短流程干法制砂工艺的制作方法

1.本发明属于水淬渣综合处理技术领域，具体涉及一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法。

背景技术：

2.水淬渣是水淬碱性化铁炉渣的简称，是一种表面粗糙多孔，质地轻脆，容易破碎的粒状渣，用于生产水淬渣的炉渣等对于冶金工业来说是一种用途不大的副产品，其中回转窑排出的颗粒物经水淬成粒后形成的固态物，即为回转窑水淬渣。在回转窑运行过程中，燃料燃烧不充分会导致水淬渣中还存有未完全燃烧的余碳，一般水淬渣中固定碳含量在10％-30％左右，根据燃烧工艺的选择，差异较大。除了固定碳，还有含有15％-60％左右的铁，其中铁含量的高低取决于原料中的铁含量。此外，还含有氧化钙、氧化镁、二氧化硅及微量铅、锌、银、铜等金属元素。目前对回转窑水淬渣的处置方法主要为含铁量低的外售至水泥厂，铁含量高进行选铁生产铁精粉或进入钢铁企业内部烧结系统进行烧结。含铁量低的水淬渣直接外售至水泥厂作为水泥原料，一方面未将水淬渣中的煤回收，造成了碳资源的浪费；另一方面未将其中的铁进行回收，造成了铁资源的浪费。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，以解决背景技术中的问题。

4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

5.一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，包括以下步骤：

6.步骤一、破碎筛分：将水淬渣送入鄂式破碎机进行破碎，粒径≤10mm的水淬渣通过振动给料机及振动筛进入干式磁选机；粒径＞10mm的水淬渣经振动筛返回鄂式破碎机进行再破碎；

7.步骤二、磁选干抛：破碎后的水淬渣进入干式磁选机后，磁性较强的铁矿吸附在磁力滚筒的皮带上然后收集得到低铁精粉；非磁性的煤渣则在离心力和重力作用下脱离皮带面，磁选机的磁场强度为3900-4000高斯；水淬渣经过磁选干抛后得到煤渣(碳热值可达到4000大卡)可返回回转窑作为燃料使用，得到的低铁精粉进入球磨工序；

8.步骤三、球磨：将低铁精粉运输至球磨机中研磨，球磨过程以水为介质进行研磨，经过高频筛分选，粒度≤150目的研磨铁粉的进入下一级磁选工艺，粒度＞150目的研磨铁粉返回球磨机再次研磨；

9.步骤四、磁选：向符合粒度的研磨铁粉中加入水调节成矿浆质量浓度30-40％的研磨铁粉矿浆，研磨铁粉矿浆用磁滑轮分选，溢流经浓缩泵送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；

10.步骤五、螺旋分级：高铁精粉进入螺旋分级机进一步分选出还原性铁粉与选铁尾泥，低速回转的螺旋能起一定的搅拌作用，矿浆经搅拌后，选铁尾泥悬浮于上面形成溢流，

由水槽端面溢流堰溢出，还原铁粉沉于槽底由螺旋运到出口排出。

11.进一步地，磁选和螺旋分级产生的选铁尾泥经过压滤机处理，含水率在8-12％，可作为水泥原料制备水泥。

12.进一步地，湿式磁选机转速为60-180r/mi n，冲洗水压为0.1-0.15mpa，冲洗水量为0.5-1t/h，磁场强度为500-800高斯。

13.本发明的有益效果：

14.本发明针对目前企业对含铁量低的水淬渣直接外售至水泥厂作为水泥原料，一方面未将水淬渣中的煤回收，造成了碳资源的浪费；另一方面未将其中的铁进行回收，造成了铁资源的浪费的问题为出发点，通过破碎筛分-磁选干抛-球磨-磁选-螺旋分级工艺步骤，分离出三种产物，一是煤渣，二是还原铁粉，三是选铁尾泥，达到了资源综合利用的目的，并且该工艺简单，不引入新的杂质，不采用有机分选试剂，不会产生有机废水，不仅对环境友好健康，还一定程度上提高企业效益。

附图说明

15.下面结合附图对本发明作进一步的说明。

16.图1是本发明一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法的流程图。

具体实施方式

17.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

18.实施例1

19.请参阅图1所示，采用本发明方法对湖南省娄底市某工业园区的水淬渣进行处理，水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁、碳的含量分别为0.03％，0.09％，0.1％，0.07％、16.60％和13.6％，包括以下步骤：

