摘要：國內(nèi)鋼渣二次處理尤其是磁選鐵粉提純工藝還不成熟，短流程、集約化、環(huán)保化磁選粉提純工藝是目前國內(nèi)鋼鐵冶金企業(yè)正在探索的工藝方向，鐵精粉替代冷卻劑和助熔劑返轉(zhuǎn)爐利用可最大限度提高鋼鐵渣利用附加值，從而實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)創(chuàng)建資源節(jié)約型和環(huán)保友好型的可持續(xù)發(fā)展終極目標。

關鍵詞：鋼渣磁選；粉鐵精粉；強磁風分選

中圖分類號：TD951 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0020-03

1 概述

我國鋼產(chǎn)量位居世界第一，鋼渣總量超過8000萬噸，鋼渣處理分一次、二次和三次處理，其中鋼渣二次處理主要針對固態(tài)鋼渣采用多級組合式破碎、多級篩分和多次磁選等工藝，產(chǎn)生的金屬料產(chǎn)品返煉鋼煉鐵生產(chǎn)，產(chǎn)生的部分鋼渣顆粒料替代冶金生產(chǎn)輔料，絕大部分鋼渣顆粒料作為混凝土集料和微粉原料使用。通過調(diào)研，目前國內(nèi)鞍鋼和唐鋼鋼渣二次處理做得比較成熟：

（1）鞍鋼對于鋼鐵渣的處理在全國走得比較早，于1989年從德國引進了240萬噸/年鋼渣處理生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的鋼渣磁選流程為：首先將經(jīng)過熱悶的鋼渣由自卸車運至料口，通過格篩，規(guī)格在300mm以下的鋼渣進入加工線，未進入加工線的大塊鋼渣由電磁磁盤選出其中的渣鋼。進入加工線后的鋼渣經(jīng)過兩級破碎、三級篩分、四級磁選生產(chǎn)出不同規(guī)格的粒鐵和磁選粉，其中，磁選粉可供燒結生產(chǎn)使用，粒鐵經(jīng)過深加工可直接代替部分廢鋼作為冷料加入轉(zhuǎn)爐進行煉鋼生產(chǎn)。該加工線生產(chǎn)的產(chǎn)品有：全鐵品味>85%的渣鋼，可直接供煉鋼使用；全鐵品味55%的粒鋼、全鐵品味45%的磁選粉，可作為燒結原料，磁選加工后的鋼尾渣金屬鐵含量在2%

以下。

（2）唐鋼鋼渣處理線的設計能力為120萬噸/年，占地面積約3500m2。唐鋼年產(chǎn)鋼渣117.5萬噸，全部由美國海穆公司與唐鋼的合資公司負責加工處理。經(jīng)灑水熱悶、破碎、磁選、篩分等工藝處理后，產(chǎn)生A料廢鋼、B料廢鋼、高品位鋼渣粉、中品位鋼渣粉、低品位鋼渣粉和尾渣等產(chǎn)品。其中，A料廢鋼、B料廢鋼、高品位鋼渣粉、中品位鋼渣粉、低品位鋼渣粉由唐鋼回收利用；尾渣由海穆公司負責處置或銷售。

國內(nèi)上述兩家公司均引進國外先進技術和工藝設備，鋼渣二次處理能力強，金屬料收得率較高，尾渣中金屬鐵含量低于行業(yè)平均水平，但磁選粉全鐵品味普遍在42%～45%之間，只能作為燒結原料，若選擇一種工藝能提高磁選粉品味，將高品位磁選粉做成冷固球團返轉(zhuǎn)爐替代助熔劑，將大大提高磁選粉附加值，促進鋼鐵渣資源的深度開發(fā)和利用。

2 鋼渣磁選粉提取鐵精粉的原理分析

2.1 工藝原理

鋼渣磁選粉中氧化鐵屬于高氧化和非磁性物質(zhì)，在傳統(tǒng)的選礦技術中屬于難磁選的礦物。如要實施傳統(tǒng)選礦技術一般可以采用制成球團后磁化焙燒加磁選，或采用剃度電磁磁選機磁選。采用上述兩種磁選方式，存在選礦成本高，磁選過程中會產(chǎn)生泥化、堵塞等現(xiàn)象以及鐵收得率低。鋼渣磁選粉中提取鐵精粉，主要是將Mfe、FeO、Fe2O3從鋼渣磁選粉中分離出來，并且鋅、硫、磷等屬非磁性物質(zhì)也得到了分離，也降低了鋅、硫、磷等的含量，從而提高鋼渣磁選粉的含鐵品位，使其成為鐵精粉。

