钢渣粉磨选钢渣精矿粉减少磷带入量的探讨

马利科，赵鸿波，贾丽春

（本钢技术研究院，辽宁 本溪117021）

有效地处理与利用钢渣一直是钢铁企业不断努力的方向。钢铁厂一般都实施了含铁料全部回收利用的循环经济战略［1-2］，多数是采用磁选或重选的选矿方法来处理钢渣，选出较高品位的钢渣磁选粉或钢渣粒回用到炼铁和炼钢生产中［3-5］。本钢北营厂直接将钢渣粉回用到炼铁与炼钢生产中，本钢板材厂采用干法磁选的工艺方法将钢渣磁选成钢渣磁选粉用于炼铁烧结生产中［6］。尽管本钢板材厂对钢渣进行了处理，提高了钢渣磁选粉的含铁品位，但由于钢渣磁选粉含有较高的磷，带入炼铁生产中的磷多，造成了铁水中含磷量高，不利于冶炼高质量的钢种，还增加了炼钢的成本，限制了大部分钢渣的回收再利用。为了加大回收利用钢渣的数量，进行了利用磨矿机和磁选机将钢渣粉磁选成钢渣精矿粉的实验，检验成品钢渣精矿粉的含磷量，计算比较单位铁量带入磷量的变化情况，实验室结果可以减少单位铁量带入磷量72%以上，生产试验结果可以减少42.16%。

1 实验工艺方法

选取粒度为0～25 mm的钢渣粉作为实验用料，利用棒磨机进行了不同时间的磨矿实验，逐步增加磨矿时间。检验磨出的钢渣精矿粉粒度组成，确定-200目 （以下均指-0.074 mm粒级含量）占80%以上、占90%以上所需要的时间。再对其它钢渣粉进行磨矿，利用磁选管磁选机对符合粒度要求的钢渣细粉进行磁选实验，选出钢渣精矿粉成品。磨选工艺路线见图1所示，磁选电流为1.2 A。检验钢渣粉和钢渣精矿粉的含铁量和含磷量，对比成分变化，计算磁选法降低单位铁量带入磷量。

单位铁量带入磷量的计算如下：

图1 磨选工艺路线Fig.1 Process Flow for Grinding&Sorting

2 实验室实验结果及分析

（1）选取北营冶金渣钢渣粉和本钢铁矿石，利用棒磨机进行不同时间的磨矿实验，实验结果见表1。由表1可见，北营冶金渣钢渣在磨矿22 min和30 min时，可磨细度（以下均指-0.074 mm粒级含量）分别达到 55.8%和 63.9%；在磨矿时间92 min时，可磨细度才达到90%以上，选出的钢渣精矿粉的含铁品位分别是50.0%、51.1%、52.0%。铁矿石在磨矿时间12 min时，可磨细度达到80.1%，精矿粉的含铁品位达到了67.4%的水平。说明钢渣粉比铁矿石明显难磨，需要更长的磨矿时间，选出的钢渣精矿粉含铁品位明显不高；随着磨矿时间从22 min增加到92 min，尽管可磨细度达到了90%以上，增加了45.4%，但选出的钢渣精矿粉的品位只从50%提高到52%，说明提高磨矿细度对提高钢渣精矿粉的含铁品位作用不大。

表1 不同磨矿时间的磨矿细度情况Table 1 Grinding Fineness for Different Time in Grinding

（2）选择三种钢渣，利用磨矿机和磁选机将钢渣磨选成钢渣精矿粉，钢渣粉的可磨可选实验参数与磁选出的钢渣精矿粉的品位见表2。由表2可见，北营厂区和板材厂区的钢渣粉都需要进行90 min的磨矿才能保证可磨细度达到90%左右，选出的钢渣精矿粉含铁品位达到52%以上。

表2 钢渣粉的可磨可选实验参数与磁选出的钢渣精矿粉品位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）选出的钢渣精矿粉含磷量与钢渣粉的含磷量，以及单位含铁量带入含磷量的对比分析见表3和表4。由表3可见，原钢渣粉的含磷量分别为0.988%、0.624%、0.524%，通过湿法磁选方法选出来的精矿粉的含磷量分别为0.340%、0.288%、0.368%，明显低于原钢渣粉的含磷量，含磷量降低0.156～0.648百分点，降低的比率为29.8%～65.6%。说明通过磁选的方法，降低入炉的总磷量的技术路线是可行的。由表3还可看出，含硫量有升高也有降低，说明没有去硫效果或效果不大。

表3 钢渣粉与磨选试验选出的钢渣精矿粉含磷、含硫量的对比Table 3 Comparison of Content of Phosphorus and Sulphur in Steel Slag Powders and Steel Slag Concentrate Powders by Grinding and Sorting

表4 钢渣粉与通过磨选选出的钢渣精矿粉单位含铁量带入磷量的对比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可见，原钢渣粉单位铁量带入磷量分别为0.041 7%、0.021 4%、0.025 4%，通过磁选方法选出来的精矿粉的单位铁量带入磷量分别为0.006 5%、0.004 8%、0.007 1%。对比分析结果是通过磁选方法选出来的精矿粉的单位铁量带入磷量可以降低72%～84%，说明磁选法将钢渣粉处理为钢渣精矿粉，降低高炉入炉铁水总磷量的幅度是可观的。

3 生产试验结果及分析

利用北营厂区的选矿生产设备进行了生产试验，结果见表5。试验过程中发现有大量没有磨成粉料的片状粗颗粒，磨矿产率为33.83%。而实验室实验中可以通过增加磨矿时间将颗粒全部磨碎成粉料。

表5 生产试验钢渣粉与磨选的钢渣精矿粉单位含铁量带入磷量的对比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可见，生产试验取得了降低单位铁量带入磷量42.16%的效果，但生产试验的去磷效果不如实验室的好。分析原因是由于入选料的含磷值0.363%比实验室用料含磷值0.520%低0.157%，而且生产试验的精矿粉的产率33.83%比实验室的19.8%高14.03%。

此外，在有闲置的磨选生产工艺流程生产线的基础上，采用湿法磨选处理钢渣粉工艺不需要对矿山闲置的工艺流程进行大规模改造，能有效利用现有的生产线，是改造与投资最少的可行方法。本钢北营厂区目前有闲置的磨选生产工艺生产线，据此，可以采用湿法磨选处理钢渣粉工艺。

4 结语

通过磁选的方法提高钢渣精矿粉的含铁品位，降低单位铁量带入的磷量，进而降低生铁含磷量的工艺方法从技术上是可行的，能够去除单位铁量带入的磷量42.16%。本钢北营厂区目前有闲置的磨选生产工艺生产线，利用该生产线采用湿法磨选处理钢渣粉的工艺是合理的。