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1、摘要通过对攀钢本部及其西昌公司在生产中所产生的钢铁冶炼二次资源进行分类并分析其产生途径和化学成分，结合冶辅分公司生产冶金辅料的经验以及瑞海冶金材料分公司项目初设，对如何将钢铁冶炼二次资源应用到冶金辅料的生产中进行了阐述，并提出如何更加合理的应用这些二次资源，比如说利用这些二次资源生产新型造渣剂、终渣调整剂以及提钒冷固球团等。对钢铁冶炼二次资源的利用是所有钢铁企业所共同关注的问题，也是我们瑞海冶金材料分公司所重视的问题，回收利用好这些二次资源，不但大大节约了生产成本，提高了经济效益，也为环境的保护做出了巨大的贡献关键词：二次资源；冶金辅料；造渣剂；环境保护目录第一章 绪论11.1 钢铁冶炼二次资
2、源概述11.2 攀钢钢铁冶炼二次资源概况11.3 可应用于冶金辅料生产的钢铁冶炼二次资源11.3.1 可应用于冶金辅料生产的二次资源的产生途径21.3.1.1 氧化铁皮的产生途径21.3.1.2 污泥、油泥的产生途径21.3.1.3 除尘灰的产生途径21.3.1.4 废旧耐火材料21.3.2 可应用于冶金辅料生产的二次资源的具体分类及化学成分31.3.2.1 氧化铁皮的分类和主要化学成分31.3.2.2 污泥、油泥的分类和主要化学成分31.3.2.3 各类除尘灰的分类和主要化学成分31.3.2.4 废旧耐火材料的分类和主要化学成分41.4 小结5第二章 对攀钢及其西昌公司所产生的二次资源的应用
3、62.1 氧化铁皮的应用62.2 污泥、油泥的应用62.2.1 炼钢污泥的应用62.2.2 提钒污泥和油泥的应用72.3 除尘灰的应用72.3.1 炼铁除尘灰和提矾转炉除尘灰的应用72.3.2 炼钢除尘灰和厂房无组织排放灰尘的应用72.4 废旧耐火材料的应用82.5 小结10第三章 总结11参考文献12瑞海大学生见习论文第一章 绪论1.1 钢铁冶炼二次资源概述随着国家经济的高速增长，资源环境约束的矛盾日益突出，环境保护面临严峻的挑战，钢铁工业是我国国民经济的基础产业，钢铁用量占结构材料用量的80%90%，在社会经济发展中占重要的地位，但是过去我国钢铁工业的发展是粗放型，资源、能源消耗非常高，污
4、染也相当严重。钢铁工业生产的主要特点是工序多、流程长、设备规模大、资源密集、能源消耗大、环境污染严重1。而且生产过程中会产生大量的二次资源，例如：氧化铁皮、各类污泥、各类除尘灰、废旧耐火材料、钢渣、铁渣等。这些二次资源若直接排放不仅能给环境造成重大的污染，也会造成资源的极度浪费，因此对这些二次资源的回收利用已经成为所有钢铁行业共同关注的问题。1.2 攀钢钢铁冶炼二次资源概况攀钢本部目前综合生产规模（2007年）大概为年产钢664万吨、生铁659万吨、钢材612万吨，攀钢西昌钒钛资源综合利用项目设计综合生产规模（一期）为年产铁422.6万吨，钢380.9万吨，钢材370.2万吨。这么大规模的钢铁
5、产量，在生产过程中必然会产生大量的二次资源，对于这些二次资源的利用值得我们重视。根据冶辅分公司和攀钢多年的合作以及冶辅分公司多年开发冶金辅料的经验，西昌冶金材料分公司准备将攀钢西昌钒钛资源综合利用项目所产生的二次资源加以利用进行冶金辅料的开发。攀钢西昌钒钛资源综合利用项目所产生的几种具有代表性钢铁冶炼二次资源量大致如表1-1。表1-1 攀钢西昌钒钛资源综合利用项目所产生的钢铁冶炼二次资源量（部分）资源名称氧化铁皮污泥、油泥瓦斯灰（泥）各类除尘灰废旧耐火材料产量/万吨/年7.41.08.019.83.21.3 可应用于冶金辅料生产的钢铁冶炼二次资源钢铁冶炼二次资源种类很多，其中只有一部分可以用于
