一种不锈钢钢渣干式磁选装置及工艺的制作方法

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，具体涉及一种不锈钢钢渣干式磁选装置及工艺。

背景技术：

钢铁企业在不锈钢炼钢过程中，由于不锈钢特殊的冶炼工艺，钢渣产生量达到钢产量的30%，在不锈钢产能扩大的同时，产生的冶金固体伴生废弃物总量也逐年增加。不锈钢钢渣选铁后的尾渣经过长时间堆存后，现已涌现出粉尘环境污染及社会效益等问题，并随钢渣产量的不断增加，存在的环境问题和社会问题日益突出。

铬镍作为不锈钢冶炼过程中重要的添加元素，其需求量随不锈钢产量的增加呈现逐年上升的趋势。铬镍资源在我国的储量比较匮乏，从国内需求上来看，属于短缺资源。相比较而言，不锈钢渣中富含铬镍元素，从不锈钢渣中回收铬镍已成为不锈钢炼钢原料的来源之一。根据国内不锈钢厂提供的资料显示，不锈钢渣中铬镍含量大约为2-2.5%。因此，通过回收不锈钢渣中的铬镍资源，以补充不锈钢冶炼对铬镍的需求，降低不锈钢生产成本，提高企业经济效益。

目前，国内钢铁企业已把固体废弃物的综合利用作为循环经济的重要内容和社会发展的一项长远战略方针，并提出冶金企业废渣“零”排放、“清洁生产”的环保目标。钢铁企业需要贯彻国家发展战略，承担企业的社会任务，为国家的持续发展做出贡献。

目前，不锈钢钢渣处理工艺主要分为一次处理和二次处理：

不锈钢渣一次处理工艺主要有两种：（1）空冷及浸泡处理方式。高温钢渣在先空冷数小时，然后向钢渣内洒水浸泡数小时后，再对钢渣进行选铁处理。（2）热闷处理方式。对于高温液态不锈钢渣，采用雾化喷水的方法进行缓慢热闷，待不锈钢钢渣充分冷却、湿润及粉化后，再对钢渣进行选铁处理。

不锈钢钢渣二次处理工艺：不锈钢钢渣先进行破碎处理，选出大块金属渣，然后利用棒磨机粗磨和一次螺旋分级器分选出不锈钢废钢后，一次螺旋尾矿进入球磨机进行细磨，磨矿后再用二次螺旋分级器分选出细粒金属。两次螺旋分选机的溢流液进入磁选机中，磁选机精矿返回二次螺旋进行分选。

不锈钢钢渣二次处理工艺采用湿法工艺，其存在的问题有：（1）不锈钢钢渣在选铁过程中，需要对全部的钢渣进行磨细和磁选，钢渣磨细过程能耗较高，磨细物料选铁的金属回收率较低；（2）不锈钢钢渣湿法处理工艺路线较长，后续产品处理包含矿浆浓缩、过滤、脱水等环节，增加了选矿成本及建厂投资费用。对于干旱缺水地区而言，该弊端显得尤为显著；（3）不锈钢钢渣湿式处理工艺会产生二次污染，影响地下水质；尾矿在尾矿库内堆存，日常运行须防漏水、溃坝，除增加生产成本外，还存在安全、环保方面隐患；尾矿库占地面积大，闭库后难以实现复垦；（4）不锈钢钢渣湿式处理后得到的铁精矿含水量较高，在严寒地区，冬季时精矿储运困难，导致部分选厂被迫停产，影响经济效益。

目前，含铁物料普遍应用的干法弱磁选工艺，由于粒度上限可达150mm,下限一般为3mm，而铁矿物的解离粒度多为0.15mm以下，因此干选工艺多应用于预选抛除废石、围岩，减少入磨量，提高入选品位，以达到节能、降耗、增效的目的。铁料市场要求的采购标准最低品位为60%，而目前技术水平下干法精选工艺的精矿品位一般在50%左右，鲜有达到合格精矿的生产实例。

