一种立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉生产方法与流程

本发明涉及一种立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉生产方法。

背景技术：

随着我国经济的迅猛发展，环境和资源问题正成为制约我国经济发展的瓶颈，走可持续发展的道路，是我国未来长期发展的重要策略。工业废渣的深度综合利用是可持续发展的核心之一。钢渣是炼钢电炉、转炉炼钢产生的固体废弃物，日本、德国、美国等发达国家早就在80年已经利用，基本达到100%。

我国是钢铁产量大国，占全世界总量近50%，因此我国也是钢渣产生量大国，每年钢渣产生量9300万吨，矿渣2.2亿多吨。然而我国钢渣利用率极低，目前，每年利用量仅有2046万吨，利用率为22%，矿渣利用率80%，利用量1.76亿吨。根据最新统计截止目前，钢铁渣年堆存量已达1.2123亿吨，累计堆存量11.1753亿吨。所以在十三五期间要加大研发钢渣利用技术的投入，尽快解决钢渣的利用率，尽快做到零排放、零堆存。

钢渣中含有和水泥相类似的硅酸二钙及铁铝酸盐等活性矿物质，具有水硬胶凝性，因此可作为生产无熟料或少熟料的水泥原料和掺合剂，同时钢渣具有密度大、强度高、表面粗糙、稳定性好、耐磨与耐久性好的性能。钢渣粉可作为水泥和混凝土的掺合料，不仅可等量替代10-30%的水泥，而且可提高混凝土的后期强度，可减少水泥生产时CO²排放量，减少环境污染，保护生态环境。

锂渣是锂辉石经过1150度~1300度高温煅烧后再用硫酸法提取的碳酸锂熟料经渗滤浸洗涤后排出的残渣。我国的新疆和四川射洪均建有锂盐厂。每年产1t锂盐，约产生8~10t锂渣。排出的锂渣占用土地，且易随风雨流失、污染环境，成为企业的沉重负担。必须进行大量试验研究和技术开发。

锂渣外观呈土黄色，在自然干燥下含有一定水分，烘干后呈粉末状，颗粒较小，具有较大内比表面积的多孔结构，对水有较大吸附能力。其化学成分与粘土质相似，主要为氧化硅、氧化铝、氧化钙和少量的三氧化硫等，其中的氧化硅和氧化铝绝大多数以无定形SiO₂存在，因此具有很好的活性，可以用作水泥混合材料和混凝土掺合料。从水泥和混凝土试验研究结果看，锂渣粉和硅粉、矿渣粉、粉煤灰的活性相比，依次为：硅粉＞锂渣粉＞矿渣粉＞粉煤灰，因此锂渣粉可用于配置高强混凝土。

锂渣混凝土具有良好的力学和抗渗性能，能满足水池、地下室等建筑物的特殊要求，还具有优越的抗冲磨性能，更能适用于公路路面、城市街道和停车场等建筑。

经检索相关文献，现已有回收再利用钢渣粉和锂渣粉的技术，但未发现采用立磨机对钢渣粉和锂渣粉复合粉磨的工艺，因此，研发一种新型的立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉生产方法势在必行。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种活性指标高且能够降低资源消耗的立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉生产方法。

其特征在于具体步骤为：

预处理：将钢渣经过加工金属回收处理步骤得到的钢渣尾渣送入钢渣主配料仓，将锂渣送入锂渣副配料仓；

配制混合渣：钢渣尾渣与锂渣按9~6：1~4的重量组分比例通过各自的定量给料机进行混合后进入螺旋输送机，再由螺旋输送机送入立磨机直接粉磨；

立磨：控制立磨机的磨辊压力在13MPa，立磨机的磨盘衬板内倾角度为3.1°，磨盘与磨辊在碾磨时的咬入角为5~6°，热风入立磨机温度300-360℃，风量在20*10⁴-21*10⁴m³/h，热风出立磨机温度85-95℃，立磨机的选粉机转速在115-135r/min，得到合格的钢渣、锂渣复合粉和不合格的钢渣、锂渣复合粉磨回料；

将立磨机粉磨后得到的钢渣、锂渣复合粉磨回料依次经过三号自卸式电磁除铁器、一号干粉永磁筒式磁选机两次磁选除铁后，再由一号提升机送至立磨机上部，经振动给料机振动布料，布料的料层厚度小于20mm，料层宽度与二号干粉永磁筒式磁选机磁辊相同，进入二号干粉永磁筒式磁选机三次磁选除铁后，送入螺旋输送机入口上方立磨机的另外一个进料口进入立磨机再次粉磨，选出的渣铁和磁选粉分别进入渣铁库和磁选粉库；

立磨机粉磨后得到的合格钢渣、锂渣复合粉进入钢渣、锂渣复合粉库；

在粉磨过程中，实时监测立磨机磨盘垂直方向和水平方向振幅，若垂直方向振幅＞2.5mm，水平方向振幅＞2mm时，则对立磨机进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至垂直方向振幅＜2.5mm，水平方向振幅＜2mm；

