[发明专利]一种冶金渣水刀制粉方法

说明书

本发明公开了一种冶金渣水刀制粉方法，是将冶金渣以一定速度倾倒，然后进行高压水刀进行粒化，再经脱水处理、磁选分离、超细分级机进行分级，从而将钢粒与活性渣粉分离制得高活性超细渣粉，本发明采用超高压水刀对冶金渣进行粒化处理，与传统处理方法得到的钢渣相比，钢渣粒化后水化活性组分含量更高，且无需经过二次球磨便能制得超细高活性渣粉，可节省能耗及粒化处理时间；同时经过磁选分离后，钢粒中金属铁含量＞95wt％，可用作铁矿石原料返炼或制备磁性纳米材料；且经过高压水刀处理，钢渣中无游离态CaO、MgO，可用于制备耐火材料、3D打印材料或水泥，避免水泥硬化后期的膨胀，提高水泥产品的安定性。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种冶金渣水刀制粉方法。

背景技术

冶金渣广泛来源于钢铁冶金及有色金属冶炼过程，其主要化学成分与普通胶凝材料类似，含有SiO₂、A1₂O₃、FeOx及大量游离CaO、MgO，是一种可利用的水泥生产资源，然而这些大量存在的f-CaO、f-MgO形成温度较高、结晶好、水化活性低，因而水化速度很慢，且f-CaO遇水后水化形成Ca(OH)，体积膨胀98％，f-MgO遇水后水化形成Mg(OH)₂，体积膨胀148％，容易造成水泥硬化后期的膨胀；因此，若利用冶金渣中硅酸盐水泥熟料成分的优势，将冶金渣作为水硬性胶凝材料在建材领域应用，则大量存在的f-CaO、f-MgO将导致水泥产品安定性不合格，使冶金渣无法直接作为水硬性胶凝材料应用于建材领域；另一方面，经破碎、磁选出金属铁后，冶金渣中仍含有约15～30％的铁(以Fe₂O₃计)，主要以Fe₂O₃和FeO(RO相中)存在，换算为铁元素含量约为7～10％，也可回收利用；但是，我国冶金渣综合利用率仅为10％左右，且经济附加值低，大多应用于筑路和道路回填。

过去对冶金渣资源化利用的研究一直聚焦在渣的利用方面，而由于冶金渣易磨性差，胶凝活性低，远远不及其它两种工业废渣—矿渣、粉煤灰在建材行业利用所产生的效果；因此，过去大量的研究与工程实践集中在提高冶金渣胶凝活性方面，提出了采用机械活化、热活化和化学活化、复合活化等各种方法来提高冶金渣的胶凝活性，以机械活化和化学活化为主；机械活化粉磨能耗高，活化效果难达所愿：化学活化激发剂成本高，大规模产业化难以实现；各种活化方法对冶金渣来源有较强的针对性，普适性较差；因此，发展适用于不同来源冶金渣且易工业化的提高冶金渣活性的新技术成为研究热点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种冶金渣水刀制粉方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种冶金渣水刀制粉方法，包括如下步骤：

S1、将冶金渣以0.05～10吨/min的速度倾倒，然后用高压水刀进行粒化处理，之后落入水力分级室中进行分级，再经脱水处理；

S2、对脱水后的颗粒进行磁选分离，从而将钢粒与活性渣粉分离；

S3、将磁选后得到的活性渣粉送入转子线速度每秒100m的超细分级机进行干式风选分级，得到平均粒径≥200目和平均粒径＜400目的活性渣粉。

本发明中，冶金渣首先采用高压水刀进行粒化处理，粒化处理后渣粉中的Fe₂O₃、FeO、Fe、Fe₃O₄，因密度大，可进行水力分离，再进行磁选分离，从而得到不含铁的超细高活性渣粉；同时经过高压水刀处理，冶金渣中的f-CaO、f-MgO由于吸水转化成Ca(OH)₂、Mg(OH)₂，因此可用作耐火材料、3D打印材料或水泥，避免水泥硬化后期的膨胀，提高水泥产品的安定性。

其中，本发明冶金渣可以为高炉渣、转炉渣、电炉渣、钢铁或有色金属，其中存在液态渣即可。