[发明专利]一种冶金熔渣粒化处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金熔渣粒化处理系统及方法，属于冶金技术领域。

背景技术

金属冶炼均是从矿石中将金属元素以单质或合金的方式还原或提纯出 来，而与金属伴生的脉石等杂质元素作为金属冶炼的废弃物被排出。在火法 冶炼中，被排出的废弃物由于高温过程而以熔体方式排出，即所谓熔渣。熔 渣的主要成分是伴生的脉石等杂质元素，以及为使熔渣易于排出而加入的各 种助熔剂。

一般情况下熔渣成分取决与金属伴生的脉石，硅、钙、镁、铝作为地球 上的固体宏量元素是与金属伴生的主要元素，特别是硅元素。硅含量高的熔 渣黏度高不易与金属分离，往往加入富含钙、镁的化合物改变高硅熔渣物理 性质，使其易于分离。总之，冶金熔渣是一种极复杂的体系，其化学组成因 冶炼方法而不同。其中，由于硅、钙、镁、铝作为自然界的宏量元素普遍存 在，因此一般意义上冶金熔渣以硅、钙、镁、铝氧化物为主。

以硅、钙、镁、铝氧化物为主的冶金熔渣具有一定的水硬性活性可以作 为建筑材料使用，而冶金熔渣作为建筑材料使用需要解决两个问题：1)快 速冷却，以增加玻璃体含量，提高水硬性活性；2)粒化，冶金熔渣作为建 筑材料使用，无论是型砂化利用，还是粉体化利用，粒化是其使用的前提。 冶金熔渣的处理可以划分为两个阶段，即前级处理阶段：对冶金熔渣实施降 温、粒化；后级处理阶段：对冶金熔渣实施粉磨处理，所得粉体用作水硬性 胶凝材料，或对冶金熔渣实施制粒与分级处理，所得颗粒用作混凝土集料。

目前，冶金熔渣前级处理分为干法处理与湿法处理。最简单的干法处理 即自然冷却，所得干渣呈大块状难以利用，只能堆放，环境污染严重，现在 已很少使用，一般只在事故处理时，设置渣坑或渣罐出渣。湿法处理是目前 冶金熔渣处理的主流方式，其中以水淬处理最常用。水淬过程是快速冷却过 程，冶金熔渣得以玻璃体的形式保留，可以作为水泥原料，或用于制造渣砖、 轻质混凝土砌块，使资源得到合理的利用，同时水淬过程易于冶金熔渣碎裂， 使冶金熔渣粒化。

对于高硅、铝(SiO₂与Al₂O₃合量大于40％)低钙、镁(CaO、MgO合 量小于50％)的冶金熔渣，其主要矿物组成为硅酸一钙，硅酸一钙水化速度 慢，因此水淬处理对其水硬性特性影响不大。对于高钙、镁(CaO、MgO 合量大于50％)的冶金熔渣该方法存在一定缺陷，这类冶金熔渣中的矿物组 成中不仅有硅酸一钙，还有硅酸二钙、硅酸三钙等系列硅酸盐，硅酸二钙、 硅酸三钙水化速度快，因此水淬处理对其水硬性特性影响很大。由此，现有 的水淬处理不适用于上述冶金熔渣，同时现有的水淬处理也不能有效回收冶 金熔渣的显热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅可以保持冶金熔渣中硅酸二钙、硅酸三 钙的水化特性，还可以有效回收冶金熔渣的显热的冶金熔渣粒化处理系统及 方法。

为实现上述目的，本发明的一种冶金熔渣粒化处理系统及方法的具体技 术方案为：

一种冶金熔渣粒化处理系统，包括：滚筒，设置在渣沟的出口处，滚筒 内部设置有水冷装置，渣沟中的熔渣滴落在滚筒上被冷却，并由快速转动的 滚筒将熔渣以碎片形式甩出，落到振动溜槽上；振动溜槽，设置在滚筒的后 方，振动溜槽的内部设置有水冷装置，以碎片形式甩出的熔渣与振动溜槽碰 撞后被进一步粒化，并由振动溜槽汇集到筛分装置中；筛分装置，设置在振 动溜槽的后方，可将粒化后的熔渣进行筛分，以对细渣粒进行收集，并将大 颗粒熔渣输送到链篦机；链篦机，设置在筛分装置的后方，链篦机上设置有 水喷雾管，水喷雾管喷出的水雾可冷却熔渣，冷却后的熔渣由链篦机输送到 热焖罐中；热焖罐，设置在链篦机的后方，输送到热焖罐中的熔渣可在高压 蒸汽的作用下进行粒化及氧化物消解处理。