一种电炉灰制球工艺
阅读说明：本技术 一种电炉灰制球工艺 (Electric furnace ash ball making process ) 是由 张梦露 刘晓轩 余志友 刘安治 夏文尧 郭海飞 滕秋明 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电炉灰制球工艺,包括以下步骤：(1)将电炉灰加入至OG泥中混合均匀后得到混合泥浆；(2)将混合泥浆消解12h以上；(3)将消解后的混合泥浆进行压滤脱水得到压滤泥,然后将压滤泥置于困料场进行困料得到坯料；(4)将坯料与粘结剂、低钙干基原料和水混合均匀后得到混合物料,再将混合物料压球得到球团。本发明将电炉灰与OG泥混合后充分消解,增强球团塑性,从而提高球团成球率和球团强度,降低粉化率,进而保证转底炉还原工艺的效率。(The invention discloses an electric furnace ash ball making process, which comprises the following steps: (1) adding electric furnace ash into OG sludge, and uniformly mixing to obtain mixed slurry; (2) digesting the mixed slurry for more than 12 h; (3) performing filter pressing and dehydration on the digested mixed slurry to obtain filter pressing mud, and then placing the filter pressing mud in an ageing basin for ageing to obtain a blank; (4) uniformly mixing the blank with a binder, a low-calcium dry-based raw material and water to obtain a mixed material, and then pelletizing the mixed material to obtain the pellet. The invention mixes the electric furnace ash and the OG mud and then fully digests the mixture to enhance the plasticity of the pellets, thereby improving the pelletizing rate and the strength of the pellets, reducing the pulverization rate and further ensuring the efficiency of the rotary hearth furnace reduction process.)
技术领域
本发明属于冶金环保领域，尤其涉及一种电炉灰制球工艺。
背景技术
我国钢铁企业粉尘总量一般为钢产量的8％-12％，产量巨大，随着各大钢厂对环保力度的加大，大力提倡固废资源化利用，即回收有价金属、实现“固废不出场”。
电炉灰是电炉炼钢过程中收集的除尘灰，其中锌含量约为8-10％，属危险固体废弃物，一经排放对自然环境甚至人体造成威胁；但由其含锌较高，不能直接回用至高炉炼铁实现循环处置。现有技术中，通常采用转底炉还原工艺处理含锌冶金粉尘，其主要通过直接还原工艺处理含锌冶金粉尘，炼制海绵铁返高炉炼铁及回收锌粉，从而实现冶金固废无害化处置。但是由于电炉灰中氧化钙的含量普遍较高其含量达到8-9wt％，若电炉灰中的氧化钙消解不完全会影响球团质量；因此为减少球团粉化率，电炉灰消解是一道重要工序。
