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     社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，使得用戶對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的種類和質(zhì)量要求越來越高。硫是鋼中的有害元素，要生產(chǎn)高質(zhì)量的鋼尤其是特殊用途鋼和高附加值的鋼就必須降低鋼中的硫含量。鐵水爐外脫硫扒渣是系統(tǒng)控硫的有效手段。生產(chǎn)中，脫硫扒渣的排放量占普通鋼渣排放量的2%～3%。2007年中國鋼鐵工業(yè)排放約5000萬t的鋼渣，其中脫硫扒渣約100萬t。經(jīng)過脫硫和扒渣工藝處理后的渣中含有大量的硫和鐵，堆存放置不僅浪費(fèi)了鐵資源、占用大量土地，而且也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，東北大學(xué)以鞍鋼大量堆存的脫硫扒渣為研究對(duì)象，采用重一磁選聯(lián)合工藝對(duì)脫硫扒渣中有用成分的回收再利用進(jìn)行研究，獲得的選別指標(biāo)為：精礦產(chǎn)率41. 46%、精礦TFe品位86. 32%、TFe回收率78. 78%、精礦S品位0.21%、尾礦TFe品位16. 76%，并提出可將脫硫扒渣選別后的鐵精礦直接送至高爐煉鐵；尾礦成分與硅酸鹽水泥熟料較為相似，故可考慮把其用于水泥生產(chǎn)中。
    高爐礦渣是一種工業(yè)廢料，經(jīng)過高溫?zé)�結(jié)后具有較高的活性。隨著高強(qiáng)混凝土(C80)用量的增多，其中高活性微粉的用量也在不斷增大，現(xiàn)使用的硅灰已供不應(yīng)求，且價(jià)格昂貴。國外已有用高爐礦渣微粉代替硅灰的應(yīng)用。有試驗(yàn)表明：添加30%改性礦渣后的28d強(qiáng)度均達(dá)到和超過無礦渣混凝土，但早期強(qiáng)度偏低（標(biāo)準(zhǔn)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，水泥：525#、礦渣添加量30%，W/C為0.248，礦渣改性粉磨時(shí)間th）。富通新能源銷售球磨機(jī)、雷蒙磨粉機(jī)等磨機(jī)機(jī)械設(shè)備。
    通過試驗(yàn)，本研究獲得了最終精礦和扒渣尾礦，然后以扒渣尾礦為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行超細(xì)粉磨試驗(yàn)，制備出適宜作高強(qiáng)混凝土的摻合料。
1、試驗(yàn)條件與試驗(yàn)方法
1.1原料
    本研究以鞍鋼某鋼廠的脫硫扒渣經(jīng)適宜流程選鐵后的尾渣為原料。原料粒度-0.038mm占72. 82%，比表面積為336. 5m2/kg。尾渣化學(xué)多元素分析和粒度組成分別見表l和圖1。
1.2試驗(yàn)與檢測設(shè)備
    試驗(yàn)采用筒式球磨機(jī)和攪拌磨兩種磨機(jī)進(jìn)行尾渣超細(xì)磨。
    球磨機(jī)：選用4200×200筒式球磨機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)為103 r/min．鋼球充填率為40%，球磨介質(zhì)為西5—30mm的四種鋼球適當(dāng)配比。
    攪拌磨：使用遼寧礦冶聚氨酯實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的KML型攪拌磨，簡體容積8.SL，磨礦介質(zhì)為直徑為0.5～3.5mm的氧化鋯球（密度為5.4 g／crn3），轉(zhuǎn)速為248 r/min．電功率0.75kW。
    采用LA-300激光粒度分析儀對(duì)尾渣進(jìn)行粒度檢測，并采用德國PFEIFFER公司制造的AutomatedSurface Area＆Pore Size Analyzer（全自動(dòng)比表面積及空隙吸附分析儀）多點(diǎn)BET法測試各個(gè)細(xì)磨產(chǎn)品的比表面積。
1.3試驗(yàn)方案及過程
    試驗(yàn)主要研究球磨過程中料球比、礦漿濃度、球磨時(shí)間對(duì)粉磨效果的影響。根據(jù)分析結(jié)果，討論粉磨變化規(guī)律。
2、試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1球磨機(jī)細(xì)磨試驗(yàn)
    選用+200 x 200mm筒式球磨機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)為103r／min，鋼球充填率為40010，分別進(jìn)行了料球比、礦漿濃度、球磨時(shí)間等條件試驗(yàn)。