20.步骤一、破碎筛分：将水淬渣送入鄂式破碎机进行破碎，粒径≤10mm的水淬渣通过振动给料机及振动筛进入干式磁选机；粒径＞10mm的水淬渣经振动筛返回鄂式破碎机进行再破碎；

21.步骤二、磁选干抛：破碎后的水淬渣进入干式磁选机后，磁性较强的铁矿吸附在磁力滚筒的皮带上然后收集得到低铁精粉；非磁性的煤渣则在离心力和重力作用下脱离皮带面，磁选机的磁场强度为3900高斯；水淬渣经过磁选干抛后得到煤渣可返回回转窑作为燃料使用，得到的低铁精粉进入球磨工序；

22.步骤三、球磨：将低铁精粉运输至球磨机中研磨，球磨过程以水为介质进行研磨，经过高频筛分选，粒度≤150目的研磨铁粉的进入下一级磁选工艺，粒度＞150目的研磨铁粉返回球磨机再次研磨；

23.步骤四、磁选：向符合粒度的研磨铁粉中加入水调节成矿浆质量浓度30％的研磨铁粉矿浆，研磨铁粉矿浆用磁滑轮分选，溢流经浓缩泵送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；

24.步骤五、螺旋分级：高铁精粉进入螺旋分级机进一步分选还原性铁粉与选铁尾泥，低速回转的螺旋能起一定的搅拌作用，矿浆经搅拌后，选铁尾泥悬浮于上面形成溢流，由水槽端面溢流堰溢出，还原铁粉沉于槽底由螺旋运到出口排出。

25.其中，选铁尾泥由水槽端面溢流堰溢出后，经过滤机处理，使其含水率在8％，磁选和螺旋分级产生的选铁尾泥可作为水泥原料制备水泥。

26.其中，湿式磁选机转速为60r/mi n，冲洗水压为0.1mpa，冲洗水量为0.5t/h，磁场强度为500高斯。

27.实施例2

28.采用本发明方法对湖南省娄底市某工业园区的水淬渣进行处理，水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁、碳的含量分别为0.03％，0.09％，0.1％，0.07％、16.60％和13.6％，包括以下步骤：

29.步骤一、破碎筛分：将水淬渣送入鄂式破碎机进行破碎，粒径≤10mm的水淬渣通过振动给料机及振动筛进入干式磁选机；粒径＞10mm的水淬渣经振动筛返回鄂式破碎机进行再破碎；

30.步骤二、磁选干抛：破碎后的水淬渣进入干式磁选机后，磁性较强的铁矿吸附在磁力滚筒的皮带上然后收集得到低铁精粉；非磁性的煤渣则在离心力和重力作用下脱离皮带面，磁选机的磁场强度为3950高斯；水淬渣经过磁选干抛后得到煤渣可返回回转窑作为燃料使用，得到的低铁精粉进入球磨工序；

31.步骤三、球磨：将低铁精粉运输至球磨机中研磨，球磨过程以水为介质进行研磨，经过高频筛分选，粒度≤150目的研磨铁粉的进入下一级磁选工艺，粒度＞150目的研磨铁粉返回球磨机再次研磨；

32.步骤四、磁选：向符合粒度的研磨铁粉中加入水调节成矿浆质量浓度35％的研磨铁粉矿浆，研磨铁粉矿浆用磁滑轮分选，溢流经浓缩泵送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；

33.步骤五、螺旋分级：高铁精粉进入螺旋分级机进一步分选还原性铁粉与选铁尾泥，低速回转的螺旋能起一定的搅拌作用，矿浆经搅拌后，选铁尾泥悬浮于上面形成溢流，由水槽端面溢流堰溢出，还原铁粉沉于槽底由螺旋运到出口排出。

34.其中，选铁尾泥由水槽端面溢流堰溢出后，经过滤机处理，使其含水率在10％，磁选和螺旋分级产生的选铁尾泥可作为水泥原料制备水泥。

35.其中，湿式磁选机转速为80r/mi n，冲洗水压为0.12mpa，冲洗水量为0.8t/h，磁场强度为700高斯。

36.实施例3

37.采用本发明方法对湖南省娄底市某工业园区的水淬渣进行处理，水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁、碳的含量分别为0.03％，0.09％，0.1％，0.07％、16.60％和13.6％，包括以下步骤：

38.步骤一、破碎筛分：将水淬渣送入鄂式破碎机进行破碎，粒径≤10mm的水淬渣通过振动给料机及振动筛进入干式磁选机；粒径＞10mm的水淬渣经振动筛返回鄂式破碎机进行再破碎；

