本发明属于粉磨技术领域，更具体的说，涉及一种钢渣基充填料磨细方法。
背景技术：
钢渣是钢厂冶炼过程中生产的工业废料，弃料既占场地又造成环境污染，若能在土石材料来源框对困难的道路工程建设中，将其作为路堤填筑材料应用，不仅可以解决筑路材料问题，同时也是处理钢厂废料的有效途径，对环境保护和工业废料的开发利用均具有重要意义。而将钢渣作为填料进行应用的过程中，粉磨是非常重要的环节。
现有粉磨工艺多采用高压辊磨机和球磨机的形式进行粉磨。高压双辊破碎机是两个处在同一水平面上的辊子相向旋转，使物料在两辊间被破碎的机械，虽然高压辊磨机可以实现连续粉磨，处理效率较高，但是其产生的边料较多，系统影响因素较多，相关性较复杂，响应时间较滞缓，调整费时费力，而传统的球磨机系统显得更加简单直观，调整周期更短，所以球磨机是粉磨水泥生料、熟料、石灰石、煤或其他脆性物料的设备，主要应用于选矿、建材、煤炭、冶金及化工等工业领域。粉磨大多采用铸钢或锻钢制造的钢球、钢棒或铸锻为粉磨介质。
但是无论采用哪种粉磨工艺，目前在粉磨过程中都存在粉磨效率与粉磨效果之间的矛盾，如果粉磨时间常，粉磨效果就会变好，但是生产效率也随之下降；如果过度讲究粉磨效率，缩短粉磨时间，又会导致粉磨效果变差；在冶金选矿领域，粉磨效果变差最主要体现在粉磨后的钢渣颗粒粒度不均匀，粉磨不充分，导致粉磨粒度难以达到预期的粒度，更为重要的是，钢渣颗粒的比表面积与孔隙率会影响到钢渣颗粒后续的冶金性能，如果粉磨效果不佳，就会导致磨出来的钢渣颗粒的比表面积与孔隙率达不到性能要求。
而现有技术中粉磨思路一般是：将原钢渣设定一定的粉磨时间，在该粉磨时间内粉磨后，对其进行筛分，将粒度达到要求的钢渣颗粒进行后续的使用，将粒度未达到要求的钢渣颗粒返回至下一批原钢渣中再一同进行磨细；该方式是将未磨细的钢渣颗粒返回进一步磨细，容易造成后面未达到粒度要求钢渣颗粒的累积，粉磨效率得不到本质上的提高。因此，对粉磨作业研究实施有针对性的技术措施，对于优化粉磨设备的工作条件，发挥粉磨设备高效的粉磨作用，提高钢渣基填料的使用有着重要的意义。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明针对现有粉磨过程中粉磨效果与粉磨效率之间存在矛盾的问题，提供了一种钢渣基充填料磨细方法，本发明通过将一定细粒度的钢渣颗粒返回至原钢渣中参与粉磨，提高原钢渣粉磨效率的同时保证了粉磨效果。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种钢渣基充填料磨细方法，将磨细后的钢渣颗粒加入至原钢渣中，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细；所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％。
优选地，其具体步骤为：
(1)将原钢渣进行破碎，破碎后的原钢渣进行干燥；
(2)取一批原钢渣，将该批原钢渣进行磨细并筛分，得到磨细后的钢渣颗粒，所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％；
(3)再取一批原钢渣，将磨细后的钢渣颗粒加入至该批原钢渣中，该钢渣颗粒与该批原钢渣一起进行磨细。
优选地，步骤(1)中破碎后的原钢渣中，粒度小于等于3mm原钢渣的占比大于75％。
优选地，步骤(1)中干燥后的原钢渣中水分含量为0.10％～0.35％。
优选地，步骤(2)磨细过程中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为10％～60％。
优选地，步骤(3)中磨细时间为30～90min。
优选地，所述磨细均通过干式球磨的方式进行磨细。
优选地，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细的过程中，钢渣颗粒和该批原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11。
优选地，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细的过程中，球磨机中的填充率为27～46％。
优选地，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细的过程中，球磨机的转速为195～315r/min。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的一种钢渣基充填料磨细方法，将磨细后的钢渣颗粒加入至原钢渣中，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细；所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％；通过将小粒度的钢渣颗粒返回至原钢渣中进行粉磨，该粒度分布范围的小粒度钢渣颗粒在粉磨过程中具有较好的自磨效果，并且有利于促进原钢渣在磨细过程中的运动，大大改善了原钢渣的磨细效果，并且提高磨细效率，降低粉磨设备能量消耗。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的矿物磨细方法，将磨细后的钢渣颗粒加入至原钢渣中，磨细后的钢渣颗粒与原钢渣一起进行磨细；所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％。其具体步骤为：
(1)将原钢渣进行破碎，破碎后的原钢渣中，控制粒度小于等于3mm原钢渣的占比大于75％；再将破碎后的原钢渣进行干燥，干燥后的原钢渣中水分含量控制为0.10％～0.24％；
(2)取一批原钢渣，将该批原钢渣进行磨细并筛分，得到磨细后的钢渣颗粒，所述磨细后的钢渣颗粒中，其中粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％；
(3)再取一批原钢渣，将磨细后的钢渣颗粒加入至该批原钢渣中，加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为10％～60％，该钢渣颗粒与该批原钢渣一起进行磨细；其通过干式球磨的方式进行磨细，钢渣颗粒和该批原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，球磨机中的填充率为27-46％，球磨机的转速为195-315r/min，磨细时间为30～90min。
现有技术中是简单地将粉磨时间延长或预粉磨再粉磨来提高产品比表面积。与本实施例的技术方案相比，现有技术消耗大量时间和能量，且效果不显著。
本实施例通过将小粒度的钢渣颗粒返回至原钢渣中进行粉磨，该粒度分布范围的小粒度钢渣颗粒在粉磨过程中具有较好的自磨效果，使得入球磨原料表面新生，增强了易磨性，提高了能量向产品表面自由能的转化效率，改善其后续使用性能，并且减少了副产品边料的输出、使得产品损失少且粒度均匀，并且提高磨细效率；另外借助物料粒径分布差异较大，细颗粒与大颗粒物料间的自磨作用增强的原理实现粉磨性能的改善，有利于促进原钢渣在磨细过程中的运动，降低粉磨设备能量消耗。
实施例1
本实施例中，使用破碎机将原钢渣进行破碎，破碎后的原钢渣中，控制粒度小于等于3mm原钢渣的占比大于75％，该粒度的控制有利于后续的磨细，本实施例中，破碎后原钢渣中>3mm的占24.1％，1-3mm占52.6％，-1mm的占23.3％。然后将原钢渣进行干燥，控制原钢渣中水分含量为0.10％～0.35％，原钢渣中水分含量可以为0.10％或0.35％，都有利于后续原钢渣的磨细，本实施例中原钢渣水分含量为0.24％。采用干式球磨的方法进行粉磨，取部分上述原钢渣放入球磨机中进行球磨，将球磨后的钢渣颗粒进行筛分，得到磨细后的钢渣颗粒，所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％；
再取部分原钢渣，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为10％，取70g磨细后的钢渣颗粒，630g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率控制在36％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
