取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉的资源化利用方法

摘要

本发明公开了一种取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉的资源化利用方法，包括以下步骤：1)收集取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉，将该废弃氧化镁粉与碳粉，及沥青粉按以下重量配比进行混合均匀：废弃氧化镁粉，60～95％；碳粉，0～30％；沥青粉，5～10％，得到混合原料；2)将所述混合原料造成直径为10～15mm的生球团，然后将所述生球团在190～210℃下保温0.8～1.2小时，制得镁碳球；3)将冷却后的镁碳球用作溅渣护炉料。本发明使用取向硅钢热处理后废氧化镁粉代替轻烧镁粉生产转炉溅渣护炉用镁碳球，该镁碳球机械强度高，能有效提高炉渣粘度，改善溅渣效果，从而使废弃氧化镁粉得到有效利用，节省了堆放用地，避免了地下水污染，具有环保和经济双重效应。

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化技术，具体地指一种取向硅钢热处 理后废弃氧化镁粉的资源化利用方法。

背景技术

在取向硅钢生产过程中，需在硅钢带表面涂上过量的硅钢级氧化 镁和少量其他添加剂进行二次退火，该热处理后仅有部分硅钢级氧化 镁与取向硅钢中的硅元素发生反应并保留在硅钢带表面，形成硅酸镁 底层，而其余未反应的氧化镁在钢带开卷过程中从硅钢带表面脱落， 并通过布袋除尘器收集于料斗中，收集得到的氧化镁粉末由于在加热 过程中失去原有的高反应活性，无法再次回用于硅钢生产，目前只能 作为固体废弃物堆放于渣场，未得到妥善利用，占用场地且污染环境。 硅钢级氧化镁仅用于取向硅钢的生产，文献中未见专门针对取向硅钢 热处理后废弃氧化镁粉的研究报道。

溅渣护炉是提高转炉寿命的重要技术，在溅渣护炉操作前，需使 用溅渣护炉料对转炉终渣进行改性，提高炉渣中氧化镁含量的同时降 低氧化亚铁的含量，使炉渣具有合适的粘度和耐火度，易于与炉衬相 结合形成溅渣层并具备一定的抗侵蚀能力。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉 的资源化利用方法，实现该废弃氧化镁粉的回收利用，并解决堆积占 地及环境污染问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种取向硅钢热处 理后废弃氧化镁粉的资源化利用方法，包括以下步骤：

1)收集取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉，将该废弃氧化镁粉与 碳粉，及沥青粉按以下重量配比进行混合均匀：废弃氧化镁粉，60～ 95％；碳粉，0～30％；沥青粉，5～10％，得到混合原料；

2)将所述混合原料造成直径为10～15mm的生球团，然后将所 述生球团在190～210℃下保温0.8～1.2小时，制得镁碳球，取出自 然冷却至室温；

3)将所述冷却后的镁碳球用作溅渣护炉料。

进一步地，所述步骤3)中，所述镁碳球的投加量为炉渣重量的 10～15％。

进一步地，所述步骤1)中，所述废弃氧化镁粉中成分重量含量 特征为：MgO≥90％，TiO₂≤10％，SiO₂≤2％，Al₂O₃≤2％，TFe≤ 1％，其他杂质≤1％，灼减量≤1％；所述废弃氧化镁粉的粒度为D50 ≤20μm。

进一步地，所述步骤1)中，将废弃氧化镁粉与碳粉，及沥青粉 按所述配比加入混料机中混合5～8min。

进一步地，所述步骤2)中，将所述混合原料送入造球机中加水 造球团，加水量为所述混合原料重量的5～10％。

进一步地，所述步骤2)中，所述生球团在195～200℃下保温1～ 1.2小时，制成熟球团。

更进一步地，所述步骤1)中，所述碳粉为焦末、煤粉，或石墨 粉中的一种或几种任意比例的组合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

其一，本发明从取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉的成分及粒度特 点出发，使用该废弃氧化镁粉代替轻烧镁粉生产转炉溅渣护炉用镁碳 球，该镁碳球机械强度高，能有效提高炉渣粘度，改善溅渣效果，从 而使取向硅钢热处理后废氧化镁粉得到有效利用，同时也节省了渣场 堆放用地，以废弃氧化镁粉堆积密度0.6t/m³，年废弃量10000t，平 均堆高3m计算，每年可节省用地约0.6亩。

其二，氧化镁可溶于水，渗入地下对当地水体硬度造成不利影响， 本发明避免了废弃氧化镁污染地下水源，对该废弃氧化镁粉的资源化 利用，每年可创造纯经济效益约400万元，因此，本发明具有明显的 环保和经济价值双重效应。

其三，该废弃氧化镁粉本身具有极细的粒度，无需球磨加工即可 直接参与混料，镁碳球成球方法简单、实用、有效，制备的镁碳球， 使用效果优良，成本低廉。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了 解本发明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1：

