铬渣替代白云石用于烧结炼铁掺加量的简化计算法

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇铬渣替代白云石用于烧结炼铁掺加量的简化计算法范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：在烧结炼铁中使用铬渣代替白云石能够实现对大量铬渣无害化综合利用。在烧结炼铁中铬渣的掺入量严重影响着烧结炼铁工艺以及高炉渣、粉尘和工艺废水中Cr6+污染物的含量。铬渣代替白云石用于烧结炼铁的无害化处理技术，能降低铬渣在烧结炼铁过程中对原有烧结炼铁的设备、工艺及运行参数的影响，合理确定铬渣的掺加量是该技术的一个关键。本文通过对烧结炼铁中掺加铬渣的前条件提分析，提出了理论上计算铬渣掺加量的方法及计算方法的简化。

关键词：铬渣 烧结炼铁 掺加量

一、在烧结炼铁中掺加铬渣的前提条件

在烧结炼铁中掺加铬渣实现铬渣无害化处理应当有两个前提：一个是Cr3+和Cr6+在烧结和炼铁的过程中会被还原成铬元素，另一个是CaO和MgO在铬渣中的含量与在白云石中的含量基本相当，其质量分数都在50%左右。

在烧结炼铁过程中， 必须把Cr6+ 还原为Cr3+，再将Cr3+还原为铬元素，即实现Cr6+的“解毒”。烧结炼铁工艺有着1000℃以上的高温以及局部的还原条件，同时也具备了将铬渣中的Cr6+ 还原为Cr3+，并最终还原成铬元素的热力学和动力学铬渣解毒条件。

按照CaO和MgO在铬渣中的含量与在白云石中的含量基本相当的前提，可以使用铬渣等量代替在烧结中加入的白云石量，即全量代替。但是由于铬渣堆存多年，铬渣中的CaO和MgO其活性均已失去，在烧结过程中只能在化学方面起到调节烧结碱度的作用，无法在提高料层透气性以及促进混合料的成球制粒方面代替生石灰，故老铬渣只能部分替代，无法实现对白云石的全量替代。

二、理论上计算铬渣掺加量的方法

理论计算铬渣的掺加量方法有两个，一是根据钢铁产品对含铬量的要求来计算，另一个是根据高炉渣对MgO或Al2O3的含量要求来计算。

（一）根据钢铁产品对含铬量的要求

根据不同钢铁产品对铬含量的不同要求，采用物料平衡法对铬渣的加入量进行理论计算，理论计算的一般程序为：①明确钢产品对铬的含量要求；②分析统计烧结原料的含铬量；③分析统计铁料中的含铬量；④统计分析铬在烧结、炼铁和炼钢过程中的转化率，通常情况下都是按照烧结料中85%的铬进入到需要炼钢的生铁，在炼钢的过程中生铁的铬进入钢铁中的含量会因为炼钢工艺的不同而有所不同，一般建材用钢材是按照50%-60%计算；⑤按照物料平衡的方法对以上获得的进行计算，确定铬渣中的铬含量，再根据铬渣中的铬含量来进一步确定需要加入铬渣的量。

（二）根据高炉渣对MgO或Al2O3的含量要求

根据高炉渣对MgO或Al2O3的含量要求理论上确定铬渣的加入量的计算过程为：①明确高炉渣对MgO或Al2O3的含量要求；②确定烧结矿中的其他物料（不含替代的白云石）中MgO或Al2O3的含量；③确定其他物料中（包括焦炭、球团矿以及块矿等，具体根据相应的工艺条件来确定）MgO或Al2O3的含量；④明确炉渣的产率；⑤根据炉渣数量和MgO或Al2O3的含量来确定输入的MgO或Al2O3总量；⑥用总的量减去其他物料（钢铁其他原料以及烧结料）中的MgO或Al2O3的含量便是铬渣中MgO或Al2O3的输入量；⑦根据MgO或Al2O3的的输入量及铬渣中的MgO或Al2O3的含量进一步确定应当掺入的铬渣量。

三、方法简化

对理论方法的简化，可以从MgO或Al2O3的计算简化和铬含量要求的简化两方面入手进行理论计算简化。

（一）MgO或Al2O3的计算简化。根据高炉渣中MgO或Al2O3的含量来计算出铬渣的加入量，采用加入铬渣引起MgO或Al2O3的含量增加比例进行简化计算，其步骤为：①确定高炉渣中MgO或Al2O3的含量；②确定高炉渣中允许MgO或Al2O3的最高含量；③计算①、②步骤中MgO或Al2O3含量的差值，该MgO或Al2O3的含量差值由铬渣配入；④确定每吨铁产生高炉渣的量；⑤根据步骤③、④计算出每吨铁中增加MgO或Al2O3的量；⑥根据铬渣中的MgO或Al2O3含量计算出铬渣的掺入量。

（二）铬含量要求的简化计算。如果烧结炼铁的产品是建材用钢，MgO或Al2O3为限制因素，对铬含量没有明确要求。如果烧结炼铁的产品用于高炉含铬生铁或不锈钢的生产，需要铬含量较高的原料，尤其是生产耐磨性钢材时，在烧结中掺入的铬渣可以较高。例如：锦州铁合金厂的炼铁工业化试验中，为了炼制含铬的刚强度以及高耐磨性的球磨机用铸铁球时，掺入的铬渣量为25%。因此，钢铁企业在对铬渣进行无害化综合利用中，可以生产没有严格要求铬含量的钢材和生铁。然而，铬渣加入量的增加必然会使高炉渣中的MgO或Al2O3大量增加，必然影响到烧结和炼铁的生产。

四、加入铬渣后对烧结炼铁以及环境的影响

在烧结炼铁中使用铬渣代替白云石，应当注意铬渣的掺加量对炼铁工艺和设备的影响以及渣掺加后的高炉渣、烧结与高炉烟气以及工艺废水对环境的影响。在掺加铬渣的过程中应当保证不调整原有烧结炼铁的工艺及设备及运行参数，并合理处理铬渣掺加后的高炉渣、烧结与高炉烟气以及工艺废水，减少对环境的污染。以青岛钢厂为例，青岛钢厂在对铬渣用于烧结炼铁的无害化处理中，采用逐渐增加铬渣加入量的方式，铬渣在1t生铁中的加入量为别15，25，40kg。在完全没有对烧结设备及运行参数的调整下，使用350m3高炉和105㎡烧结机对青岛红星化工厂的20万t历史堆积的铬渣实现了无害化综合利用。且铬渣掺加后的高炉渣、烧结与高炉烟气以及工艺废水的各项指标均达到了相关国家标准。

五、结束语：

实践证明，在烧结炼铁中采用铬渣代替白云石炼铁实现铬渣无害化利用过程中，简化计算方法是可行的。简化方法在应用过程中应当对烧结炼铁工艺进行分析，在完全不对烧结工艺、设备及运行参数的调整的情况下，合理控制铬渣的掺加量，在保证烧结炼铁产量的同时实现对铬渣进行无害化综合利用。

参考资料：

[1]孙英杰，杨肖杰，李东桂等.铬渣替代白云石用于烧结炼铁掺加量的简化计算法[J].无机盐工业，2009，41（5）：48-50.

[2]孟凡伟，朱元洪，肖勇等.铬渣烧结炼铁的应用研究[J].环境科学与管理，2010，35（11）：116-118，143.

[3]那贤昭，齐渊洪.铬渣在钢铁冶金过程中的资源化利用[J].钢铁研究学报，2009，21（4）：1-4.

[4]肖凯.铬渣的矿物属性框架及其化学处理方法[D].华中科技大学，2012.