39.步骤二、磁选干抛：破碎后的水淬渣进入干式磁选机后，磁性较强的铁矿吸附在磁

力滚筒的皮带上然后收集得到低铁精粉；非磁性的煤渣则在离心力和重力作用下脱离皮带面，磁选机的磁场强度为4000高斯；水淬渣经过磁选干抛后得到煤渣可返回回转窑作为燃料使用，得到的低铁精粉进入球磨工序；

40.步骤三、将低铁精粉运输至球磨机中研磨，球磨过程以水为介质进行研磨，经过高频筛分选，粒度≤150目的研磨铁粉的进入下一级磁选工艺，粒度＞150目的研磨铁粉返回球磨机再次研磨；

41.步骤四、磁选：向符合粒度的研磨铁粉中加入水调节成矿浆质量浓度30-40％的研磨铁粉矿浆，研磨铁粉矿浆用磁滑轮分选，溢流经浓缩泵送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；

42.步骤五、螺旋分级：高铁精粉进入螺旋分级机进一步分选还原性铁粉与选铁尾泥，低速回转的螺旋能起一定的搅拌作用，矿浆经搅拌后，选铁尾泥悬浮于上面形成溢流，由水槽端面溢流堰溢出，还原铁粉沉于槽底由螺旋运到出口排出。

43.其中，选铁尾泥由水槽端面溢流堰溢出后，经过滤机处理，使其含水率在12％，磁选和螺旋分级产生的选铁尾泥可作为水泥原料制备水泥。

44.其中，湿式磁选机转速为180r/mi n，冲洗水压为0.15mpa，冲洗水量为1t/h，磁场强度为800高斯。

45.对实施例1-3所得还原铁粉和煤渣干燥处理后计量称重，计算还原铁粉回收率(％)和碳回收率(％)，测试结果如表1所示：

46.表1

47.项目还原铁粉回收率(％)碳回收率(％)实施例193.262.5实施例292.961.9实施例393.562.1

48.由表1可以看出，实施例1-3所述方法对水淬渣中还原铁粉的回收率在93％左右，碳回收率在60％以上，能够有效提高水淬渣的综合利用率。

49.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术特征：

1.一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、破碎筛分：将水淬渣经鄂式破碎机破碎得碎渣，碎渣进行筛分，粒径≤10mm的碎渣进入干式磁选机分选，得到低铁精粉和煤渣；步骤二、球磨：将低铁精粉运输至球磨机中研磨得到研磨铁粉，经过筛分得到粒度≤150目的研磨铁粉和粒度＞150目的研磨铁粉，向粒度≤150目的研磨铁粉中加入水调节成研磨铁粉矿浆，研磨铁粉矿浆用磁滑轮分选，溢流经浓缩泵送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；步骤三、螺旋分级：将高铁精粉送入螺旋分级机，分选出还原性铁粉与选铁尾泥。2.根据权利要求1所述的一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，筛分后粒径＞10mm的碎渣经振动筛返回鄂式破碎机进行再破碎。3.根据权利要求1所述的一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，干式磁选机的磁场强度为3900-4000高斯。4.根据权利要求1所述的一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，粒度＞150目的研磨铁粉返回球磨机再次研磨。5.根据权利要求1所述的一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，研磨铁粉矿浆的质量浓度为30-40％。6.根据权利要求1所述的一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，其特征在于，湿式磁选机转速为60-180r/min，冲洗水压为0.1-0.15mpa，冲洗水量为0.5-1t/h，磁场强度为500-800高斯。

技术总结

本发明公开了一种水淬渣回收碳、还原性铁的方法，属于水淬渣综合处理技术领域，包括以下步骤：步骤一、破碎筛分：将水淬渣送入鄂式破碎机进行破碎，粒径≤10mm的水淬渣通过振动给料机及振动筛进入干式磁选机；步骤二、磁选干抛：破碎后的水淬渣进入干式磁选机后，得到低铁精粉和煤渣；步骤三、球磨：将低铁精粉运输至球磨机中研磨，粒度符合的进入磁选工艺；步骤四、磁选：向符合粒度的研磨铁粉中加入水，用磁滑轮分选，溢流送到湿式磁选机磁选，磁性部分为高铁精粉，剩余部分为选铁尾泥；步骤五、螺旋分级：高铁精粉进入螺旋分级机分选出还原性铁粉与选铁尾泥，本发明工艺简单，还原性铁回收率高，实现了水淬渣的综合利用。实现了水淬渣的综合利用。实现了水淬渣的综合利用。

