石墨污泥组分分析及循环利用实践

王亮，钟王君，肖文帅

石墨污泥组分分析及循环利用实践

王亮1，钟王君1，肖文帅2

（1.衡阳华菱钢管有限公司，湖南衡阳，421001；2.郑州市污水净化有限公司，河南郑州，450044）

将热轧无缝钢管企业循环水处理运行过程中产生的石墨污泥自然干化后，对其组分进行了分析。结果表明：自然干化后，石墨污泥含水率为30.0%8～42.44%；可燃烧组分比例为7.00%～26.06%；不可燃组分比率为36.41%～57.61%。进一步分析表明，石墨污泥中不可燃组分中，氧化铁皮含量占86%。能够循环利用，用于烧结配矿，并进行了实践，为钢铁企业石墨污泥的处置提供了参考。

钢管；石墨污泥；组分分析；循环利用

1 引言

衡阳华菱钢管有限公司（简称衡钢）隶属于湖南华菱钢铁股份有限公司，系全球大型无缝钢管生产企业，中国第二大专业化无缝钢管生产企业，现拥有∮89、∮180、∮219、∮340、∮720等5条热轧钢管生产线。在生产过程中，为达到降低设备负荷，提高芯棒使用寿命，获得良好的钢管内壁表面质量的目的，均需使用水基石墨芯棒润滑剂，用于连轧管机组芯棒的润滑。轧制过程中，水基石墨润滑剂一部分因为高温成为轧制石墨废气，一部分通过铁皮沟进入浊环水循环系统，在平流池中沉淀形成石墨污泥。而对于石墨污泥的组分、循环利用情况研究，国内鲜有相关报道。钟珺等[1-2]对轧制石墨废气的治理，除尘处理设计和运行进行了深入研究，

本文以连轧机组、周轧机组产生的石墨污泥为研究对象，对其组分进行了分析，确定了其组成情况；开展了循环利用实践，并对循环利用过程中存在的问题进行了分析。

2 水基石墨润滑剂

石墨润滑剂为衡阳市某公司生产的JXR-2000水基石墨芯棒润滑剂，主要由石墨、复合树脂及多种添加剂经过复杂化学反应而成。主要技术指标如下：

外观：黑色粘稠液体

密度（15℃）：1.19±0.05g/cm3

pH：7～9

含水率：16.3%

黏度（25℃）:950±50 mpa.s

不挥发物（m/m）:30±10%

3 样品与方法

石墨污泥采用公司340机组、720机组浊环循环水系统平流池中的底泥，在自然环境下，干化10天后待用；

含水率：在105℃下干燥至恒重，散失部分质量即为水分；

可燃烧组分：在坩埚中灼烧至恒重，散失部分质量即为可燃烧组分；其余即为不可燃组分。

4 结果与分析

4.1 石墨污泥含水率

将石墨污泥在在105℃下干燥至恒重后称量，计算含水率，结果如图1所示。

从图1可以看出，各石墨污泥样品含水率分布不均，比例从30.08%～42.44%，同一机组产生的石墨污泥之间，含水率差异性也较大，可能与不同的轧制节凑、品种带入的氧化铁皮数量等有关，从而影响在自然干化过程中石墨污泥中水分的蒸发。

4.2 石墨污泥可燃组份

将石墨污泥在在坩埚中灼烧至恒重后称量，计算可燃组分比例，结果如图2所示。

从图2可看出，340机组和720机组产生的石墨污泥中，可燃组分比例的存在较大的差异，340机组产生的石墨污泥中，可燃组分比例为7%～7.69%，而720机组则为24.11～26.06%。这是因为340机组为连轧机组，720机组为周轧机组，连轧机组轧制节凑快，产量高，带入的氧化铁皮数量多，从而导致单位石墨污泥中残余的石墨润滑剂数量较小。

4.3 石墨污泥不可燃组分

将石墨污泥在在坩埚中灼烧至恒重后称量，减去水分、可燃组分，计算不可燃组分比例，结果如图3所示。

从图3可以看出，石墨污泥中比例最大的为不可燃组分，其比例为36.41～57.61%，且340机组产生的石墨污泥中不可燃组分比例高于720机组。这是由于720机组属于周轧机组，轧制节凑慢，产生的氧化铁皮数量较小，从而导致在平流池沉积形成的石墨污泥中可燃组分较少。