OG泥是转炉炼钢过程的湿法除尘泥浆，含水量较高，一般为70-80％，其活性氧化钙含量较低，且其泥塑性较强。为综合利用电炉灰和OG泥，某转底炉生产基地目前采用的工艺如图1所示，具体流程如下：1)OG泥浆进行压滤脱水，压滤后的OG泥含水率为30-33％；2)将电炉灰与压滤后的OG泥以3:2的质量比混合得到含水率约10-13％的混料，并向混料中加水进行消解，其中消解时间不超过30分钟，加水后的混料的含水率约为25-30％；3)将消解后的混合料进行烘干，烘干后的混合料含水量约为1-3％，并送入缓存仓贮存；4)烘干后的混合料与其他干基原料、粘结剂(4％)及适量水(保证球团总含水率13-15％)混合均匀；5)将混合料送入制球机中制球。上述工艺存在以下弊端：1)电炉灰与压滤OG泥的混料含水量较低(约10-13％)，消解时间不够，电炉灰消解反应不能充分进行，最终导致球团成球性差、粉化率较高；2)OG泥浆本身活性氧化钙含量较低，但在烘干过程的高温条件下，氢氧化钙脱水再次生成活性氧化钙，导致混合料中活性氧化钙含量升高；3)压滤后的OG泥本身具有较好可塑性，有利于成球，烘干失去水分后其塑性降低，原料配比时就需加入更多的粘结剂，而导致生产成本较高；4)采用压滤脱水-烘干-加水的作业流程，导致能源浪费，运营成本居高。由此可见，富含氧化钙的电炉灰须经过充分消解，增强塑性方可压出高质量的球团，从而保证转底炉还原工艺的效率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种电炉灰制球工艺，将电炉灰与OG泥混合后充分消解，取消OG泥的烘干过程，便于增强球团塑性，从而提高球团成球率和球团强度，降低粉化率，进而保证转底炉还原工艺的效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种电炉灰制球工艺，包括以下步骤：
(1)投料：将电炉灰加入至OG泥中混合均匀后得到混合泥浆；
(2)消解：将所述混合泥浆消解12h以上；
(3)压滤、困料：将消解后的混合泥浆进行压滤脱水得到压滤泥，然后将所述压滤泥置于困料场进行困料后得到坯料；
(4)混料、制球：将所述坯料与低钙干基原料、水和粘结剂混合均匀后得到混合物料，再将所述混合物料压球得到球团。
优选地，所述步骤(1)中，所述OG泥的含水率为70～80％；所述混合泥浆的含水率为60～70％。
优选地，所述步骤(2)中，所述混合泥浆在防渗漏的消解池中进行消解。
优选地，所述步骤(3)中，所述压滤泥的含水率为30～33％。
优选地，所述步骤(3)中，所述困料时间≥24h。
优选地，所述步骤(3)中，所述困料场为防渗漏的困料场。
优选地，所述步骤(4)中，所述粘结剂的质量为坯料质量的1～3wt.％。
优选地，所述步骤(4)中，所述球团的含水率为13～15％。
优选地，所述步骤(4)中，所述低钙干基原料的质量为坯料质量的22～28wt.％，低钙干基原料采用高炉二次灰。
本发明所提供的电炉灰制球工艺，还具有以下几点有益效果：
1、本发明的电炉灰制球工艺，通过控制消解时间和消解时的含水率(消解时的含水率从原来的25-30％升至60～70％，消解时间由原来的不到30分钟增加至消解超过12h)，将电炉灰与OG泥混合后充分消解，从而增强球团塑性，从而提高球团成球率和球团强度，降低粉化率，进而保证转底炉还原工艺的效率；
2、本发明的电炉灰制球工艺，取消了OG泥的烘干工序，避免OG泥中氢氧化钙在高温条件下生成活性氧化钙，在节能环保的同时，也最大程度地发挥了OG泥的塑性，有利于降低粘结剂的使用量和能源消耗量，进一步控制成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为某转底炉生产基地电炉灰压球工艺的流程示意图；
图2为本发明提供的电炉灰制球工艺的流程示意图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
结合图2所示，本发明所提供的电炉灰制球工艺分为投料、消解、压滤、困料、混料、制球等工序，具体包括以下步骤：
(1)投料：将电炉灰加入至OG泥中混合均匀后得到混合泥浆；
具体过程为：首先将电炉灰加入到OG泥中混合均匀后得到混合泥浆，其中电炉灰是电炉炼钢过程中收集的除尘灰，包括一次除尘灰和二次除尘灰，电炉灰的锌含量约8～10wt％，氧化钙含量8～9wt％；OG泥的含水率为70～80％，两者混合均匀后得到含水率降低至60～70％的混合泥浆。
(2)消解：将所述混合泥浆消解12h以上；
具体过程为：将混合泥浆转移至消解池中进行消解，为保证消解反应完全，控制混合泥浆消解12h以上，其中由于电炉灰本身含有锌等有害重金属，因此消解池需要采用防渗漏的消解池(即消解池需进行防渗漏设计)。
(3)压滤、困料：将消解后的混合泥浆进行压滤脱水得到压滤泥，然后将所述压滤泥置于困料场进行困料后得到坯料；
具体过程为：将消解完全的混合泥浆进行压滤脱水得到含水率约为30～33％的压滤泥，然后将压滤泥转移至困料场中，困料时间≥24h后，得到坯料；此过程中消解反应还能够持续发生，能进一步保证消解完全；其中由于电炉灰本身含有锌等有害重金属，因此困料场同样需要采用防渗漏的困料场(即困料场需进行防渗漏设计)。
