冶金污染及治理

1、冶金污染及治理1鋼渣的來源：一種工業(yè)固體廢物。煉鋼排出的渣，依爐型分為轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗 鋼產(chǎn)量的1520 %。2鋼渣的性質(zhì)：密度：由于含鐵量高，所以密度較大，一般在3.1-3.6g/cm3.容重：不僅與密度有關，還與粒度有關，平路渣在2.17-2.20 ；電爐渣1.62 ；轉(zhuǎn)爐渣1.74左右。易磨性：由于鋼渣致密，因此耐磨。鋼渣0.96 :轉(zhuǎn)爐渣0.7活性：由于含C3S.C2S等活性礦物；所以具有水硬膠凝性；穩(wěn)定性；由于含有游離氧化鈣，Mgo,c3s c2s等組分一定條件具有不穩(wěn)定性鋼渣在溫度15001700C下形成，高溫下呈液態(tài)，緩慢冷卻后呈塊狀，一般為深灰、深褐 色。有

2、時因所含游離鈣、鎂氧化物與水或濕氣反應轉(zhuǎn)化為氫氧化物，致使渣塊體積膨脹而碎 裂；有時因所含大量硅酸二鈣在冷卻過程中（約為675C時）由p型轉(zhuǎn)變?yōu)閅型而碎裂。如以 適量水處理液體鋼渣，能淬冷成粒。綜述：1，鋼渣疏松多孔，比表面積大，具有一定的吸附能力，而且鋼渣的密度大，在水中的沉降速度快，易于固液分離。2,鋼渣的堿性氧化物含量很高，因此溶于水時pH值較高3鋼渣的成分：鋼渣主要由鈣、鐵、硅、鎂和少量鋁、錳、磷等的氧化物組成。主 要的礦物相為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵鋁酸鈣以及硅、鎂、鐵、 錳、磷的氧化物形成的固熔體，還含有少量游離氧化鈣以及金屬鐵、氟磷灰石等。有的地區(qū) 因礦石

3、含鈦和釩，鋼渣中也稍含有這些成分。鋼渣中各種成分的含量因煉鋼爐型、鋼種以及 每爐鋼冶煉階段的不同，有較大的差異。CaO、SiO和FeO,f-C aO含量比高爐 渣多。礦物相以硅酸二鈣為主，因固溶2P O ,所以是穩(wěn)定相，幾 乎無反應特性。鋼渣遇水后，水溶液呈強堿性，可作為高爐水淬渣的堿性刺激劑來利用，也是水硬性材質(zhì)。4剛渣的危害：主要元素有：（S, P,O,H,N;） 1,粉塵污染，影響空氣質(zhì)量；2,影響土壤酸堿度，以及生態(tài)平衡；3鋼渣最大危害成分為fCaO, 其吸水后體積膨脹，使鋼渣在應用方面受到了很大的限制。， 5鋼渣的處理：1）鋼渣坑悶（又稱熱悶）是近年發(fā)展起來的一種新型的比較成熟的鋼渣

4、處 理技術。將煉鋼爐前送出的紅渣直接倒入渣罐，降溫后（鋼渣內(nèi)部不夾液態(tài)渣）傾入悶渣罐， 蓋上罐蓋并配以適當?shù)膰娝に?。由于鋼渣含有一定的CaO、MgO，大塊鋼渣在坑悶罐內(nèi) 就會龜裂自解粉化，鋼和渣自動分離。采用該技術，可獲得70%80%的小于20mm粒狀鋼 渣。二、坑悶處理后的鋼渣中含有渣鋼，可以通過磁選提取。而鋼渣的渣-鋼還不能完全分離， 因此還需要對鋼渣進行進一步的破碎-篩分-磁選等處理，使渣-鋼徹底分離，充分回收渣鋼和 鐵粉，同時選出尾渣，不同粒度的渣鋼和鐵粉可以用于煉鋼、煉鐵、燒結，尾渣可以作為建 筑、鋪路用石子等，尾渣進一步深化加工可以生產(chǎn)鋼渣水泥、干混砂漿等。三、破碎-篩分-磁選選

