渣处理工艺简介及水渣堆厂水渣水回收应用

王保虎，王永林，王自学，周雪冰

（河钢邯钢邯宝炼铁厂，河北 邯郸 056000）

1 渣处理工艺分类

高炉炉渣是炼铁生产过程中必不可少的副产物之一，它主要由矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂中的非挥发物形成的熔融态冶炼废渣。高炉炉渣可根据处理工艺既可以做水泥原料、绝热保温材料、轻质混凝土骨料，也可制成矿渣砖、干渣块等铺路材料。

高炉炉渣的处理工艺主要分为干渣处理和水渣处理两种。

干渣法是将高炉渣放进干渣坑用空气冷却，并在渣层面上洒水，采用多层薄层放渣法，冷后破碎成适当粒度的致密渣块。因其环境污染较为严重，且资源利用率低，一般在生产中设置干渣坑，只在事故时使用。

水渣法是在炉前用高压水或机械将炉渣冲制成水渣，再经过渣水分离，然后将分离出的水渣通过皮带机或渣车外运。因其渣粒度小，易粉碎；生产方法集中，生产能力较高，故得到了广泛的运用。

水渣法按水渣的脱水方式，可分为：

1）转鼓脱水法，如INBA法，熔渣经水淬粒化后的水渣流到转鼓脱水器进行脱水。

2）渣池过滤法，如底滤法，渣水混合物流入沉渣池，采用天车抓斗抓渣，渣池里的水通过渣池底部或侧壁过滤层进行过滤排水。

3）脱水槽法，如拉萨法，水淬后的渣浆经渣浆泵输送至脱水槽内进行脱水。

4）提升脱水法，如搅笼法，高炉熔渣渣流首先被机械破碎，进行水淬后，在池内用提升脱水器进行提升脱水从而实现渣水分离。

2 邯钢新区INBA法渣处理工艺

2.1 工艺流程

高炉炉渣在主铁沟与铁水分离后，经熔渣沟进

入粒化塔，被安装在渣沟端部下面的粒化箱喷出的带压高速水流快速击碎，淬冷和粒化，形成颗粒状水渣，粒化产生的渣水混合物，从粒化塔经连接件流进脱水转鼓内的分配器、缓冲箱，进入能够自动调整转速的脱水转鼓进行渣水分离，渣水分离后，水渣由通过转鼓中心的皮带机系统运输至水渣堆场堆放或装车外运。水和细渣则透过滤网、支撑网进入下部的集水池，细渣沉淀后经底流泵再次打到连接件内进入脱水转鼓内进行二次分离，而水则通过热水槽溢流进入热水池，冲渣水经热水泵提升至冷水塔进行冷却，再由冲渣泵送至粒化箱继续冲渣，如此循环使用。

事故状态下熔渣导入干渣坑，由干渣坑水泵打水冷却粒化，装车外运。

2.2 高炉INBA水渣处理工艺布置流程（见图1）

图1 高炉INBA水渣处理工艺布置流程图

2.3 高炉INBA水渣处理工艺优缺点

INBA法渣处理工艺具有工艺成熟,系统布置集中,可实现连续冲渣,水渣质量好、系统作业率高等优点。但同时其处理工艺也伴随着很多缺点，如水耗高，渣水比例达1∶10；水淬时产生的硫化物（如H2S）排入大气形成酸雨而污染环境；熔渣余热未回收；水冲渣系统循环水中含有大量的细微颗粒对泵和阀门磨损非常严重，降低了设备使用寿命，增加了备件费用。

3 水渣堆场排水问题

3.1 水渣堆场现状

由于水渣制作工艺的原因，水渣中含有大量的水，据资料显示，吨渣新水消耗0.8~1.2 t。水渣通过皮带机输送到水渣堆场的过程中，除去自然蒸发、水池溢流等影响，现取系数为0.6。据统计，邯宝炼铁厂一年的水渣产量约为170万t,则一年内水渣堆场的含水量高达170万t×0.6=102万t。

水渣通过皮带机输送至水渣堆场，伴随着水渣在水渣堆场的静止存放，大量的水从水渣中析出，并通过排水管到进入地下回收管网。但由于这种水渣析出水中含着大量的细微颗粒，其在地下管道的流动中不断的沉淀和吸附于管壁或者其它物体上并不断累积，这样日积月累就会造成堵塞管道，造成水渣水在地表四处流动，即污染了环境又造成大量的水浪费掉。

3.2 解决方案

为有效地解决上述问题，根据水渣水的特性，在水渣堆场一侧排水口并排建造两个沉淀池，让水渣水先通过沉淀池沉淀后，再经过明沟自然导流至水渣堆场另一侧的回收池，回收池设置回收泵组，将经沉淀的水输送至水渣凉水池再利用，或者排入地下管道。沉淀池和明沟的作用是：在水渣水静止和流动过程中，为水渣水中的细微颗粒析出提供足够的静止时间，让其因自重而沉淀，从而减少水中颗粒的数量。其中沉淀池具备二级沉淀功能，回收池具备三级沉淀功能，而沉淀池底部的沉积物可通过其上部的电动抓斗定期清理，回收池利用工程车辆定期清理，以保证沉淀池和回收池能循环使用。

水渣水回收方案见图2，沉淀池平面布置见图3。

图2 水渣水回收方案

图3 沉淀池平面布置图

沉淀池功能分类：根据水渣堆场水析出量，可以分为一次沉淀和二次沉淀。

一次沉淀：进水口1和2，出水口4和5。排水量大，沉淀效果一般。

二次沉淀：进水口2，出水口4。排水量小，沉淀效果好。

4 结语

INBA法渣处理工艺具有工艺成熟、技术先进、可实现连续冲渣,设备运行稳定、系统作业率高、环保的优点。在水渣堆场水渣水回收设施投入使用后，不仅解决了地下排水管道堵塞，水渣水地表四处流动的现象，而且回收的水基本上满足了水渣工艺水的消耗。在钢铁行业严格的环保要求下，具有一定的推广价值。