杨兆龙
(红河钢铁有限公司烧结厂 云南 蒙自 661100)
摘 要:采用适合的方法,将过剩污泥均匀的配入混匀料堆,废物利用最大化,有效消除污泥环境污染问题,加大二资源的使用量,提高企业经济效益。
关键字:污泥;混匀造堆;混匀矿质量
1 引言
在传统的高炉-转炉钢铁生产长流程工艺中,含铁尘泥的产生量约为钢产量的10%,2017年中国钢铁企业的尘泥产生量约为8000万吨,数量庞大。钢铁企业产生的大量尘泥主要来自于烧结球团、高炉炼铁、炼钢、轧钢等各个工序。尘泥中含有铁、碳、锌等有价元素,其中铁含量一般为30%~70%。从资源回收利用的角度来看,钢铁企业产生的尘泥二次资源极具回收价值。钢铁企业尘泥来源多样,造成了其物相组成复杂、粒度分布不均匀和多变性,这也增加了尘泥回收利用的难度。文本主要介绍,通过生产实践,如何在料场混匀造堆过程,均匀的将污泥配入混匀料堆。
2 污泥的利用价值
2.1 污泥存在形态
红钢的污泥主要来自炼钢,它是炼钢烟气经湿法除尘后产生副产物,产生以后以泥状的形态存在浓度在30%~50%之间。
2.2 主要的利用价值
污泥具有含铁量高,二氧化硅含量低,氧化钙含量高的特点,泥奖加水稀释时其中-200目的含量在90%以上,粘度大,如果能适当配入烧结混匀料,将能有效提高混匀造球效果,同时能有效降低烧结溶剂的使用量,产生较大的经济效益。
表1 污泥化学成分分析表
成分(%) |
TFe |
SiO2 |
CaO |
MgO |
S |
P |
污泥 |
50.59 |
3.45 |
6.40 |
0.934 |
0.257 |
0.067 |
2.3 污泥的使用难点
此前红钢污泥主要有三种去向,第一种倒入烧结污泥池,吹入热蒸气,形成热污泥水(9~12m3/h,浓度20%~30%,使用量约120~150t/h),有助于提高混匀料温度,改善混匀制粒效果;第二种是炼钢消耗,通压缩水后使用;第三种是过剩的污泥,将被倒运至一次料场沉淀、晾晒,特别是在2018年以前,在烧结、炼钢工序使用技术不成熟,消耗量极少,大部分的污均是堆存在红钢一次料场,占地1000m3以上,厚度1~1.5m,存量12000~15000t,造成产地占用不说,且表层污泥干燥后粒度极细,长时间堆存在露天料场造成极为严重的粉尘污染。如果不进行翻晒,表层的污泥干裂,但中层的污泥依然是泥状,想在料场上与其单品种物料进行混匀几乎是不可能。
3 污泥使用采取的措施
3.1 直接混入堆法
在混匀造堆生产过程也曾尝试过将污泥倒入配料圆盘,堆覆在封堆的混匀料堆上,干涸结壳后能有效的减少料场扬尘,但开展时污泥大量粘覆在胶带工作面上,上堆量不及1/3,并终止尝试。2018年9月,在350#杂矿料堆配入2%(1000吨)的污泥,污泥的配入时加剧了圆盘膨料、漏斗堵料现象,近12000吨的堆总量,耗时30小时才完成堆料工作,而且污泥的配入量仅为589吨,更是使得350#堆一、二次混匀和混匀矿供料工作变得举步维艰,至此污泥在混匀造堆过程使用依然未找到更好的方法。
表2 350#料堆质量完成情况
堆号 |
TFe标准偏差值 |
SiO2标准偏差值 |
铁稳定率 |
硅稳定率 |
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% |
从表2可以看出,在用矿结构接近的情况下,污泥的配入导致混匀矿质量大幅度下滑。
3.2 晾晒铺设表面堆法
2019年2月,364#~369#料堆再次尝试配入1%-2%污泥,总结分析失败原因,现场查看污泥晾晒情况,选择在364#堆二次混匀封堆后铺设配入晒干污泥,这样操作主要是从两方面考虑,一是避免污泥与受水物料直接接触,阻碍整个混匀工作正常开展;二是铺设在料堆表面的污泥,经过正常的料条洒水钙化后容易结壳,减少料场扬尘和料堆粉、精分离现象。
3.3 晾晒、破碎加工整粒混入
考虑到混匀料堆混匀效果,烧结使用过程反馈,决定将污泥晾晒、破碎加工整粒再均匀配入混匀料堆,实施从2019年12月387#料堆开始,使用前进行了粒度抽查。
表3 晒干污泥加工前后粒度抽查对比表
粒级比例(%) |
>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 |
从表3可以看出,由于成块的污泥硬度不大比较容易破碎,加式后<3mm的粒度比例大幅度增加,平均粒度为3.36,目前红钢使用粉矿平均粒度在3.6~4.1之间,加工的污泥粒度优于目前使用的粉矿,污泥均匀混入料堆未造成反而影响,就此跟踪了4料堆质量完成情况。
表4 使用加工干污泥后料堆质量跟踪表
堆号 |
配入量 |
TFe标准偏差值 |
SiO2标准偏差值 |
铁稳定率 |
硅稳定率 |
387# |
1244吨(2%) |
0.28 |
0.10 |
100.00% |
100.00% |
388# |
1175吨(2%) |
0.42 |
0.11 |
93.33% |
93.33% |
389# |
1216吨(2%) |
0.25 |
0.11 |
100.00% |
92.31% |
390# |
1215吨(2%) |
0.62 |
0.07 |
84.62% |
100.00% |
从表4可以看出,加工干污泥配入后未对混匀矿质量造成影响,对于烧结过程起到了较大的利好作用。
4 结论
钢铁企业尘泥处理工艺主要可分为物理法、湿法和火法三大类。其中,物理法处理工艺一般作为预处理工艺,湿法处理工艺分为碱浸和酸浸两种,火法处理工艺主要包括烧结法、球团法、粉尘喷吹法、直接还原法、熔融还原法和造块返回炼钢法等。直接还原法和熔融还原法的代表工艺有回转窑、转底炉、OxyCup和DK工艺等。这些工艺能有效回收利用尘泥中的铁、碳、锌等有价元素,最终产品为金属化球团或铁水,处理效果较好。
目前红钢对污泥的处理,主要有烧结法、压块脱水返回炼钢法,为了平衡产出使用量,减少对工艺的影响,从利益最大化方面考虑,大部分污泥还是使用烧结法,所以优化整个配料结构还是十分有必要的,根据实际生产经验和造堆实践选取适合的方法综合考量,方案3适合于红钢烧结厂生产实际。
参考文献
[1] 《如何处理 | 钢铁工业尘泥从何而来?》作者:烧结球团杂志
索引:https://mp.weixin.qq.com/s/2NYdZy7hHxA22QMppsg4gg