渣處理工藝簡介及水渣堆廠水渣水回收應(yīng)用

王?；?，王永林，王自學(xué)，周雪冰

（河鋼邯鋼邯寶煉鐵廠，河北 邯鄲 056000）

1 渣處理工藝分類

高爐爐渣是煉鐵生產(chǎn)過程中必不可少的副產(chǎn)物之一，它主要由礦石中的脈石、燃料中的灰分和溶劑中的非揮發(fā)物形成的熔融態(tài)冶煉廢渣。高爐爐渣可根據(jù)處理工藝既可以做水泥原料、絕熱保溫材料、輕質(zhì)混凝土骨料，也可制成礦渣磚、干渣塊等鋪路材料。

高爐爐渣的處理工藝主要分為干渣處理和水渣處理兩種。

干渣法是將高爐渣放進(jìn)干渣坑用空氣冷卻，并在渣層面上灑水，采用多層薄層放渣法，冷后破碎成適當(dāng)粒度的致密渣塊。因其環(huán)境污染較為嚴(yán)重，且資源利用率低，一般在生產(chǎn)中設(shè)置干渣坑，只在事故時使用。

水渣法是在爐前用高壓水或機(jī)械將爐渣沖制成水渣，再經(jīng)過渣水分離，然后將分離出的水渣通過皮帶機(jī)或渣車外運。因其渣粒度小，易粉碎；生產(chǎn)方法集中，生產(chǎn)能力較高，故得到了廣泛的運用。

水渣法按水渣的脫水方式，可分為：

1）轉(zhuǎn)鼓脫水法，如INBA法，熔渣經(jīng)水淬?；蟮乃鞯睫D(zhuǎn)鼓脫水器進(jìn)行脫水。

2）渣池過濾法，如底濾法，渣水混合物流入沉渣池，采用天車抓斗抓渣，渣池里的水通過渣池底部或側(cè)壁過濾層進(jìn)行過濾排水。

3）脫水槽法，如拉薩法，水淬后的渣漿經(jīng)渣漿泵輸送至脫水槽內(nèi)進(jìn)行脫水。

4）提升脫水法，如攪籠法，高爐熔渣渣流首先被機(jī)械破碎，進(jìn)行水淬后，在池內(nèi)用提升脫水器進(jìn)行提升脫水從而實現(xiàn)渣水分離。

2 邯鋼新區(qū)INBA法渣處理工藝

2.1 工藝流程

高爐爐渣在主鐵溝與鐵水分離后，經(jīng)熔渣溝進(jìn)

入?；话惭b在渣溝端部下面的?；鋰姵龅膸焊咚偎骺焖贀羲?，淬冷和?；纬深w粒狀水渣，粒化產(chǎn)生的渣水混合物，從?；?jīng)連接件流進(jìn)脫水轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的分配器、緩沖箱，進(jìn)入能夠自動調(diào)整轉(zhuǎn)速的脫水轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行渣水分離，渣水分離后，水渣由通過轉(zhuǎn)鼓中心的皮帶機(jī)系統(tǒng)運輸至水渣堆場堆放或裝車外運。水和細(xì)渣則透過濾網(wǎng)、支撐網(wǎng)進(jìn)入下部的集水池，細(xì)渣沉淀后經(jīng)底流泵再次打到連接件內(nèi)進(jìn)入脫水轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行二次分離，而水則通過熱水槽溢流進(jìn)入熱水池，沖渣水經(jīng)熱水泵提升至冷水塔進(jìn)行冷卻，再由沖渣泵送至?；淅^續(xù)沖渣，如此循環(huán)使用。

事故狀態(tài)下熔渣導(dǎo)入干渣坑，由干渣坑水泵打水冷卻?；?，裝車外運。

2.2 高爐INBA水渣處理工藝布置流程（見圖1）

圖1 高爐INBA水渣處理工藝布置流程圖

2.3 高爐INBA水渣處理工藝優(yōu)缺點

INBA法渣處理工藝具有工藝成熟,系統(tǒng)布置集中,可實現(xiàn)連續(xù)沖渣,水渣質(zhì)量好、系統(tǒng)作業(yè)率高等優(yōu)點。但同時其處理工藝也伴隨著很多缺點，如水耗高，渣水比例達(dá)1∶10；水淬時產(chǎn)生的硫化物（如H2S）排入大氣形成酸雨而污染環(huán)境；熔渣余熱未回收；水沖渣系統(tǒng)循環(huán)水中含有大量的細(xì)微顆粒對泵和閥門磨損非常嚴(yán)重，降低了設(shè)備使用壽命，增加了備件費用。

3 水渣堆場排水問題

3.1 水渣堆場現(xiàn)狀

由于水渣制作工藝的原因，水渣中含有大量的水，據(jù)資料顯示，噸渣新水消耗0.8~1.2 t。水渣通過皮帶機(jī)輸送到水渣堆場的過程中，除去自然蒸發(fā)、水池溢流等影響，現(xiàn)取系數(shù)為0.6。據(jù)統(tǒng)計，邯寶煉鐵廠一年的水渣產(chǎn)量約為170萬t,則一年內(nèi)水渣堆場的含水量高達(dá)170萬t×0.6=102萬t。

水渣通過皮帶機(jī)輸送至水渣堆場，伴隨著水渣在水渣堆場的靜止存放，大量的水從水渣中析出，并通過排水管到進(jìn)入地下回收管網(wǎng)。但由于這種水渣析出水中含著大量的細(xì)微顆粒，其在地下管道的流動中不斷的沉淀和吸附于管壁或者其它物體上并不斷累積，這樣日積月累就會造成堵塞管道，造成水渣水在地表四處流動，即污染了環(huán)境又造成大量的水浪費掉。

3.2 解決方案

為有效地解決上述問題，根據(jù)水渣水的特性，在水渣堆場一側(cè)排水口并排建造兩個沉淀池，讓水渣水先通過沉淀池沉淀后，再經(jīng)過明溝自然導(dǎo)流至水渣堆場另一側(cè)的回收池，回收池設(shè)置回收泵組，將經(jīng)沉淀的水輸送至水渣涼水池再利用，或者排入地下管道。沉淀池和明溝的作用是：在水渣水靜止和流動過程中，為水渣水中的細(xì)微顆粒析出提供足夠的靜止時間，讓其因自重而沉淀，從而減少水中顆粒的數(shù)量。其中沉淀池具備二級沉淀功能，回收池具備三級沉淀功能，而沉淀池底部的沉積物可通過其上部的電動抓斗定期清理，回收池利用工程車輛定期清理，以保證沉淀池和回收池能循環(huán)使用。

水渣水回收方案見圖2，沉淀池平面布置見圖3。

圖2 水渣水回收方案

圖3 沉淀池平面布置圖

沉淀池功能分類：根據(jù)水渣堆場水析出量，可以分為一次沉淀和二次沉淀。

一次沉淀：進(jìn)水口1和2，出水口4和5。排水量大，沉淀效果一般。

二次沉淀：進(jìn)水口2，出水口4。排水量小，沉淀效果好。

4 結(jié)語

INBA法渣處理工藝具有工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)、可實現(xiàn)連續(xù)沖渣,設(shè)備運行穩(wěn)定、系統(tǒng)作業(yè)率高、環(huán)保的優(yōu)點。在水渣堆場水渣水回收設(shè)施投入使用后，不僅解決了地下排水管道堵塞，水渣水地表四處流動的現(xiàn)象，而且回收的水基本上滿足了水渣工藝水的消耗。在鋼鐵行業(yè)嚴(yán)格的環(huán)保要求下，具有一定的推廣價值。