干法工艺虽然存在上述不足之处，但磁选后的产品无需脱水环节，尾矿处置比较简单、方便，且符合国家倡导的环保政策，磁选后产品的处置成本大幅度降低。其次有利于严寒地区冬季季节连续生产，有利于干旱缺水地区降低选矿成本。因此干法磁选工艺仍然具有不可替代的优势。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种不锈钢钢渣干式磁选装置及工艺，以解决传统湿法工艺流程长、需消耗水、生产成本高、尾矿库产生二次污染的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种不锈钢钢渣干式磁选装置，包括原料仓和废钢收集装置，还包括设置在原料仓下的破碎筛选装置和与破碎筛选装置连通的磁选装置，所述磁选装置包括磁选机组、筛分机构和磨料机构，所述磁选机组包括干式滚筒磁选机和干式磁选机，筛分机构包括筛分机和振动筛组，磨料机构包括干式粗磨球磨机和干式粗磨球磨机，破碎筛选装置下设置干式滚筒磁选机，干式滚筒磁选机的磁性物料出口与干式粗磨球磨机相连，非磁性物料出口与振动筛组相连，干式粗磨球磨机的出料口与筛分机相连，筛分机的粗粒出口与干式细磨球磨机相连，干式细磨球磨机的出料口与干式磁选机相连。

所述破碎筛选装置包括破碎机构、分离机构和打散机构，破碎机构包括一级破碎机，分离机构包括一级筛分机和二级筛分机，一级筛分机的筛下出口和筛上出口分别与一级破碎机和二级筛分机相连，一级破碎机的出口与原料仓相连，二级筛分机的筛下出口与打散机构相连。打散机构可以使钢渣在打散回转筒内旋转，从而使钢渣中的结块物料打散。

所述破碎筛选装置还包括人工筛选区、二级破碎机和除铁器，人工筛选区设置于二级筛分机的出口处，人工筛选区与二级破碎机相连，二级破碎机的出料口与除铁器相连，除铁器的非铁物料出口与打散机构相连，铁物料出口与废钢收集装置相连。

所述打散机构为打散回转筒。

所述一级破碎机为300mm液压破碎机，二级破碎机为80mm液压破碎机。

所述一级筛分机为300mm棒条筛，二级筛分机为80mm圆筒振动筛分机。

所述振动筛组包括1mm振动筛和5mm振动筛。

所述除铁器为电磁除铁器。

所述筛分机为两级振动筛分机。

一种不锈钢钢渣干式磁选工艺，包括如下步骤：

步骤一、一次破碎、筛分：

将不锈钢热焖钢渣加入300mm棒条筛内，大于300mm的物料加入300mm液压破碎机进行破碎后返回不锈钢热焖钢渣中；

步骤二、二次破碎、筛分及除铁：

将步骤一得到的小于300mm的物料加入80mm圆筒振动筛分级，大于80mm的物料运送至人工筛选区由人工分拣，分拣出大块废钢和小块废钢，将小块废钢加入80mm液压破碎机破碎后运送至电磁除铁器内去除块状废钢；

步骤三、物料打散：

将步骤二得到的小于80mm的物料和除铁后的钢渣通过皮带运输至回转筒内进行物料打散；

步骤四、一次磁选、筛分：

将步骤三得到的物料通过干式滚筒磁选机在磁场强度2500-3000oe下分选，分选出的磁性物料加入干式粗磨球磨机磨至粒度为-1mm的物料占比不小于80%时，加入两级振动筛分机中筛分为粗粒的粒铁、中粒的渣钢和细粒的磁性粉料，分选出的非磁性物料加入振动筛组内，通过1mm振动筛和5mm振动筛逐级分离；两级振动筛分机中分离出的占钢渣总重量3-5%粒铁和渣钢可作为金属产品供炼钢转炉或电炉进行利用；非磁物料经过1mm振动筛分级后，得到占物料总重量23-25%的粗粒非磁物料和占物料总重量53-58%的细粒非磁物料，粗粒非磁物料的粒度范围较大，再经过5mm振动筛分级后，得到5mm以上物料作为废石供混凝土搅拌站或路基进行利用，得到1-5mm物料作为砂粒进行利用；细粒非磁物料的粒度较小、密度较低，可作为烟气脱硫剂或烧结配料剂进行利用；