4.4 石墨污泥固体成分分析

为确定石墨污泥中不可燃组分的组成，将340-1号石墨污泥样品进行固体成分分析，结果表1。

从表1可以看出，石墨污泥不可燃组分中主要组成为Fe2O3，占86%，说明石墨污泥中不可燃组分主要为钢管轧制过程中产生的氧化铁皮。

5 循环利用实践与存在的问题

尽管石墨污泥属于无缝钢管轧制过程中产生的固体废弃物，但其它含铁率较高，如果能够进行循环利用，不仅能省去废弃物处理费用，还可以资源成本，考虑到其大部分组分为氧化铁皮，确定其循环利用思路为用于炼铁烧结配矿中加以利用。具体方法[3]如下：烧结返矿与石墨污泥的重量百分比为：烧结返矿60～80%；石墨污泥20～40%，选择二次料场端部作为石墨污泥和烧结返矿的混匀地点，先将烧结返矿平铺在二次料场端部，再将石墨污泥倒在上面，然后用铲车将烧结返矿和石墨污泥混和均匀，堆存3天以上，待两种物料自然渗透后，再用装载机取到皮带运输机料斗上，同其它铁料一起堆入中和料。

尽管石墨污泥烧结配料取得了初步的实践成功，但同时也存在一定的问题，应加以注意和解决：

（1）对原料场的主要影响：石墨污泥如果较稀，干化不够，送往原料场，下雨的话，很容易冲刷流走，污染周边环境；二期混合时就不容易打散，导致物料混合不均匀；

（2）对烧结的主要影响：由于石墨污泥中含有油类成分，在烧结过程中，容易挥发，导致电除尘系统除尘效果变差，甚至引起电场内油滴起火燃烧；在水分含量较高时，对烧结矿的化学组分也会引起一定的波动。

6 结论

（1）热轧无缝钢管企业产生的石墨污泥含水率为30.08～42.44%；可燃烧组分比例为7.00～26.06%；不可燃组分比率为36.41～57.61%。

（2）不同的无缝钢管轧制机组，产生的石墨污泥中各组分存在一定的差异。

（3）热轧无缝钢管企业产生的石墨污泥中，不可燃组分大部分为氧化铁皮，具有回收循环利用的价值。

（4）用于循环利用、适合烧结配矿的石墨污泥含水率、含油类物质比例上限有待进一步确定。

[1]钟王君.连轧管机石墨粉尘治理实践[J].河南冶金,2004,12(2):48-50.

[2]钟王君,阳卫国.无缝钢管厂轧制烟尘处理设计及运行[J].工业安全与环保,2004,30(6):4-5.

[3]田发超,吴龙根,冯晓霞.一种用于烧结配矿含油石墨污泥的处理方法:中国,CN102212682A.C22B.2011-10-12.

Analysis of Components in Graphite Sludge from Hot-rolled Pipe Plant and Recycling Practice

Wang Liang1,Zhong Jun1,Xiao Wenshuai2

(1.Hengyang Valin Steel Tube Co.,Ltd.,Hengyang,Hunan 421001；2.Zhengzhou Sewage Purification Co.,Ltd.，Zhengzhou,Henan 450044,China)

After natural drying of the graphite sludge from the circulating water treatment of hot-rolled seamless steel pipe plant,the components of the sludge were analyzed.The results showed that after natural drying the moisture content of the graphite sludge was 30.08%～42.44%,the proportion of combustible ingredients was 7.00%～26.06%and ratio of non-combustible component was 36.41%～57.61%.Further analysis showed that in the incombustible components of graphite sludge,iron oxide content stood at 86%,which proved that it can be recovered and reused in sinter ore blending.Practice of recovering the graphite sludge has been carried out,to provide reference on treatment of graphite sludge for steelmakers

steel pipe;graphite sludge;component analysis;recycle

TQ09

B

1006-6764（2015）01-0052-03

2014-06-12

∶王亮(1986-)，男，湖南岳阳人，硕士研究生，助理工程师，现从事钢铁企业环保管理与技术工作。