鋼渣粉磨選鋼渣精礦粉減少磷帶入量的探討

馬利科，趙鴻波，賈麗春

（本鋼技術研究院，遼寧 本溪117021）

有效地處理與利用鋼渣一直是鋼鐵企業不斷努力的方向。鋼鐵廠一般都實施了含鐵料全部回收利用的循環經濟戰略［1-2］，多數是采用磁選或重選的選礦方法來處理鋼渣，選出較高品位的鋼渣磁選粉或鋼渣粒回用到煉鐵和煉鋼生產中［3-5］。本鋼北營廠直接將鋼渣粉回用到煉鐵與煉鋼生產中，本鋼板材廠采用干法磁選的工藝方法將鋼渣磁選成鋼渣磁選粉用于煉鐵燒結生產中［6］。盡管本鋼板材廠對鋼渣進行了處理，提高了鋼渣磁選粉的含鐵品位，但由于鋼渣磁選粉含有較高的磷，帶入煉鐵生產中的磷多，造成了鐵水中含磷量高，不利于冶煉高質量的鋼種，還增加了煉鋼的成本，限制了大部分鋼渣的回收再利用。為了加大回收利用鋼渣的數量，進行了利用磨礦機和磁選機將鋼渣粉磁選成鋼渣精礦粉的實驗，檢驗成品鋼渣精礦粉的含磷量，計算比較單位鐵量帶入磷量的變化情況，實驗室結果可以減少單位鐵量帶入磷量72%以上，生產試驗結果可以減少42.16%。

1 實驗工藝方法

選取粒度為0～25 mm的鋼渣粉作為實驗用料，利用棒磨機進行了不同時間的磨礦實驗，逐步增加磨礦時間。檢驗磨出的鋼渣精礦粉粒度組成，確定-200目 （以下均指-0.074 mm粒級含量）占80%以上、占90%以上所需要的時間。再對其它鋼渣粉進行磨礦，利用磁選管磁選機對符合粒度要求的鋼渣細粉進行磁選實驗，選出鋼渣精礦粉成品。磨選工藝路線見圖1所示，磁選電流為1.2 A。檢驗鋼渣粉和鋼渣精礦粉的含鐵量和含磷量，對比成分變化，計算磁選法降低單位鐵量帶入磷量。

單位鐵量帶入磷量的計算如下：

圖1 磨選工藝路線Fig.1 Process Flow for Grinding&Sorting

2 實驗室實驗結果及分析

（1）選取北營冶金渣鋼渣粉和本鋼鐵礦石，利用棒磨機進行不同時間的磨礦實驗，實驗結果見表1。由表1可見，北營冶金渣鋼渣在磨礦22 min和30 min時，可磨細度（以下均指-0.074 mm粒級含量）分別達到 55.8%和 63.9%；在磨礦時間92 min時，可磨細度才達到90%以上，選出的鋼渣精礦粉的含鐵品位分別是50.0%、51.1%、52.0%。鐵礦石在磨礦時間12 min時，可磨細度達到80.1%，精礦粉的含鐵品位達到了67.4%的水平。說明鋼渣粉比鐵礦石明顯難磨，需要更長的磨礦時間，選出的鋼渣精礦粉含鐵品位明顯不高；隨著磨礦時間從22 min增加到92 min，盡管可磨細度達到了90%以上，增加了45.4%，但選出的鋼渣精礦粉的品位只從50%提高到52%，說明提高磨礦細度對提高鋼渣精礦粉的含鐵品位作用不大。

表1 不同磨礦時間的磨礦細度情況Table 1 Grinding Fineness for Different Time in Grinding

（2）選擇三種鋼渣，利用磨礦機和磁選機將鋼渣磨選成鋼渣精礦粉，鋼渣粉的可磨可選實驗參數與磁選出的鋼渣精礦粉的品位見表2。由表2可見，北營廠區和板材廠區的鋼渣粉都需要進行90 min的磨礦才能保證可磨細度達到90%左右，選出的鋼渣精礦粉含鐵品位達到52%以上。

表2 鋼渣粉的可磨可選實驗參數與磁選出的鋼渣精礦粉品位Table 2 Experiment Parameters of Steel Slag Powders Which Could be Ground and Sorted and Grade Levels for Steel Slag Concentrate Powders by Magnetic Separation

（3）選出的鋼渣精礦粉含磷量與鋼渣粉的含磷量，以及單位含鐵量帶入含磷量的對比分析見表3和表4。由表3可見，原鋼渣粉的含磷量分別為0.988%、0.624%、0.524%，通過濕法磁選方法選出來的精礦粉的含磷量分別為0.340%、0.288%、0.368%，明顯低于原鋼渣粉的含磷量，含磷量降低0.156～0.648百分點，降低的比率為29.8%～65.6%。說明通過磁選的方法，降低入爐的總磷量的技術路線是可行的。由表3還可看出，含硫量有升高也有降低，說明沒有去硫效果或效果不大。

表3 鋼渣粉與磨選試驗選出的鋼渣精礦粉含磷、含硫量的對比Table 3 Comparison of Content of Phosphorus and Sulphur in Steel Slag Powders and Steel Slag Concentrate Powders by Grinding and Sorting

表4 鋼渣粉與通過磨選選出的鋼渣精礦粉單位含鐵量帶入磷量的對比Table 4 Comparison of Iron Content Per Unit with Content Phosphorus in Steel Slag Powders and Steel Slag Concentrate Powders by Grinding and Sorting

由表4可見，原鋼渣粉單位鐵量帶入磷量分別為0.041 7%、0.021 4%、0.025 4%，通過磁選方法選出來的精礦粉的單位鐵量帶入磷量分別為0.006 5%、0.004 8%、0.007 1%。對比分析結果是通過磁選方法選出來的精礦粉的單位鐵量帶入磷量可以降低72%～84%，說明磁選法將鋼渣粉處理為鋼渣精礦粉，降低高爐入爐鐵水總磷量的幅度是可觀的。

3 生產試驗結果及分析

利用北營廠區的選礦生產設備進行了生產試驗，結果見表5。試驗過程中發現有大量沒有磨成粉料的片狀粗顆粒，磨礦產率為33.83%。而實驗室實驗中可以通過增加磨礦時間將顆粒全部磨碎成粉料。

表5 生產試驗鋼渣粉與磨選的鋼渣精礦粉單位含鐵量帶入磷量的對比Table 5 Comparison of Iron Content Per Unit with Phosphorus Content in Steel Slag Powders in Pilot Production and Steel Slag Concentrate Powders by Grinding and Sorting

由表5可見，生產試驗取得了降低單位鐵量帶入磷量42.16%的效果，但生產試驗的去磷效果不如實驗室的好。分析原因是由于入選料的含磷值0.363%比實驗室用料含磷值0.520%低0.157%，而且生產試驗的精礦粉的產率33.83%比實驗室的19.8%高14.03%。

此外，在有閑置的磨選生產工藝流程生產線的基礎上，采用濕法磨選處理鋼渣粉工藝不需要對礦山閑置的工藝流程進行大規模改造，能有效利用現有的生產線，是改造與投資最少的可行方法。本鋼北營廠區目前有閑置的磨選生產工藝生產線，據此，可以采用濕法磨選處理鋼渣粉工藝。

4 結語

通過磁選的方法提高鋼渣精礦粉的含鐵品位，降低單位鐵量帶入的磷量，進而降低生鐵含磷量的工藝方法從技術上是可行的，能夠去除單位鐵量帶入的磷量42.16%。本鋼北營廠區目前有閑置的磨選生產工藝生產線，利用該生產線采用濕法磨選處理鋼渣粉的工藝是合理的。