步骤五、二次磁选分离：

将步骤四得到的磁性粉料加入干式细磨球磨机，磨至粒度-300的物料占比不小于80%时，加入干式磁选机在磁场强度2200-2500oe下磁选分离，得到精铁矿。干式磁选机分选出占物料总重量5-7%的磁性物料作为铁精粉供烧结进行配料利用，分选出占物料总重量9-11%的非磁物料作为水泥配料进行利用。

本发明相较于现有技术的有益效果为：

本发明针对不锈钢钢渣中块料含量较少、粉料含量较多及铁品位较低的情况，为提高物料磨选效率，针对块状钢渣硬度较高的情况，58-60%的不锈钢钢渣不需进行磨细，采用钢渣“多破少磨”技术，钢渣先经过两级筛分及破碎工艺后，得到80mm以下的钢渣再对其中的结块进行打散处理，实现磁性物料和非磁物料的初步解离，初步解离的钢渣经过干式圆筒磁选机分选后，可实现磁性物料和非磁物料的分离，大幅度降低了后续物料磨选工艺的处理量。

本发明针对磁性物料中粒铁和渣钢含量较高的情况，为提高物料磨选效率，磁性物料经一次干式球磨粗磨后，再采用两级振动筛进行分级，可分选出粒铁和渣钢，分选出的细粒磁性粉料采用二次干式球磨机细磨后，再采用干式磁选机进行磁选，可得到铁品位56%以上的铁精矿。

本发明针对非性物料的粒度较小、氧化钙含量较高情况，为进一步提高非磁性物料中氧化钙含量，针对粗粒物料中二氧化硅含量较高、硬度较大的情况，采用物料粒度分级的方法，可得到粗粒的废石、中粒的砂石和细粒的脱硫剂或烧结配料。

本发明在不锈钢钢渣处理过程中，58-60%的不锈钢钢渣不需进行磨细，实现了钢渣“多破少磨”、干式磨选及尾矿干排的目的，提高了脱硫剂中游离氧化钙含量，拓展了脱硫剂的脱硫效率。

不锈钢钢渣经两级破碎、结块打散后进行干式磁选，分选出大部分非磁物料在不经过磨矿的情况下，采用简单的筛分工艺，就可达到非磁物料综合利用的目的；分选出少量磁性物料经过球磨机粗磨、筛分出粒铁和渣钢后再进行球磨机细磨，磨细物料再经过干式磁选机磁选后，可得到粒铁粉和水泥配料。

不锈钢钢渣处理不消耗水、不需设置尾矿库，缩短了生产工艺流程，提高不锈钢钢渣选铁过程中金属回收率。

本发明解决了不锈钢钢渣采用传统湿法工艺生产成本高、尾矿库会产生二次污染的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

附图标记含义如下：1、原料仓；2、破碎筛选装置；3、磁选装置；4、干式滚筒磁选机；5、干式磁选机；6、筛分机；7、振动筛组；8、干式粗磨球磨机；9、干式细磨球磨机；10、一级破碎机；11、一级筛分机；12、二级筛分机；13、打散机构；14、人工筛选区；15、二级破碎机；16、除铁器；17、废钢收集装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种不锈钢钢渣干式磁选装置，包括原料仓1和废钢收集装置17，还包括设置在原料仓1下的破碎筛选装置2和与破碎筛选装置2连通的磁选装置3，所述磁选装置3包括磁选机组、筛分机构和磨料机构，所述磁选机组包括干式滚筒磁选机4和干式磁选机5，筛分机构包括筛分机6和振动筛组7，磨料机构包括干式粗磨球磨机8和干式细磨球磨机9，破碎筛选装置2下设置干式滚筒磁选机4，干式滚筒磁选机4的磁性物料出口与干式粗磨球磨机8相连，非磁性物料出口与振动筛组7相连，干式粗磨球磨机8的出料口与筛分机6相连，筛分机6的粗粒出口与干式细磨球磨机9相连，干式细磨球磨机9的出料口与干式磁选机5相连。

