摘要：根据含钛高炉渣的成分及特点，进行了承钢高炉水渣制备矿渣微粉的技术研究，介绍了矿渣微粉生产线项目的技术参数、规模、设备选型等相关情况。

关键词：含钛高炉水渣；矿渣微粉；活性；立磨

1 引言

由于地理位置、资源因素影响，历史上承钢高炉冶炼钒钛磁铁矿时较多，使承钢高炉渣中含TiO₂较高，最高时曾达到15%以上，造成高炉渣利用率较低，承钢高炉渣年产量约300-400万吨，几乎全部堆存待开发利用。目前高炉渣的二氧化钛含量较低，TiO₂平均含量约6%~9%，符合国标要求的TiO₂ 含量小于10%的标准，可以应用于水泥和混凝土中做掺合材料。

2  矿渣微粉的产生

由于矿渣易磨性较水泥熟料差，传统工艺与水泥熟料共同粉磨时，细度往往偏粗而活性得不到有效发挥。如将矿渣单独粉磨，粉磨到预定细度后掺入水泥中或在拌制混凝土时掺入，则其活性可以得到充分的发挥。这种经过粉磨后颗粒细小的矿渣就是矿渣微粉。矿渣微粉作为一个独立的产品出现在建筑市场，广泛应用于预制和预拌混凝土中，可以替代约50%水泥。

3  承钢高炉水渣成分及活性

承钢高炉渣主要化学成分为CaO、 MgO 、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、V₂O₅、TFe 、S 等，典型成分如表1所示。

表1  承钢典型高炉渣成分（三号2500m³高炉）

矿渣微粉是粒化高炉矿渣微粉的简称，是一种优质的混凝土掺合料，由水淬后的粒化高炉矿渣，经干燥、粉磨，达到相当细度且符合相当活性指数的粉体。

矿渣微粉共分为S75、S95、S105三个级别。矿渣微粉的技术要求：按国标《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2000）规定，对矿渣粉有八项技术要求：密度、比表面积、活性指数、流动度比、含水量、三氧化硫含量、氯离子含量、烧失量。具体指标列于下表2。

表2  国标GB/T 18046-2008要求的矿渣微粉技术指标

承钢水渣活性试验指标见下表3和表4。

 表3  河南某立磨公司水渣活性试验指标

表4  承钢周边某水泥厂水渣活性试验指标

由上述试验数据可知，承钢高炉水渣生产矿渣微粉后，活性能达到S75级矿渣微粉标准，通过添加某些激发剂等物质，可以将7天活性提高15%~20%，以实现同一条产线既能生产S75级矿渣微粉，又能生产S95级矿渣微粉。 日前通过一系列实验，试验数据如表5，说明含钛高炉水渣通过添加一定比例其它物质后，活性可以达到S95级矿渣微粉水平。

表5  河南某立磨公司水渣活性激发试验指标

4  拟建项目概述

4.1 建设规模（初期）     

 年产矿渣微粉60万吨（小时产能约100吨/小时）

4.2 原材料      高炉矿渣，水分10%~15%4.3 产品方案      比表面积≥420 m²/kg4.4 产品标准     GB/T 18046  《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》5  工艺技术方案

矿渣微粉生产技术有三大类：球磨机、振动磨开路粉磨系统；球磨机闭路粉磨系统；立磨、辊压机闭路粉磨系统。其中立磨集烘干和粉磨功能，以高效节能、可靠性高、占地面积小等综合优点得到广泛的应用。随大型立磨国产化，投资成本逐渐降低，目前我国新建矿渣微粉项目以立磨系统为主。本方案即采用立磨粉磨系统。

5.1 主机选型

GRMS46.41矿渣立磨，其规格和结构如下： 

5.2 粉磨工艺流程
 

5.2.1 矿渣喂料系统 

 
5.2.2  矿渣粉磨系统

烘干热风（250~300℃） 由沸腾炉/燃气热风炉/窑尾热风提供或者部分余热再循环利用，提高能源利用率。

成品由布袋收尘器收集，采用优质覆膜滤袋，确保粉尘排放浓度低于国家标准要求。    

矿粉采用封闭的斜槽输送，避免扬尘。变频风机提供抽风动力，粉尘全程处于负压状态的设备、管道内，完全避免粉尘外逸。

5.2.3 矿粉储存及散装散装机收尘由库顶大风量收尘器负责；独特的散装机结构、充足的收尘风量，确保散装时无扬尘产生。

5.2.4 循环水系统生产线用水：除立磨喷水外，全部为设备冷却用循环水，全厂无废水外排。

 5.3 主机设备参数

5.4  工程总投资及效益估算

不包括土建和厂房的工程投资大约3000万元。吨矿粉生产成本约90元，按目前矿渣粉市场售价至少130元/吨以上，则年效益为

   （130-90）*60=2400万元

大约一年多即可收回工程投资。

6  结语

在目前环保压力下，随着华北地区钢铁厂不断限产停产，普通高炉水渣产量逐渐减少。提高含钛高炉水渣的综合利用水平是十分必要的，经济效益和社会效益会越来越显著。