在粉磨过程中，同时实时监测立磨机内进入的热风温度，在钢渣尾渣与锂渣组分比例在9：1~7.5：2.5时，若进入的热风温度＞330℃，则对立磨机要进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至温度＜330℃；在钢渣尾渣与锂渣组分比例在7.5：2.5~6:4时，若进入的热风温度＞350℃，则对立磨机要进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至温度＜350℃。

进一步的，所述钢渣加工金属回收处理步骤包括钢渣破碎、除铁预处理闭路循环工艺，以及钢渣预粉磨、磁选除铁闭路循环工艺；

钢渣破碎、除铁预处理闭路循环工艺中，钢渣先经液压翻转筛筛选，小于液压翻转筛筛网孔径的钢渣进授料仓，经定量给料机称量后稳定输送到输送机上，送进液压颚式破碎机破碎，破碎后即可送入储料仓；大于液压翻转筛筛网孔径的钢渣用破碎锤粗碎，经电磁吸盘除铁后再次进入液压翻转筛筛选，如此反复循环，确保进入授料仓的钢渣粒径控制在小于液压翻转筛筛网的孔径范围内；

钢渣预粉磨、磁选除铁闭路循环工艺中，储料仓内经过钢渣破碎、除铁预处理的钢渣，经定量给料机称量后稳定输送到输送机上，通过国产棒磨机进行预粉磨降低钢渣粒径，并将附着在钢渣上的金属颗粒和粘包在金属上的渣层部分剥离；预粉磨后由自卸式除铁器进行除铁，再通过宽布料器进入宽带磁选机进行磁选除铁；

宽带磁选机磁选除铁后的钢渣尾渣通过二号振动筛筛选，大于二号振动筛筛网孔径的钢渣尾渣回到储料仓以便再次进入国产棒磨机进行预粉磨；小于二号振动筛筛网孔径的钢渣尾渣送入双辊磁选机再次磁选除铁后送入储库厂房内的钢渣尾渣堆存区，磁选出的磁选粉进入磁选粉库；

所述宽带磁选机除铁得到的渣铁通过一号振动筛筛选，大于一号振动筛筛网孔径的渣铁进入渣铁库；小于一号振动筛筛网孔径的渣铁通过振动给料机进入双辊磁选机再次磁选，分出磁选粉和钢渣尾渣，钢渣尾渣送入储库厂房的钢渣尾渣堆存区，磁选粉进入磁选粉库。

本发明的优点在于：

用钢渣尾渣和锂渣按9~6:1~4配比后进入国产立磨机，直接生产钢渣、锂渣复合粉生产工艺技术，简化了生产工艺，提高了钢渣粉的性能，达到国内外领先先进水平。由于锂渣活度比钢渣好，这样钢渣、锂渣复合粉的活度进一步提高，使钢渣、锂渣复合粉的活性指标提高，从而提高混凝土的强度。

立磨机粉磨的产量超过设计能力45t/h,达到55t/h，产品比表面积＞450m²/kg,产出的钢渣、锂渣复合粉密度≥2.8g/cm²，流动度比≥95%，含水量≤1.0%，活性指数：7d≥65%，28d≥80%，综合电耗＜42 kwh/t。

附图说明

图1为本发明中钢渣加工金属回收处理流程图。

图2为本发明立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉工艺流程图。

具体实施方式

本发明的立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉生产方法中首先需要对钢渣进行预处理：

（1）钢渣加工金属回收处理：如图1所示，包括钢渣破碎、除铁预处理闭路循环工艺，以及钢渣预粉磨、磁选除铁闭路循环工艺；

钢渣破碎、除金属预处理闭路循环工艺中，钢渣先经液压翻转筛筛选， 液压翻转筛的筛孔孔径为200mm，筛选出的粒径≤200mm的钢渣进授料仓，经定量给料机称量，稳定输送到1号皮带输送机上，通过2号皮带输送机再送进液压颚式破碎机破碎，控制出料粒径为≤40mm，破碎后的钢渣通过3号皮带输送机送入储料仓；筛选出的＞200mm的钢渣采用破碎锤粗碎，用电磁吸盘除铁后再进入液压翻转筛继续筛选，≤200mm的钢渣进入授料仓，如此反复循环，确保将进入液压颚式破碎机的钢渣粒径控制在≤200mm的粒径范围内，确保从液压颚式破碎机出来的钢渣粒径控制在出≤40mm。

钢渣预粉磨、磁选除铁闭路循环工艺中，储料仓内经过钢渣破碎、除铁预处理的钢渣，经定量给料机称量后稳定输送到4号皮带输送机上，通过国产棒磨机进行预粉磨降低钢渣粒径，并将附着在钢渣上的金属颗粒以及粘包在金属上的渣层部分剥离；预粉磨后由自卸式除铁器进行除铁，再通过宽布料器进入宽带磁选机进行磁选除铁；