6、冶金辅料的生产，还有一部分用于其他用途。其中可用于生产冶金辅料的钢铁冶炼二次资源主要有四大类，分别是氧化铁皮、各类污泥、各类除尘灰以及废旧耐火材料。1.3.1 可应用于冶金辅料生产的二次资源的产生途径1.3.1.1 氧化铁皮的产生途径氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物；内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。氧化铁皮的结构是分层的，一般氧化铁皮的层次有三层：最外一层为Fe2O3，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是：细腻有光泽、松脆、易脱落，并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用；第二层
7、是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%；与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40%，FeO的性质发粘，粘到钢料上不易除掉2。在连铸轧钢过程中，钢材料表面的的氧化铁皮经机械或水力作用脱落，落入铁皮沟内经水冲至沉淀池，捞出后运至料场堆存，再经筛分后可予以利用。我国的氧化铁皮平均产出量为20kg/t钢材3，按照攀钢西昌钒钛资源综合利用项目的钢材产量可以估算出每年该项目能产生轧钢氧化铁皮7.4万吨左右。1.3.1.2 污泥、油泥的产生途径炼钢污泥是炼钢湿法除尘的产品，其产量较大，含铁高，有害杂质少，并含有相当数量的氧化钙等碱性氧化物。炼钢污泥粒度细，小于0
8、.074mm粒级在90%以上，故而脱水困难。污泥品位高，碱性物含量也高，污泥质量分数20%以下时，静置3h无沉淀；质量分数在50%65%时，粘度大脱水困难4,5。提钒污泥是转炉提钒时，一次除尘烟尘湿法冷却后形成的含铁泥尘。基本的物理特性和炼钢污泥相似。热轧冷却系统的水中含有较多的润滑油脂，粗、细氧化铁皮、泥砂等杂质。由于热轧过程中产生的氧化铁皮颗粒较细，油与金属颗粒以及泥砂等杂质粘合在一起，形成了具有较大粘性的油泥。1.3.1.3 除尘灰的产生途径工业生产中排放的大气污染物经过一定的除尘设备的处理，大部分颗粒废物经收集得到飞灰6。其成分于所收集的颗粒物气体有关，钢铁企业会产生大量的各类除尘灰，
9、一般都有很好的利用价值。1.3.1.4 废旧耐火材料耐火材料是钢铁冶金行业的重要辅助材料，在钢铁企业有着广泛的应用。钢铁行业每年消耗大量的耐火材料，同时也会产生大量的废旧耐火材料，废旧耐火材料的回收循环利用是我们急需解决的一个问题。炼钢过程中使用的耐火材料是有使用期限的，当这些耐火材料到达使用期限后，就成了废旧耐火材料，废旧耐火材料的可利用价值非常高，值得我们重视。1.3.2 可应用于冶金辅料生产的二次资源的具体分类及化学成分下面我们详细介绍一下能作为冶金辅料生产原料的钢铁冶炼二次资源的分类及其化学成分。1.3.2.1 氧化铁皮的分类和主要化学成分攀钢以及攀钢西昌钒钛资源综合利用项目在钢铁冶炼
10、过程中产生的氧化铁皮主要有轧钢氧化铁皮和炼钢氧化铁皮两种。X射线衍射物相分析表明，在氧化铁皮物相中浮氏体约占50%，其余为磁铁矿和-赤铁矿。钢料氧化后在扫描电镜观察下可以看出钢料表面氧化铁皮呈多孔结构，浮氏体出现在贴近钢料一面，其最外层-赤铁矿，两层间是磁铁矿7。轧钢、炼钢氧化铁皮的主要化学成分如表1-2。表1-2 轧钢氧化铁皮的主要化学成分8二次资源名称化学成分/%TFeMFeCaOSiO2轧钢氧化铁皮68.1474.171.000.50.770.561.95炼钢氧化铁皮60.3665.745.004.287.323.575.461.3.2.2 污泥、油泥的分类和主要化学成分攀钢生产所产生的
