冶金污染及治理.doc

冶金污染及治理1钢渣的来源：一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、 平炉渣、 电炉渣。排出量约为粗钢产量的1520。2钢渣的性质：密度：由于含铁量高，所以密度较大，一般在3.1-3.6g/cm3.容重：不仅与密度有关，还与粒度有关，平路渣在2.17-2.20；电炉渣1.62；转炉渣1.74左右。易磨性：由于钢渣致密，因此耐磨。钢渣0.96：转炉渣0.7活性：由于含C3S.C2S等活性矿物；所以具有水硬胶凝性；稳定性；由于含有游离氧化钙，Mgo,c3s c2s等组分一定条件具有不稳定性钢渣在温度15001700下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675时)由型转变为型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。综述：1，钢渣疏松多孔，比表面积大，具有一定的吸附能力，而且钢渣的密度大，在水中的沉降速度快，易于固液分离。2，钢渣的碱性氧化物含量很高，因此溶于水时pH值较高3钢渣的成分：钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。CaO、SiO2和FeO,f-CaO含量比高炉渣多。矿物相以硅酸二钙为主, 因固溶P2O5, 所以是稳定相, 几乎无反应特性。钢渣遇水后, 水溶液呈强碱性, 可作为高炉水淬渣的碱性刺激剂来利用, 也是水硬性材质。4刚渣的危害：主要元素有：（S，P,O,H,N;）1，粉尘污染，影响空气质量；2，影响土壤酸碱度，以及生态平衡；3钢渣最大危害成分为fCaO, 其吸水后体积膨胀, 使钢渣在应用方面受到了很大的限制。，5钢渣的处理：1） 钢渣坑闷（又称热闷）是近年发展起来的一种新型的比较成熟的钢渣处理技术。将炼钢炉前送出的红渣直接倒入渣罐，降温后（钢渣内部不夹液态渣）倾入闷渣罐，盖上罐盖并配以适当的喷水工艺。由于钢渣含有一定的CaO、MgO，大块钢渣在坑闷罐内就会龟裂自解粉化，钢和渣自动分离。采用该技术，可获得70%80的小于20mm粒状钢渣。二、坑闷处理后的钢渣中含有渣钢，可以通过磁选提取。而钢渣的渣-钢还不能完全分离，因此还需要对钢渣进行进一步的破碎-筛分-磁选等处理，使渣-钢彻底分离，充分回收渣钢和铁粉，同时选出尾渣，不同粒度的渣钢和铁粉可以用于炼钢、炼铁、烧结，尾渣可以作为建筑、铺路用石子等，尾渣进一步深化加工可以生产钢渣水泥、干混砂浆等。三、破碎-筛分-磁选选出含铁渣钢后，剩余的尾渣既可用于干混砂浆、铺路、制砖，或者通过钢渣微粉处理，得到粒度在45m左右、筛余量2%、比表面积3600cm2/g的钢渣微粉，应用在水泥混凝土中等量替代硅酸盐水泥作为高性能水泥混凝土掺合料2） 水淬法液态高温渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎、速凝，在水幕中进行粒化。水淬工艺会因炼钢设备工艺布置、排渣特点不同而不同。如盘泼一水淬法，滚筒一水淬法等。盘泼法优点是：用水强制快速冷却，处理时间短，生产能力大；处理过程粉尘少；钢渣粒度小，可减少破碎、筛分的工作量，便于金属料回收；钢渣游离氧化钙含量较低，改善了钢渣的稳定性，有利于综合利用。缺点是：设备投资比较大；处理过程蒸汽直接排放量较大，对厂房和设备寿命有一定影响；操作工艺比较复杂；对钢渣的流动性有一定要求，粘度高、流动性差的钢渣不能用该方法处理。滚筒水淬法是将熔渣以适宜流速进入滚筒，在离心力和喷淋水作用下，熔渣被水激散并凝成小块而被收集。在滚筒内同时完成冷凝、破碎及渣、钢分离。宝钢经过多年探索，将1995年从俄罗斯拉乌尔钢铁公司引进的滚筒技术进行了多项改进，成功应用于宝钢、马钢等企业。改进后技术兼具工艺简化、流程短、设备布局紧凑、占地小等优点。水淬法目前是我国采用较多的方法之一。该类方法优点：是，处理量大、效率较高，处理后的钢渣游离氧化钙较低、粒化较为均匀且粒度分布较为理想，自由氧化钙消解也较为理想，渣中铁较少氧化，多以二价铁或金属铁存在，利于后续磁选分离。缺点：是对渣流动性要求较高，因冷却速度快，凝渣的相析出经历淬冷的非平衡演化完成，因此其结构内应力较大，化学活性相对较高，并存在时效相变的潜在机制。3）风碎法将出炉熔渣倒入中间罐，运到风淬装置处进行处理。处理时，熔渣流被高速喷出气流打碎并呈抛物线运动，最终落入水池并被捕集。用于风碎的气体可以是空气、惰性气体或高压蒸汽等，被加热的气体可通过另外热交换装置进行热量回收。该法处理获得的渣粒粒径较小、粒径分布范围较窄，此法处理的渣冷凝速度最快，自由氧化钙消解也最为彻底，各晶相分布均匀，晶粒非常细小。颗粒硬度较大，相对其他处理方式，凝渣的结构内应力最大，往往会在一周内或稍长时间出现时效相变与结构重组，重组后的主晶相主要是硅酸二钙，且晶粒变大。用该法处理转炉熔渣，如采用不同的气体做风碎介质，得到的凝渣微粒在性能上存在较大差异。如以空气或纯氧为介质，熔渣氧化剧烈，凝渣中铁以三价铁为主，后续铁组分基本无法磁选回收，因此铁损较大。如以氮气为介质，则凝渣中铁以二价铁为主，并有少量金属铁与之共存，经时效相变后可磁选部分回收金属铁。采用风碎工艺处理时，同样要求钢渣有良好的流动性与低粘度。日本福山制铁所最早开发并采用风碎法，回收预热。钢渣 - 新型工艺一种钢渣综合利用的方法，将钢渣予粉碎后，烘烤干燥，磁选筛分，磨细粉碎分级，湿法磁选分级，球团制造等工