(4)混料、制球：将所述坯料与低钙干基原料、水和粘结剂混合均匀后得到混合物料，再将所述混合物料压球得到球团。
具体过程为：根据工艺配比将坯料与粘结剂以及低钙干基原料、水和粘结剂等原料混合均匀后，得到混合物料，然后再将混合物料送入对辊压球机得到球团；其中粘结剂的质量占坯料质量的1～3wt.％，低钙干基原料的质量为坯料质量的22～28wt.％，在进一步优选方案中低钙干基原料的质量为坯料质量的25wt.％，低钙干基原料采用高炉二次灰。最终制备的球团的含水率为13～15％，球团的落下强度≥5.0次/0.5m，成球率≥73.0％，在进一步优选方案中球团的落下强度在5.0～6.5次/0.5m。
下面结合具体的例子对本发明的电炉灰制球工艺作进一步介绍。
实施例1
本实施例中的电炉灰制球工艺如下：
(1)向含水率70％的OG泥中加入电炉灰，混合均匀后得到含水率60％的混合泥浆；
(2)将混合泥浆转移至消解池中消解12h以上，保证消解反应完全；
(3)将消解完全的混合泥浆进行压滤脱水，此时脱水后的压滤泥的含水率约为30％；然后将压滤泥浆置于困料场，困料24h后得到坯料，困料过程中消解反应还能够持续发生，进一步保证消解完全；
(4)根据工艺配比将坯料与低钙干基原料、水和粘结剂，将上述所有原料进行充分混合后，得到混合物料，其中粘结剂占坯料的3wt.％，低钙干基原料占坯料含量的25wt.％；再将混合原料送入对辊压球机制球得到球团，其中球团的含水率为13～15％；
经检测本实施例制备的球团的落下强度为6.2次/0.5m，成球率为85％。
实施例2
本实施例中的电炉灰制球工艺如下：
(1)向含水率75％的OG泥中加入电炉灰，混合均匀后得到含水率64％的混合泥浆；
(2)将混合泥浆转移至消解池中消解12h以上，保证消解反应完全；
(3)将消解完全的混合泥浆进行压滤脱水，此时脱水后的压滤泥的含水率约为33％；然后将压滤泥浆置于困料场，困料26h后得到坯料，困料过程中消解反应还能够持续发生，进一步保证消解完全；
(4)根据工艺配比将坯料与低钙干基原料、水和粘结剂，将上述所有原料进行充分混合后，得到混合物料，其中粘结剂占坯料的2.5wt.％，低钙干基原料占坯料含量的25wt.％；再将混合原料送入对辊压球机制球得到球团，其中球团的含水率为13～15％；
经检测本实施例制备的球团的落下强度为5次/0.5m，成球率为73％。
实施例3
本实施例中的电炉灰制球工艺如下：
(1)向含水率80％的OG泥中加入电炉灰，混合均匀后得到含水率70％的混合泥浆；
(2)将混合泥浆转移至消解池中消解12h以上，保证消解反应完全；
(3)将消解完全的混合泥浆进行压滤脱水，此时脱水后的压滤泥的含水率约为30％；然后将压滤泥浆置于困料场，困料27h后得到坯料，困料过程中消解反应还能够持续发生，进一步保证消解完全；
(4)根据工艺配比将坯料与低钙干基原料、水和粘结剂，将上述所有原料进行充分混合后，得到混合物料，其中粘结剂占坯料的3wt.％，低钙干基原料占坯料含量的25wt.％；再将混合原料送入对辊压球机制球得到球团，其中球团的含水率为13～15％；
经检测本实施例制备的球团的落下强度为6.0次/0.5m，成球率为81％。
对比例
采用图1所示的某转底炉生产基地电炉灰压球工艺：1)OG泥浆进行压滤脱水，压滤后的OG泥含水率为30-33％；2)将电炉灰与压滤后的OG泥以3:2的质量比混合得到含水率约10-13％的混料，并向混料中加水进行消解，其中消解时间不超过30分钟，加水后的混料的含水率约为25-30％；3)将消解后的混合料进行烘干，烘干后的混合料含水量约为1-3％，并送入缓存仓贮存；4)烘干后的混合料与其他干基原料、粘结剂(4％)及适量水(保证球团总含水率13-15％)混合均匀；5)将混合料送入制球机中制球。
经检测，本对比例制备的球团的落下强度为4.1次/0.5m，成球率为68％。
综上所述，本发明的电炉灰制球工艺，通过控制消解时间和消解时的含水率(消解时的含水率从原来的25-30％升至60～70％，消解时间由原来的不到30分钟增加至消解超过12h)，将电炉灰与OG泥混合后充分消解，增强球团塑性，从而提高球团成球率和球团强度，降低粉化率，进而保证转底炉还原工艺的效率。本发明的电炉灰制球工艺，取消了OG泥的烘干工序，避免OG泥中氢氧化钙在高温条件下生成活性氧化钙，也最大程度得发挥了OG泥的塑性，有利于降低粘结剂的使用量和能源消耗量，进一步控制成本。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
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