技术研发人员：李梦婷 谭龙辉 胡孝武 李贤明 黄慧 陈世勇

受保护的技术使用者：湖南博一环保科技有限公司

技术研发日：2021.12.24

技术公布日：2022/4/5



1.本发明涉及砂石生产工艺的领域，具体涉及一种短流程干法制砂工艺。

背景技术：

2.传统的机制砂工艺一般按照干法生产或湿法生产，对于现有的干法制砂技术来说，如何控制砂子的含泥量、降低成品砂子含粉量、降低制砂能耗、减少生产成本成为了目前亟待解决的难题。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种短流程干法制砂工艺，可以有效降低成品砂含泥量，成本砂子分量可控，工艺流程短，有效降低能耗。

4.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种短流程干法制砂工艺，包括以下步骤：

5.步骤一、脱泥工序：

6.将矿石原石通过脱泥设备进行脱泥处理，得到脱泥后的产物a；

7.步骤二、破碎工序：

8.将步骤一得到的产物a通过破碎设备进行破碎，得到产物b；

9.步骤三、第一次筛分工序：

10.将步骤二得到的产物b通过一次筛分设备进行第一次筛分，得到能通过所述一次筛分设备的产物c1和不能通过所述一次筛分设备的产物c2；

11.步骤四、循环工序：

12.将步骤三得到的产物c2返回至步骤二，并加入至所述破碎设备中；

13.步骤五、制砂工序：

14.将步骤三得到的产物c1通过制砂设备进行破碎制砂，得到产物d；

15.步骤六、第二次筛分工序：

16.将步骤五得到的产物d通过二次筛分设备进行第二次筛分，得到能通过所述二次筛分设备的产物e1和不能通过所述二次筛分设备的产物e2；

17.步骤七、循环工序：

18.将步骤六得到的产物e2返回至步骤五，并加入至所述制砂设备中；

19.步骤八、风选工序：

20.将步骤六得到的产物e1通过风选设备进行风选处理，得到直径依次增大的产物f1、f2、f3。

21.步骤一中所述脱泥设备为棒条机或辊式脱泥机，所述产物a的直径小于1000mm。

22.步骤二中所述破碎设备为颚式破碎机、反击破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机中的一种或多种，所述产物b的直径小于90mm。

23.步骤三中所述一次筛分设备为单层筛结构，并采用直线筛、圆振筛、香蕉筛、复频

筛中的一种，该一次筛分设备的筛孔直径为40

?

41mm。

24.步骤六中所述二次筛分设备为单层筛结构，并采用复频筛、高频筛、概率筛中的一种，该二次筛分设备的筛孔直径为5

?

6mm。

25.步骤八中所述风选设备为空气筛或选粉机，所述产物f1的直径小于0.075mm，产物f2的直径为0.075

?

3mm，产物f3的直径为3

?

5mm。

26.本发明的有益效果为：

27.1、本发明可以有效降低成品砂含泥量，成本砂子分量可控，工艺流程短，有效降低能耗；

28.2、本发明比传统工艺能耗低，清洁环保，效能大大提高；

29.3、本发明可以实现柔性制砂，制得的精品砂直径在0

?

3mm，一般砂直径在0

?

5mm；制砂直径可以根据市场需求进行调整。

附图说明

30.图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

31.下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

32.实施例：如附图1所示，这种短流程干法制砂工艺，包括以下步骤：

33.步骤一、脱泥工序：

34.将矿石原石通过脱泥设备进行脱泥处理，所述脱泥设备为棒条机或辊式脱泥机，得到脱泥后的产物a，产物a的直径小于1000mm；

35.步骤二、破碎工序：

36.将步骤一得到的产物a通过破碎设备进行破碎，所述破碎设备为颚式破碎机、反击破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机中的一种或多种，得到产物b，产物b的直径小于90mm；

37.步骤三、第一次筛分工序：

38.将步骤二得到的产物b通过一次筛分设备进行第一次筛分，该一次筛分设备为单层筛结构(其筛孔直径为40

?