11、污泥、油泥主要分为炼钢污泥、提矾污泥和油泥三类。目前攀钢西昌钒钛资源综合利用项目一起产生少量的污泥，基本没有油泥。污泥、油泥的主要化学成分如表1-3。表1-3 炼钢污泥的主要化学成分8二次资源名称化学成分/%TFeMFeCaOSiO2炼钢污泥42.9147.601.0012.0623.873.404.81提钒污泥66.9085.083.7947.690.501.021.162.50油泥51.4772.950.500.502.481.012.351.3.2.3 各类除尘灰的分类和主要化学成分攀钢以及攀钢西昌钒钛资源综合利用项目在钢铁冶炼所产生的除尘灰主要分为：铁水罐除尘灰，炼铁其他除尘灰，炼钢高
12、钙除尘灰，炼钢转炉除尘灰，提矾转炉除尘灰及提矾、炼钢厂房内无组织排放灰尘。其主要主要化学成分如表1-4。表1-4 各类除尘灰的的主要化学成分8资源名称主要成分/%TFeCaOSiO2铁水罐除尘灰67.631.331.08炼铁其它除尘灰36.887.857.98炼钢高钙除尘灰4.4557.85CaO：8.9740.32MgO：15181.3813.76炼钢转炉除尘灰35.856.87.2提钒转炉除尘灰57.040.937.4提钒、炼钢厂房内无组织排放灰尘17.1657.126.1017.143.268.321.3.2.4 废旧耐火材料的分类和主要化学成分钢铁冶金行业需要的耐火材料种类非常多，因此
13、所产生的废旧耐火材料的种类也很多，废旧耐火材料的化学成分和未使用之前是有很大区别的，而且同一种耐火材料由于早不同的生产环境下使用，其废弃之后的成分也会有所区别，所以说废旧耐火材料的化学成分是不稳定的。下面列出攀钢以及攀钢西昌公司一些常见的废旧耐火材料及其化学成分，如表1-5。表1-5 常见废旧耐火材料的种类及其主要化学成分9资源名称主要成分/MgO%其他成分（%）镁碳砖6570C：814白镁砖8588钢包镁砖5560Al2O3：1520挡渣墙7075废干式振动料5565CaO：46 SiO2：812镁铬砖5560滑板、水口、塞棒Al2O3：6575钒制品厂打结料6570CaO：24 SiO2：
14、461.4 小结目前国内钢铁行业生产过程中产生的二次资源数量非常庞大，如果这些二次资源不能有效地加以利用就会成为危害我们赖以生存的自然环境，成为我们的社会的负担；如果我们能过找到一个有效而且彻底利用这些二次资源的途径，不仅能够给我们带来巨大的经济效益，而且还可以解决环境污染的问题；对于钢铁冶炼二次资源的有效合理利用已经成为需要整个钢铁冶金行业共同解决的问题。通过前面对攀钢西昌钒钛资源综合利用项目可能产生的一些可利用的二次资源的细致分析，有一部分二次资源可以利用到冶金辅料的生产中，例如氧化铁皮、污泥、油泥、除尘灰和废旧耐火材料等，怎样合理的将这些二次资源应用到冶金辅料的生产中，接下来我们做进一步的探讨。第二章 对攀钢及其西昌公司所产生的二次资源的应用2.1 氧化铁皮的应用由于氧化铁皮粒度较大（05mm），因此不能直接分选金属铁粉，如果要选金属铁粉则必须先进行烘干、细磨处理，但其硬度相对较高，需要特殊的磨矿设备才能处理，成本较高。氧化铁皮还可以做还原铁粉和磁性材料。由表1-2和可以看出，氧化铁皮TFe、CaO、SiO2等主要成分相对稳定，且TFe含量较高，CaO和SiO2含量较低，目前冶辅公司利用该类资源配加铁精矿及结合剂生产提钒冷固球团。由于该类资源丰富，提钒转炉对提钒冷固球团的需求量与资源量接近持平，预计在西昌新基地也用于加工