所述破碎筛选装置2包括破碎机构、分离机构和打散机构13，破碎机构包括一级破碎机10，分离机构包括一级筛分机11和二级筛分机12，一级筛分机11的筛下出口和筛上出口分别与一级破碎机10和二级筛分机12相连，一级破碎机10的出口与原料仓1相连，二级筛分机12的筛下出口与打散机构13相连。

所述破碎筛选装置2还包括人工筛选区14、二级破碎机15和除铁器16，人工筛选区14设置于二级筛分机12的出口处，人工筛选区14与二级破碎机15相连，二级破碎机15的出料口与除铁器16相连，除铁器16的非铁物料出口与打散机构13相连，铁物料出口与废钢收集装置17相连。

所述打散机构13为打散回转筒。

所述一级破碎机10为300mm液压破碎机，二级破碎机15为80mm液压破碎机。

所述一级筛分机11为300mm棒条筛，二级筛分机12为80mm圆筒振动筛分机。

所述振动筛组7包括1mm振动筛和5mm振动筛。

所述除铁器16为电磁除铁器。

所述筛分机6为两级振动筛分机。

一种不锈钢钢渣干式磁选工艺，包括如下步骤：

步骤一、一次破碎、筛分：

选择不锈钢钢渣：铁含量为5-6%、cao含量44-46%、mgo含量7-9%、cr203含量1.5-4.5%、ni含量0.1-0.3%、水份含量6%以下，将不锈钢热焖钢渣自然干燥后用铲车加入到300mm棒条筛内，大于300mm的物料加入300mm液压破碎机进行破碎后返回不锈钢热焖钢渣中进行返料利用；

步骤二、二次破碎、筛分及除铁：

将步骤一得到的小于300mm的物料加入80mm圆筒振动筛分级，大于80mm的物料运送至人工筛选区由人工分拣，分拣出大块废钢和小块废钢，将小块废钢加入80mm液压破碎机破碎后运送至电磁除铁器内去除块状废钢；

步骤三、物料打散：

将步骤二得到的小于80mm的物料和除铁后的钢渣通过皮带运输至回转筒内进行进行10-15min物料打散；

步骤四、一次磁选、筛分：

将步骤三得到的物料通过干式滚筒磁选机在磁场强度2500-3000oe下分选，分为占物料总重量17-22%的磁性物料和占物料总重量78-83%非磁性物料；分选出的磁性物料加入干式粗磨球磨机磨至粒度为-1mm的物料占比不小于80%时，加入两级振动筛分机（5mm振动筛与1mm振动筛组成）中筛分为粗粒的粒铁、中粒的渣钢和细粒的磁性粉料，分选出的非磁性物料加入振动筛组内，通过1mm振动筛和5mm振动筛逐级分离；两级振动筛分机中分离出的占钢渣总重量3-5%粒铁和渣钢可作为金属产品供炼钢转炉或电炉进行利用；非磁物料经过1mm振动筛分级后，得到占物料总重量23-25%的粗粒非磁物料和占物料总重量53-58%的细粒非磁物料，粗粒非磁物料的粒度范围较大，再经过5mm振动筛分级后，得到5mm以上物料作为废石供混凝土搅拌站或路基进行利用，得到1-5mm物料作为砂粒进行利用；细粒非磁物料的粒度较小、密度较低，可作为烟气脱硫剂或烧结配料剂进行利用；

步骤五、二次磁选分离：

将步骤四得到的1mm以下的细粒磁性粉料加入干式细磨球磨机，磨至粒度-300的物料占比不小于80%时，加入干式磁选机在磁场强度2200-2500oe下磁选分离，得到精铁矿。干式磁选机分选出占物料总重量5-7%的磁性物料作为铁精粉供烧结进行配料利用，分选出占物料总重量9-11%的非磁物料作为水泥配料进行利用。