5、出含鐵渣鋼后，剩余的尾渣既可用于干混砂漿、鋪路、制磚，或者通 過鋼渣微粉處理，得到粒度在45頃左右、篩余量 2%、比表面積 3600cm2/g的鋼渣微 粉，應用在水泥混凝土中等量替代硅酸鹽水泥作為高性能水泥混凝土摻合料2）水淬法液態(tài)高溫渣在流出、下降過程中，被壓力水分割、擊碎、速 凝，在水幕中進行?；Ｋ愎に嚂驘掍撛O備工藝布置、排渣 特點不同而不同。如盤潑一水淬法，滾筒一水淬法等。盤潑法優(yōu) 點是：用水強制快速冷卻，處理時間短，生產(chǎn)能力大；處理過程 粉塵少；鋼渣粒度小，可減少破碎、篩分的工作量，便于金屬料 回收；鋼渣游離氧化鈣含量較低，改善了鋼渣的穩(wěn)定性，有利 于綜合利用。缺點是：設備投資比

6、較大；處理過程蒸汽直接排放 量較大，對廠房和設備壽命有一定影響；操作工藝比較復雜；對 鋼渣的流動性有一定要求，粘度高、流動性差的鋼渣不能用該方 法處理。滾筒水淬法是將熔渣以適宜流速進入滾筒，在離心力和 噴淋水作用下，熔渣被水激散并凝成小塊而被收集。在滾筒內(nèi)同 時完成冷凝、破碎及渣、鋼分離。寶鋼經(jīng)過多年探索，將19 95 年從俄羅斯拉烏爾鋼鐵公司引進的滾筒技術進行了多項改進，成 功應用于寶鋼、馬鋼等企業(yè)。改進后技術兼具工藝簡化、流程短、 設備布局緊湊、占地小等優(yōu)點。水淬法目前是我國采用較多的方 法之一。該類方法優(yōu)點：是，處理量大、效率較高，處理后的 鋼渣游離氧化鈣較低、?；^為均勻且粒度分布較為

7、理想，自由 氧化鈣消解也較為理想，渣中鐵較少氧化，多以二價鐵或金屬鐵 存在，利于后續(xù)磁選分離。缺點：是對渣流動性要求較高，因 冷卻速度快，凝渣的相析出經(jīng)歷淬冷的非平衡演化完成，因此其 結構內(nèi)應力較大，化學活性相對較高，并存在時效相變的潛在機 制。3）風碎法將出爐熔渣倒入中間罐，運到風淬裝置處進行處理。處理時， 熔渣流被高速噴出氣流打碎并呈拋物線運動，最終落入水池并被 捕集。用于風碎的氣體可以是空氣、惰性氣體或高壓蒸汽等，被 加熱的氣體可通過另外熱交換裝置進行熱量回收。該法處理獲得 的渣粒粒徑較小、粒徑分布范圍較窄，此法處理的渣冷凝速度最 快，自由氧化鈣消解也最為徹底，各晶相分布均勻，品粒非常細

8、 小。顆粒硬度較大，相對其他處理方式，凝渣的結構內(nèi)應力最大， 往往會在一周內(nèi)或稍長時間出現(xiàn)時效相變與結構重組，重組后的 主品相主要是硅酸二鈣，且品粒變大。用該法處理轉(zhuǎn)爐熔渣，如 采用不同的氣體做風碎介質(zhì)，得到的凝渣微粒在性能上存在較大 差異。如以空氣或純氧為介質(zhì)，熔渣氧化劇烈，凝渣中鐵以三價 鐵為主，后續(xù)鐵組分基本無法磁選回收，因此鐵損較大。如以氮 氣為介質(zhì)，則凝渣中鐵以二價鐵為主，并有少量金屬鐵與之共存， 經(jīng)時效相變后可磁選部分回收金屬鐵。采用風碎工藝處理時，同 樣要求鋼渣有良好的流動性與低粘度。日本福山制鐵所最早開發(fā) 并采用風碎法，回收預熱。鋼渣-新型工藝一種鋼渣綜合利用的方法，將鋼渣予粉碎后，烘烤干燥，磁選篩分，磨細粉碎分級，濕法 磁選分級，球團制造等工序。其優(yōu)點是鋼廠的鋼渣可以得