现场收集取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉，进行化学成分分析可 知该废弃氧化镁粉成分及含量(质量分数)如下：MgO，92.3％；TiO₂， 3.2％；SiO₂，1.6％；Al₂O₃，1.5％；TFe0.3％，其他杂质0.8％，通过 激光粒度分析仪测定该废弃氧化镁粉的粒度D50为18.6μm；然后将 该废弃氧化镁粉与碳粉，及沥青粉按重量配比60～95％：0～30％：5～ 10％，优选重量配比70％：25％：5％加入卧式螺带混料机中混合5～ 8min，优选混合8min，混合均匀后出料，得到混合原料，其中，原 料中的碳粉可为焦末、煤粉，或石墨粉中的一种或几种任意比例的组 合，此例中选用的是煤粉；

将上述混合原料送入圆盘造球机加水造成直径为10～15mm的 生球团，加水量为所述混合原料重量的5～10％，优选10％；然后将 生球团送入烘烤炉中于190～210℃，优选200℃下，保温0.8～1.2小 时，优选保温1小时，制得镁碳球，取出后自然冷却至室温；

将所述冷却后的镁碳球用作溅渣护炉料，以正常操作工位向炉内 吹入高压氮气进行溅渣护炉作业，镁碳球的投加量为炉渣重量的10～ 15％，优选投加量为15％。

经验证，该镁碳球可有效增加炉渣氧化镁含量并降低FeO含量， 溅渣结束后检查炉衬状况，炉渣挂渣效果良好，结果详见下表3。

实施例2：

现场收集取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉，进行化学成分分析可 知该废弃氧化镁粉成分及含量(质量分数)如下：MgO，94.3％；TiO₂， 2.3％；SiO₂，1.2％；Al₂O₃，0.9％；TFe0.3％，其他杂质0.7％，通过 激光粒度分析仪测定该废弃氧化镁粉的粒度D50为17.4μm；然后将 该废弃氧化镁粉与焦末，及沥青粉按重量配比60％：30％：10％加入 卧式螺带混料机中混合5～8min，混合均匀后出料，得到混合原料；

将上述混合原料送入圆盘造球机加水造成直径为10～15mm的 生球团，加水量为所述混合原料重量的5％；然后将生球团送入烘烤 炉中于200℃下保温1小时，制得镁碳球，取出后自然冷却至室温；

将所述冷却后的镁碳球用作溅渣护炉料，以正常操作工位向炉内 吹入高压氮气进行溅渣护炉作业，镁碳球的投加量为炉渣重量的 10％。

经验证，该镁碳球可有效增加炉渣氧化镁含量并降低FeO含量， 溅渣结束后检查炉衬状况，炉渣挂渣效果良好。

实施例3：

现场收集取向硅钢热处理后废弃氧化镁粉，进行化学成分分析可 知该废弃氧化镁粉成分及含量(质量分数)如下：MgO，90.7％；TiO₂， 5.1％；SiO₂，1.9％；Al₂O₃，1.2％；TFe0.4％，其他杂质0.7％，通过 激光粒度分析仪测定该废弃氧化镁粉的粒度D50为17.7μm；然后将 该废弃氧化镁粉与石墨，及沥青粉按重量配比80％：15％：5％加入 卧式螺带混料机中混合5～8min，混合均匀后出料，得到混合原料；

将上述混合原料送入圆盘造球机加水造成直径为10～15mm的 生球团，加水量为所述混合原料重量的8％；然后将生球团送入烘烤 炉中于200℃下保温1小时，制得镁碳球，取出后自然冷却至室温；

将所述冷却后的镁碳球用作溅渣护炉料，以正常操作工位向炉内 吹入高压氮气进行溅渣护炉作业，镁碳球的投加量为炉渣重量的 12％。

经验证，该镁碳球可有效增加炉渣氧化镁含量并降低FeO含量， 溅渣结束后检查炉衬状况，炉渣挂渣效果良好。

1)对实施例1～3制得的镁碳球进行化学成分分析(重量百分含 量)，结果如下表1：

实施例 MgO％ C％ SiO₂％ S％ 粒度 实施例1 64.2 28.3 1.1 ≤0.02 10～15mm 实施例2 56.1 38.5 0.72 ≤0.02 10～15mm 实施例3 72.4 19.6 1.5 ≤0.02 10～15mm

表1

表1结果表明，以废弃氧化镁粉为原料制备的镁碳球其化学成分 满足溅渣护炉作业要求。

2)对实施例1～3制得的镁碳球进行落下试验和抗压强度试验， 各取样品球10个进行试验，取平均值，结果如下表2：

实施例 落下强度(次·0.5m^-1) 抗压强度(N·个^-1) 实施例1 4.8 5.3 实施例2 6.2 7.1 实施例3 5.6 6.5

表2

表2结果表明，实施例1～3制得的镁碳球机械强度高，足以抵 抗运输过程中的颠簸冲击。

3)将实施例1制得的镁碳球用作溅渣护炉料，对转炉钢渣进行 改质，其中，冶炼钢种为Q345，转炉为80t，转炉出钢完毕，通过高 位料仓向炉内加入实施例1制得的镁碳球，镁碳球投入量为炉渣重量 的10％～15％，以正常操作工位向炉内吹入高压氮气进行溅渣护炉作 业，连续三炉重复试验，改质前后炉渣成分见下表3：

表3

表3结果表明实施例1的镁碳球可有效增加炉渣氧化镁含量并降 低FeO含量，从而提高了炉渣粘度，使得炉渣粘度适中，溅渣结束 后检查炉衬状况，炉渣挂渣效果良好，改善了溅渣效果。