矿渣微粉立式磨机生产工艺及其对比研究发布时间:2014-11-10 17:02:44 | 作者: 上海制砂设备厂家

导读:高炉炼铁会生成大量水淬矿渣,研究发现水渣具有水化特性,是一种潜在水硬性材料,通过粉磨制粉可激发其潜在活性从而替代部分水泥掺入混泥土中。本文简介了矿渣的成份及物化

 导读:高炉炼铁会生成大量水淬矿渣,研究发现水渣具有水化特性,是一种潜在水硬性材料,通过粉磨制粉可激发其潜在活性从而替代部分水泥掺入混泥土中。本文简介了矿渣的成份及物化特性作,探讨了目前矿粉制备的主要生产工艺,并介绍了立式磨机粉磨矿粉的工艺特点,对几种典型工艺方案进行了对比。

 
据中国钢铁工业协会表示,2010年中国生产粗钢近6.27亿吨,约占世界总产量的一半。在钢厂高炉(熔矿炉)炼铁时,焦炭燃烧产生1500℃的高温熔化了铁矿石、石英石、萤石等原料,氧化铁失去氧被还原成金属铁同时表面产生的非金属物即是高炉炉渣(冶金水渣)。目前钢铁行业每年固体废物产生量约1.7亿吨,其中高炉矿渣和废铁炉渣约5000万吨,铁合金渣90万吨,钢渣2000万吨,尘泥1660万吨,粉煤灰及炉渣540万吨。这些工业固体废弃物消耗了大量能源,处理不当会对环境产生严重影响。高炉矿渣在冶金废渣中占很大比例,如何科学合理开发利用这些矿渣,使之变废为宝是一项意义深远的课题。
 
1、矿渣微粉的生产工艺
 
从目前国内实际使用情况来看,矿渣微粉制备技术主要有立式磨机粉磨技术、辊压机联合粉磨或终粉磨生产技术、球磨机开流或圈流生产技术等,其中立式磨机粉磨技术出现的较晚,但是发展迅速,工艺及技术均较为成熟,已经成为矿渣粉磨的主流设备之一。
 
1.1 立磨生产工艺
 
立式磨机早出现于上个世纪二十年代的德国,经过近一个世纪的发展演变,立磨粉磨技术已经日趋成熟,在建材行业运用的越来越广泛,全世界立式磨机的生产厂家已达几十家之多,国外起步较早,主要有德国LOESCHE公司的LM立式磨机、Pfeiffer公司的MPS立式磨机、Polysius公司的RM立式磨机、丹麦F.L.Smith公司的Atox立式磨机、日本宇部公司的UB-LM立式磨机、日本川崎公司的OK立式磨机等。国内生产立式磨机的有天津院、合肥院、成都院、溧阳中材、沈阳重型机械厂、上海重型机械厂、北京电力、中兴重工、浙江同力等。现以年产35万吨矿渣立磨微粉生产线为例,简述其工艺流程。
合肥院建材装备公司生产的台矿渣立式磨机2800S于2007年8月份在上海某粉磨站投产运行,目前正常的工作产量超过合同规定的45吨/小时,产品比表面积420m2/kg以上,其工艺流程如图1所示:
 
1.jpg
1.jpg
 
35万吨/年矿渣微粉立磨粉磨工艺流程一:水淬矿渣从钢厂运输到原料堆场后,经翻土车或铲车运进喂料斗后被1号提升机输送矿渣仓中,被储存的矿渣原料经过4号皮带秤重经皮带输送机进入8号回转锁风喂料机,保证进料时的锁风后才能喂入11号立式磨机内粉磨,合格的产品经12号袋收尘器收集后由18号空气斜槽输送矿粉库中均化储存,粉磨时暂未合格的细粉被磨机排出后进入7号循环提升机后重新进入立磨研磨,此外循环系统可以保障系统节省部分电耗,6号永磁除铁器的设立还能把包容在矿渣内部的游离铁及粉磨时产生的金属物质排除出来,减少了金属对磨机材质的磨损及震动,经过实践的证明是可行可靠的。
 
