TRM型立式辊磨粉磨冶金渣的现状

2019-02-26宋留庆聂文海柴星腾杜鑫

水泥技术 2019年1期

宋留庆，聂文海，柴星腾，杜鑫

1 引言

我国冶炼固废年排放量达5亿吨左右，其中矿渣和钢渣约3.5亿吨，有色金属冶炼渣约5 300万吨。冶炼渣主要用作水泥混合材、混凝土矿物掺合料或生产矿物岩棉等，冶金渣固废综合利用是集约利用资源、转变资源利用方式、建设生态文明的有效手段，是为工业又好又快发展提供资源保障的重要途径，也是解决工业领域资源处置与堆存不当所带来的环境污染和安全隐患的治本之策。2018年1月1日我国开始实施《中华人民共和国环境保护税法》，工业固废资源综合利用产业迎来了良好的发展机遇。

2 TRM型立式辊磨的特点与系统工艺流程

2.1 TRM型立式辊磨特点

目前，中材（天津）粉体科技装备有限公司已实现TRMS型立式辊磨系列化，产品涵盖产量25～220t/h的不同磨机规格，其主要技术特点如下：

（1）研磨部分采用平磨盘加锥形磨辊结构，易形成稳定料床；

（2）采用螺旋绞刀喂料装置，既可保证物料的流畅喂料，又能严密锁风；

（3）成品分选部分采用动静态结合的组合式高效笼型选粉机；

（4）磨机烘干能力强，可实现含水率30%物料的粉磨、烘干与高效选粉；

（5）磨机机械部件耐高温能力强，入磨气体温度可达400℃；

（6）每个磨辊可相对独立地对磨盘上的物料施压；（7）磨辊可以自行抬落，实现空载启动；（8）磨机操作简单，运行平稳，振动小；（9）成品细度控制准确，调节灵敏；

（10）磨辊可以在油缸作用下翻出机壳外，维修方便；

（11）配备远程在线监测及故障诊断系统，可对辊磨的主减速机和磨辊、分离器的轴承进行实时监测，便于设备维护和备件管理。

2.2 系统的工艺流程

采用单风机系统，工艺流程简单。针对冶金渣物料易磨性差、水分含量波动大、金属铁含量高的特点，重点对原料输送与喂料、系统除铁、烘干工艺和成品分选等环节做了特殊改进。具体流程见图1。

图1 辊磨粉磨系统工艺流程图

原料由喂料皮带经锁风喂料装置喂入磨内，经过下料锥落到磨盘中央，物料在磨盘转动产生的离心力的作用下向边缘流动，同时受到磨辊挤压而被粉碎，粉碎后的物料继续向边缘流动，并越过挡料圈，被风环处的高速热风带起，粗料回落到磨盘上再粉磨，细料上升到选粉机进行选粉，物料与热风充分接触而被烘干；未被风环处的热风带起的粗料落入风环下面的风室，与进入风室的热风进行热交换之后，由刮料板刮走并从排渣口排出，通过外循环系统重新与新喂料一起入磨，再次进行上述粉磨烘干过程。成品微粉随气流进入收尘器，并实现粉料与气流分离，收尘器捕集的成品通过空气输送斜槽、提升机等设备送入到成品库中。

热风炉提供的热风与循环风混合后，从磨机的进风口入磨，经风室、风环、磨机中壳体、选粉机、磨机出口、袋收尘器实现了与微粉产品的分离，分离后的混合风由主排风机排出，一部分排到大气中，一部分作为循环风与热风混合再度入磨。在辊磨中物料水分被热风逐级烘干。

冶金渣中含有一定量的金属铁，会加剧磨内结构磨损，因此，我们在辊磨粉磨工艺流程中对除铁工艺做了优化设计，做到除铁及时、彻底。在原料输送皮带上方悬挂皮带式除铁器，防止铁质异物进入磨内，破坏磨机碾磨构件；原料皮带和外循环皮带的头轮均采用磁滚筒，能够有效磁选含铁物质；外循环物料经振动给料机喂入磁选机或强磁性管道除铁器，可有效去除物料中的金属铁，延长磨机辊套和衬板的使用寿命，提高系统运转率和经济效益。