实施例2
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为20％，取140g磨细后的钢渣颗粒，560g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为33％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表2。
实施例3
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为30％，取210g磨细后的钢渣颗粒，490g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为31.5％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
实施例4
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为40％，取280g磨细后的钢渣颗粒，420g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为31％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
实施例5
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为50％，取350g磨细后的钢渣颗粒，350g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为30％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
实施例6
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为60％，取420g磨细后的钢渣颗粒，280g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为28.7％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
对比例1
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣，不加入磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中只加入原钢渣，取700g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为39％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
对比例2
本实施例也取实施例1中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为70％，取490g磨细后的钢渣颗粒，210g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为26％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间1h，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表1。
表1入磨1h返回不同比例磨细后的钢渣颗粒对粉磨的影响
实验结果如表1所示，从对比例1到实施例1，一直到对比例2，随着加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比在不断地增加，钢渣颗粒产品的孔隙率和比表面积整体上都在不断地增加，但是磨细后的钢渣颗粒加到60％后，孔隙率和比表面积反而出现下降，另外在考虑到加入过多磨细后的钢渣颗粒可能会影响到粉磨效率，所以磨细后的钢渣颗粒10％～60％的加入量较为合适。
实施例7
本实施例中，使用破碎机将原钢渣进行破碎，破碎后的原钢渣中，控制粒度小于等于3mm原钢渣的占比大于75％，该粒度的控制有利于后续的磨细，本实施例中，破碎后原钢渣中>3mm的占24.1％，1-3mm占52.6％，-1mm的占23.3％。然后将原钢渣进行干燥，控制原钢渣中水分含量为0.10％～0.35％，原钢渣中水分含量可以为0.10％或0.35％，都有利于后续原钢渣的磨细，本实施例中原钢渣水分含量为0.24％。采用干式球磨的方法进行粉磨，取部分上述原钢渣放入球磨机中进行球磨，将球磨后的钢渣颗粒进行筛分，得到磨细后的钢渣颗粒，所述磨细后的钢渣颗粒中，粒度小于200目钢渣颗粒的占比不少于80％；
采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为50％，取350g磨细后的钢渣颗粒，350g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为30％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间40min，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表2。
实施例8
本实施例也取实施例7中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为50％，取350g磨细后的钢渣颗粒，350g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为30％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间60min，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表2。
实施例9
本实施例也取实施例7中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为50％，取350g磨细后的钢渣颗粒，350g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为30％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间80min，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表2。
对比例3
本实施例也取实施例7中相同的原钢渣和磨细后的钢渣颗粒，采用干式球磨的方法进行粉磨，本实施例采用qmj型300×200球磨机进行球磨。本实施例中加入的磨细后的钢渣颗粒的质量比为50％，取350g磨细后的钢渣颗粒，350g原钢渣放入球磨机中，钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比1:4.5～11，其中1:4.5和1:11都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中钢渣颗粒和原钢渣两者总质量与钢球质量比为1:7，取5000g钢球放入球磨机；另外球磨机中的填充率应当控制在27～46％，27％和46％都可以达到较好的粉磨效果，本实施例中填充率为30％。球磨机的转速应当控制在195～315r/min，195r/min和315r/min可以达到较好的磨细效果，本实施例中球磨机的转速控制在265r/min。粉磨时间100min，然后取出钢渣颗粒产品，检测计算其堆密度、真密度、孔隙率和比表面积，结果见表2。
表2返回一次粉磨样50％不同粉磨时间对粉磨的影响
根据表2的实验结果，随着细磨时间的增大，粉磨样品的比表面积增加明显，继续延长时间，比表面积变化不大。考虑到实际生产中应考虑成本能耗、产率等因素进行相关参数，磨细时间控制为40～80min较为合适。
通过磨细后的钢渣颗粒与原钢渣共同磨细，能使钢渣颗粒表面新生，增大颗粒与颗粒间的自磨效果，增加颗粒表面自由能，降低堆密度，提高孔隙率，还有助于增大颗粒表面晶格缺陷，颗粒表面能的增加可增强表面活性，从而减少了粉磨工序且提高产品比表面积，实现提高球磨生产效率和节能降耗的目的。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。