此矿渣粉磨工艺系统对热风的需求比较严格,用户采用了燃煤热风炉对立磨输送热风(<350℃),充足稳定的热源对正常的生产是非常重要的,特别是当矿渣原料水份较大时。同时,原料仓的设计需要合理,不宜过大,否则矿渣很容易在仓内堆积结块,从而堵塞下料,同时水份过大的原料对入仓提升机也有很大的影响,会附着在提升机料斗上从而造成输送能力的下降,甚会堵塞提升机。为了解决此问题从而设计了以下工艺如图2所示:
 
2.jpg
 
35万吨/年矿渣微粉立磨粉磨工艺流程二:此工艺流程相比较前者优点在于减少了进料设备,简化了工艺,节省了投资和检修,但是1号进料斗的容量有限,为了系统的连续正常生产,铲车需要更加频繁的送料,增加了工人的工作量。
 
1.2 球磨机生产工艺
 
球磨机是一种传统的粉磨设备,于1876年问世、1891年已在工业领域内运用,比立磨相对要早技术相对成熟,直到上世纪90年代末,球磨机还是一种主要的矿渣粉磨生产设备。
 
球磨机用于矿渣粉磨的工艺相对比较复杂,主要有开路和闭路(也叫圈流)两种工艺,此外还包括预粉磨、混合粉磨和分别粉磨等。其中开路粉磨工艺流程较为简单,矿渣原料经球磨机粉磨和收尘器收集后即为成品,具有流程简单、设备少、投资少,但是容易出现过粉磨现象。开流磨用于水泥厂粉磨站多为分别粉磨工艺,即分别粉磨矿渣和熟料,然后经混合后成品出厂。值得注意的是,水淬矿渣原料含水量都较高,所以矿渣在进入料仓之前都要先经烘干机烘干(图示省略),矿渣球磨机开路粉磨工艺流程如图3所示:
 
3.jpg
 
2.几种生产工艺的比较
 
矿渣粉磨在近几年发展很快,综合来说,主要还是集中在立式磨机工艺、球磨机闭路系统及辊压机及球磨机联合粉磨系统等,他们的共同点为:都需要将矿渣原料粉磨高细粉(矿渣微粉),即微粉中的颗粒80%≤50um、比表面积≥380 m2/kg,其中≤10um的超细粉约占40%。
 
立式磨机由于本身结构特点其工艺流程简单,系统设备少,占地也较小,节省了土建投资,同时后续生产维护成本低,检修方便,单位成品电耗低,但是前期设备投资较大,适合规模较大的新生产线投资,以实现高投入高产出。
 
球磨机、高效选粉机闭路系统起步较早技术成熟,由于球磨机结构的特点,使得无法对矿渣原料进行烘干,因此需要增加烘干机等热源对湿矿渣热风烘干,然后进入球磨机粉磨,设备及土建投资较立式磨机要多,但由于采用超细选粉机,可分选出比表面积更高的微粉,而立磨或辊压机粉磨系统生产更细的微粉会导致系统电耗过高,产量急剧下降等问题。此系统适合旧厂改造转产或新建的粉磨站,产量规模也无法和立式磨机系统相比。
辊压机及球磨机联合粉磨系统的特点是消除了辊压机的边缘效应,充分发挥了辊压机粉碎效率高能耗较低的优点和球磨机产品颗粒分布宽、颗粒形态较好的长处,使得生产出的矿渣微粉可以有更高的掺加比例,而且易于生产比表大于450m2/kg的微粉,有效避免了过粉磨及吨产品电耗过高的现象,是目前应用比较多的工艺方案。但是缺点是设备工艺及生产管理复杂,还需要单独的烘干设备对原料进行有效烘干,土建投资占地较大,电耗较立磨或辊压机终粉磨系统较高(约高出10kWh/t左右)。辊压机球磨机联合粉磨系统的优势更多在于它的平均优势,因而也有一定市场认知度。
 
3.结束语
 
矿渣曾经作为一种工业废料,未得到有效利用,目前通过成熟的粉磨工艺(特别是立磨粉磨矿渣工艺)制备的矿渣微粉可以替代水泥用于混凝土中。这不仅变废为宝带来经济效益,还能对水泥建材行业的节能减排、降本提质及环境保护方面都有很大的积极作用,这也响应了国家关于建设“低碳环保的可持续性社会”的号召,促进了社会发展。

读文太累?试试人工客服!

工程师一对一为您服务,及时制定计划,及时提供投资估算!

021-58381997转人工客服

在线提交需求