2.2 設備原理

目前，國內(nèi)生產(chǎn)的磁選機一般的磁通量在900～1500GS，最大磁通量不超過2000GS，在鋼渣磁選鐵粉提純上均采用高壓水分離分選，在應用上需要大量的水資源，并進行污水處理。由于金屬Mfe鐵粉、FeO鐵粉、Fe2O3鐵粉在磁分選時需要不同磁通量，傳統(tǒng)的磁選機只能拿到金屬鐵Mfe鐵粉，鋼渣磁選粉中大量的FeO、Fe2O3鐵粉都被水沖走，收得率很低，分選效果很差，成本高，工廠建設要求高。

（1）磁輥磁通量的選擇。金屬Mfe鐵粉、FeO鐵粉、Fe2O3鐵粉被磁場吸牢，不被外力吹走，所需的磁通量見表1。

根據(jù)表1強磁風分離分選機磁輥磁通量選擇大于8000GS。

（2）強磁風分離分選機的結構原理。

強磁風分離分選機結構組成：一根200°磁區(qū)永磁強磁輥、一套無級變速傳動裝置（電機2.2kW）、二套氣刀裝置等。

結構示意如下圖：

3 鋼渣磁選粉深度提純生產(chǎn)線試制研究

3.1 工藝流程

鋼渣磁選粉提取鐵精粉的工藝是采用強永磁風分離分選的工藝技術，也就是在干粉狀態(tài)下利用強永磁磁選機，將弱磁性三氧化二鐵（Fe2O3）利用強永磁磁輥的磁場吸住，利用鋼渣磁選粉在磁表面運動翻滾時產(chǎn)生磁分散，利用無油無水干燥的壓縮空氣噴吹，使得非磁性氧化物與三氧化二鐵（Fe2O3）分離，隨后將吹起的粉塵利用抽風裝置將粉塵和氣體抽走，而被吸在磁輥表面的三氧化二鐵（Fe2O3）隨輥皮旋轉(zhuǎn)被帶到鐵粉（鐵精粉）落料區(qū)，達到選礦目的，得到再生鐵精粉。

強磁風分離分選工藝的流程如下圖2：

3.2 設備組成

強磁風分離分選工藝的設備組成：磁選鐵粉料倉、粉料螺旋輸送機、強磁風分離分選機、二套氣粉分離裝置、二臺風機、成品儲料倉、尾粉儲料倉、二套儲氣灌（0.5～1M3）、二套氣刀及氣壓控制裝置、輸送管道、二臺空壓機、操作控制臺等。設備清單見表2。

強磁風分離試驗分選線的用電量：粉料螺旋輸送機2.2kW、強磁風分離分選機3kW、空壓機7.5kW×2=15kW、風機7.5kW×2=15kW、出料螺旋機2.2kW×2=4.4kW，總裝機用電量為39.6kW。

整個工藝生產(chǎn)線設計密封，二套氣粉分離裝置采用脈沖式濾芯固氣分離器，過濾濾材選用小于1μm濾孔的復合塑料濾芯，尾氣粉塵排放≤30mg/m3，解決生產(chǎn)線的跑、冒、滴、漏。

強磁風分離試驗分選線的占地面積約40～50m2。

3.3 鋼渣磁選粉提取鐵精粉試制生產(chǎn)線試驗情況

我們采用強永磁滾筒和壓縮空氣，對鋼渣磁選粉進行強磁風分離的試驗。通過現(xiàn)場兩次試驗，分離試驗結果如表3：

試驗結論：（1）從表3化學成分中得知，鋼渣磁

（上接第21頁）

選粉通過強磁風分離后，全鐵含鐵量從36.1%提高到66.7%～72.89%，完全達到鐵精粉國家標準。

（2）鋼渣磁選粉分選收得率為45%～63%。

4 鋼渣磁選粉提純產(chǎn)品應用領域

鋼渣磁選粉經(jīng)風力強磁分選后，得到鐵精粉和尾渣微粉兩種產(chǎn)品。

4.1 鐵精粉的應用

（1）鋼渣磁選粉磁分選后，鐵粉含鐵量大于64%，其直接用來生產(chǎn)氧化球團供轉(zhuǎn)爐用作冷卻劑和助熔劑

使用。

（2）鐵精粉產(chǎn)品的拓展應用：可作為氧化鐵顏料原料的研究；可作為磁性材料原料的研究；可作為冶金粉末羰基鐵粉原料的研究；可作為還原鐵原料的研究。

4.2 尾渣微粉的應用

（1）尾渣直供水泥廠，作為生料或水泥混合材使用；（2）尾渣用于制磚廠制磚原料。

作者簡介：胡治春（1977—），男，湖北仙桃人，中冶寶鋼技術服務有限公司高級工程師，研究方向：冶金渣處理及綜合利用。