41mm)，并采用直线筛、圆振筛、香蕉筛、复频筛中的一种，得到能通过所述一次筛分设备筛孔的产物c1和不能通过所述一次筛分设备筛孔的产物c2；

39.步骤四、循环工序：

40.将步骤三得到的产物c2返回至步骤二，并加入至所述破碎设备中；

41.步骤五、制砂工序：

42.将步骤三得到的产物c1通过制砂设备进行破碎制砂，得到产物d；

43.步骤六、第二次筛分工序：

44.将步骤五得到的产物d通过二次筛分设备进行第二次筛分，该二次筛分设备为单层筛结构(其筛孔直径为5

?

6mm)，并采用复频筛、高频筛、概率筛中的一种，得到能通过所述二次筛分设备筛孔的产物e1和不能通过所述二次筛分设备筛孔的产物e2；

45.步骤七、循环工序：

46.将步骤六得到的产物e2返回至步骤五，并加入至所述制砂设备中；

47.步骤八、风选工序：

48.将步骤六得到的产物e1通过风选设备进行风选处理，所述风选设备为空气筛或选粉机，得到直径依次增大的产物f1、f2、f3，所述产物f1的直径小于0.075mm，产物f2的直径为0.075

?

3mm，产物f3的直径为3

?

5mm。

49.与现有技术相比，本发明的有益效果为：

50.1、本发明可以有效降低成品砂含泥量，成本砂子分量可控，工艺流程短，有效降低能耗；

51.2、本发明比传统工艺能耗低，清洁环保，效能大大提高；

52.3、本发明可以实现柔性制砂，制得的精品砂直径在0

?

3mm，一般砂直径在0

?

5mm；制砂直径可以根据市场需求进行调整。

53.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：

1.一种短流程干法制砂工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、脱泥工序：将矿石原石通过脱泥设备进行脱泥处理，得到脱泥后的产物a；步骤二、破碎工序：将步骤一得到的产物a通过破碎设备进行破碎，得到产物b；步骤三、第一次筛分工序：将步骤二得到的产物b通过一次筛分设备进行第一次筛分，得到能通过所述一次筛分设备的产物c1和不能通过所述一次筛分设备的产物c2；步骤四、循环工序：将步骤三得到的产物c2返回至步骤二，并加入至所述破碎设备中；步骤五、制砂工序：将步骤三得到的产物c1通过制砂设备进行破碎制砂，得到产物d；步骤六、第二次筛分工序：将步骤五得到的产物d通过二次筛分设备进行第二次筛分，得到能通过所述二次筛分设备的产物e1和不能通过所述二次筛分设备的产物e2；步骤七、循环工序：将步骤六得到的产物e2返回至步骤五，并加入至所述制砂设备中；步骤八、风选工序：将步骤六得到的产物e1通过风选设备进行风选处理，得到直径依次增大的产物f1、f2、f3。2.根据权利要求1所述的短流程干法制砂工艺，其特征在于：步骤一中所述脱泥设备为棒条机或辊式脱泥机，所述产物a的直径小于1000mm。3.根据权利要求1所述的短流程干法制砂工艺，其特征在于：步骤二中所述破碎设备为颚式破碎机、反击破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机中的一种或多种，所述产物b的直径小于90mm。4.根据权利要求1所述的短流程干法制砂工艺，其特征在于：步骤三中所述一次筛分设备为单层筛结构，并采用直线筛、圆振筛、香蕉筛、复频筛中的一种，该一次筛分设备的筛孔直径为40

?

41mm。5.根据权利要求1所述的短流程干法制砂工艺，其特征在于：步骤六中所述二次筛分设备为单层筛结构，并采用复频筛、高频筛、概率筛中的一种，该二次筛分设备的筛孔直径为5

?

6mm。6.根据权利要求1所述的短流程干法制砂工艺，其特征在于：步骤八中所述风选设备为空气筛或选粉机，所述产物f1的直径小于0.075mm，产物f2的直径为0.075

?

3mm，产物f3的直径为3

?

5mm。

技术总结

本发明公开了一种短流程干法制砂工艺，涉及砂石生产工艺领域，包括脱泥工序、破碎工序、第一次筛分工序、循环工序、制砂工序、第二次筛分工序、循环工序和风选工序。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明可以有效降低成品砂含泥量，成本砂子分量可控，工艺流程短，有效降低能耗；本发明比传统工艺能耗低，清洁环保，效能大大提高；本发明可以实现柔性制砂，制得的精品砂直径在0

技术研发人员：杨运猛 刘晓蕾 汪宗国 叶诗豪 崔杨 童强 唐祺

受保护的技术使用者：库尔勒日昌升新材料有限公司

技术研发日：2021.08.27

技术公布日：2021/12/16