宽带磁选机磁选除铁后的钢渣尾渣通过8号皮带输送机输送至二号振动筛筛选，该振动筛为梳式振动筛，＞3mm的钢渣尾渣通过9号皮带输送机、3号皮带输送机回到储料仓以便再次进入国产棒磨机进行预粉磨；≤3mm的钢渣尾渣通过11号皮带输送机进入双辊磁选机再次磁选除铁后选出的磁选粉进磁选粉库，除铁后钢渣尾渣由12号皮带输送机输送到13号旋转输堆皮带输送机上，并由它送入钢渣储库厂房。

宽带磁选机磁选除铁得到的渣铁通过一号振动筛筛选，该振动筛为梳式振动筛，＞3mm的渣铁进入渣铁库；≤3mm的渣铁通过10号皮带输送机输送到振动给料机并进入双辊磁选机再次磁选，分出磁选粉和钢渣尾渣，磁选粉进入磁选粉库，钢渣尾渣由12号皮带输送机输送到13号旋转输堆皮带输送机上，并由它送入钢渣储库厂房。

（2）配制混合渣，如图2所示，

钢渣尾渣由20T行车抓斗抓入钢渣料仓后经15号皮带输送机转送到16号皮带输送机上，或由13号皮带输机直接输送到16号皮带输送机上，再进入钢渣主配料仓。

锂渣渣由20T行车抓斗抓入锂渣料仓后经19号皮带输送机直接输送进锂渣副配料仓。

将锂渣副配料仓由二号定量给料机送到17号皮带输送机上，钢渣尾渣从钢渣主配料仓中由一号定量给料机送入17号皮带输送机上， 输送量按钢渣尾渣与锂渣为9~6：1~4的重量组分比例配制。

然后通过螺旋输送机送入立磨机进行粉磨，得到合格的钢渣、锂渣复合粉和不合格的钢渣、锂渣复合粉磨回料。

合格的钢渣、锂渣复合粉由袋式除尘器收集，由一号空气输送斜槽送至二号斗式提升机，由二号斗式提升机送至粉储库顶部，经库顶二号空气斜槽输送至钢渣、锂渣复合粉库；钢渣、锂渣复合粉库通过开式充气箱进入库底汽车散装系统散装出厂。

不合格的钢渣、锂渣复合粉磨回料通过18号皮带输送机送入三号自卸电磁除铁器进行一次除铁，渣铁进入渣铁库，一次除铁后的回料送入一号干粉永磁筒式磁选机进行二次除铁，分离的渣铁送入渣铁库，二次除铁回料送入一号斗式提升机，送至立磨机上部，再通过气动侧三通溜子将回料送入振动给料机，经振动给料机振动布料，布料的料层厚度小于20mm，料层宽度与二号干粉永磁筒式磁选机磁辊相同，最后通过二号干粉永磁筒式磁选机三次除铁后，送入在螺旋输送输机上方立磨机的另外一个进料口进入立磨机再次粉磨，粉磨成合格的钢渣、锂渣复合粉，磁选出的渣铁和磁选粉送入渣铁库和磁选粉库。

（3）立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉过程中：控制立磨机的磨辊压力在13MPa，热风入立磨机温度300-360℃，风量在20*10⁴-21*10⁴m³/h，热风出立磨机温度85-95℃，立磨机的选粉机转速在115-135r/min；

在粉磨过程中，实时监测立磨机磨盘垂直方向和水平方向振幅，若垂直方向振幅＞2.5mm，水平方向振幅＞2mm时，则对立磨机进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至垂直方向振幅＜2.5mm，水平方向振幅＜2mm；

在粉磨过程中，同时实时监测立磨机内进入的热风温度，在钢渣尾渣与锂渣组分比例在9：1~9：3时，若进入的热风温度＞330℃，则对立磨机要进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至温度＜330℃；在钢渣尾渣与锂渣组分比例在9：3~6:4时，若进入的热风温度＞350℃，则对立磨机要进行内部喷水，喷水量在1.5-2.2m³/h，直至温度＜350℃。

同时，调整立磨机内部结构：立磨机的磨盘衬板内倾角度为3.1°，磨盘与磨辊在碾磨时的咬入角为5~6°，辊套轴线与水平面的夹角为15°。本实施例立磨机选用徐州飞煌重型机械厂与中冶建筑研究总院有限公司合作研发的FRMSG32.3渣粉专用立磨机。

本实施例中，立磨机粉磨钢渣、锂渣复合粉步骤中，控制立磨机的各项参数如下：

基于本实施例的钢渣、锂渣复合粉生产方法，产品产量和综合电耗技术指标如下表1所示：

基于本实施例的钢渣、锂渣复合粉生产方法，其技术指标具体如下表所示：

表2