总之，TRM辊磨集粉磨、烘干、成品分选等功能于一体，能够满足不同易磨性和水分条件的物料粉磨。磨机采用水平磨盘和锥形磨辊，能够保证物料形成稳定的料床，磨机运行稳定且电耗低。特殊设计的除铁装置能够及时去除冶金渣中的金属铁，避免铁质富集造成磨损，大大延长了耐磨部件的使用寿命。新型高效笼形转子选粉机可灵活调节成品比表面积和细度。

3 TRM型辊磨粉磨冶金渣现状

3.1 TRMS型矿渣辊磨应用现状

矿渣（简称水渣）是炼铁时排出的、以硅酸钙和硅铝酸钙为主要成分的熔融物，是一种经水淬而形成的粒状活性材料，呈棕黄色、灰白色、黑褐色；多孔、疏散；粒径一般在10mm以下；松散容重为400～800kg/m3；自然含水率为5%～18%；其主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、FeO、MnO等[1]。

辊磨在矿渣粉磨领域得到了极其广泛的应用，自2005年公司开发的第一台TRMS32.2矿渣辊磨投产至今，我们已陆续开发出多种不同规格的辊磨，产量在25～230t/h。几种常见磨机的规格及其在典型项目上的运行工况见表1。

目前国内最大规格的辊磨是TRMS60.3，可实现单系统年产量120万吨以上，该粉磨系统主机配置见表2，系统工况运行数据见表3。

表1 TRMS矿渣辊磨常用规格和运行情况

表2 TRMS60.3矿渣粉磨系统主机配置

3.2 TRMG型钢渣辊磨应用现状

国内外众多学者对钢渣的资源化利用做了大量研究，认为钢渣超细粉磨后，作为水泥的混合材用来生产钢渣水泥，或用作混凝土的活性掺合料来配制高性能混凝土，是钢渣粉高附加值利用的有效途径[2]。钢渣易磨性差、生产成本高、市场接受程度低，因此钢渣粉磨并未大面积应用。我公司研究团队对国内外不同钢渣粉磨技术进行了调研和分析[3]，结果见表4。

从表4对比中可以看出，以不同粉磨系统的生产技术指标来看，辊磨、辊压机终粉磨、筒辊磨等具有明显的节能优势；以不同粉磨系统的主机设备运行稳定性和运转率来看，球磨机和辊磨运行稳定性较好；此外，辊磨系统烘干能力强，对原料粒度适应性最好；综合多方面比较，以辊磨终粉磨系统最优，具有广泛的推广应用前景[4]。

TRMG32.2钢渣辊磨分别于2013年和2014年在山西吕梁和江苏南通相继投产，经过短期调试后均达到了较为理想的使用效果。从磨机长时间的运行情况来看，产量可达40～47t/h，磨机压差2 800～3 000Pa，系统运行稳定，振动值小，垂直振动1.2～1.5mm/s，除铁效果和设备磨损情况较理想。TRMG32.2钢渣粉磨系统主机配置见表5，运行参数见表6，除铁效果见表7。

从表7中可以看出，外循环皮带永磁滚筒处除铁料含铁量高，钢渣中铁除尽率高达80%，回收铁的经济效益可观。

3.3 TRM型镍铁渣辊磨应用现状

镍铁渣按镍铁冶炼工艺分为电炉镍铁渣和高炉镍铁渣，其中，电炉镍铁渣一般为冶炼镍含量10%以上的高品位镍铁时产生的废渣，冶炼温度一般在1 400～1 600℃，该类型镍铁渣的活性指数一般，易磨性较差；高炉镍铁渣是冶炼镍含量4%以下的低品位镍铁时产生的废渣，冶炼温度一般在2 000～2 200℃，镍铁渣的活性指数较高，但易磨性更差。TRM型镍铁渣辊磨分别于2013年和2016年在山东滨州的电炉镍铁渣项目和广西玉林的高炉镍铁渣项目投产。镍铁渣粉磨系统运行参数见表8。系统生产能力、电耗和原料要求见表9。