2.1.1料球比對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在磨礦濃度為50%，磨礦時(shí)間15 min的條件下進(jìn)行的。球磨機(jī)中料球比是指待磨物料量（絕干）與填滿研磨介質(zhì)空隙時(shí)物料量的比值。料球比對(duì)粉磨效果的影響實(shí)際上是介質(zhì)之間碰撞機(jī)會(huì)及對(duì)物料有效作用程度的反映。圖2為不同的料球比下，產(chǎn)品比表面積的變化情況。
    由圖2可以看出，當(dāng)料球比小于1.0時(shí)，隨著料球比的增加，產(chǎn)品細(xì)度變細(xì)，說明粉磨效率提高；而當(dāng)料球比大于1.0時(shí)，粉磨效果則隨料球比的增加而減弱。由此可以得出，本實(shí)驗(yàn)球磨機(jī)的球料比的最佳值為1.0。
2.1.2磨礦濃度對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在料球比為1.0，磨礦時(shí)間為15min的條件下進(jìn)行的。圖3為不同的磨礦濃度下，產(chǎn)品比表面積的變化情況。
    由圖3可見，隨著磨礦濃度的增加，磨礦產(chǎn)品中-0. 038mm含量升高，在約60%處達(dá)到最大，而后又降低。這說明，磨礦濃度過高或過低都達(dá)不到理想的粉磨效果。這主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)V漿濃度增加時(shí)，研磨介質(zhì)與物料間相互碰撞、研磨的機(jī)會(huì)增加，有利于物料的粉磨。但當(dāng)濃度太高時(shí)，一方面漿料黏度也較高，對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用加強(qiáng)，減弱了研磨介質(zhì)對(duì)物料的研磨與沖擊作用；另一方面，過高的礦漿濃度也加劇了物料間的團(tuán)聚作用，特別是粉磨后期物料較細(xì)時(shí)團(tuán)聚現(xiàn)象更為嚴(yán)重。當(dāng)?shù)V漿濃度為60%時(shí)，尾渣超細(xì)粉的比表面積最大，所以本文選定適宜的礦漿濃度為60%。
2.1.3  球磨時(shí)間對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在磨礦濃度為60%，料球比為1.0的條件下進(jìn)行的。圖4為不同磨礦時(shí)間下，產(chǎn)品比表面積的變化情況。
    隨著磨礦時(shí)間的延長，產(chǎn)品的粒度減小，比表面積是隨著磨礦產(chǎn)品粒度的減小而增大的。由圖4可看出，隨著磨礦時(shí)間的增加，磨礦產(chǎn)品的比表面積保持增加，但當(dāng)磨礦時(shí)間延長到一定程度后，產(chǎn)品的比表面積會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。
2.2攪拌磨細(xì)磨試驗(yàn)
    影響攪拌磨超細(xì)磨的因素較多，本研究主要探討攪拌磨超細(xì)粉碎工藝中球料比、磨礦時(shí)間和礦漿濃度等因素對(duì)超細(xì)磨過程的影響。
2.2.1  料球比對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在磨礦濃度為50%，磨礦時(shí)間30min的條件下進(jìn)行的。濕法攪拌磨中球料比是指研磨介質(zhì)與待磨物料量（絕干）的比值。圖5為不同的球料比下，產(chǎn)品比表面積的變化情況。
    由圖5可以看出，隨著球料比的逐漸增加，超細(xì)粉的比表面積迅速增大；在14;1時(shí)達(dá)到最大；但隨著球料比的繼續(xù)增大，超細(xì)粉的比表面積又逐漸降低。這說明球料比對(duì)粉磨效果有著顯著的影響，并且存在一個(gè)最佳值。由于球料比大時(shí)，介質(zhì)的相對(duì)數(shù)量多，對(duì)原料的沖擊及剪切次數(shù)增加，所以球料比大，粉磨效果好，球料比小，則粉磨效果差‘”。這是因?yàn)楫?dāng)磨機(jī)負(fù)荷較低、能有效驅(qū)動(dòng)的情況下，粉磨效率隨球料比的增加而提高；而當(dāng)負(fù)荷過高、不能有效驅(qū)動(dòng)時(shí)，球料比增加，粉磨效率反而降低。綜合考慮生產(chǎn)成本、粉磨效率和產(chǎn)品細(xì)度，本文認(rèn)為選用氧化鋯球作研磨介質(zhì)球料比定在14:1較為合適。
2.2.2磨礦濃度對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在球料比為14:1．磨礦時(shí)間30min的條件下進(jìn)行的。圖6為比表面積隨磨礦濃度的變化情況。
    由圖6可以看出，同球磨機(jī)的規(guī)律一樣，隨著磨礦濃度的升高，測定的磨礦產(chǎn)品的比表面積先升高，后又降低。當(dāng)?shù)V漿濃度為50%時(shí)，超細(xì)粉比表面積最大，所以本文認(rèn)為礦漿濃度定為50%較為合適。
2.2.3粉磨時(shí)間對(duì)粉磨效果的影響
    該試驗(yàn)是在球料比為14:1，磨礦濃度為50%的條件下進(jìn)行的。圖7為比表面積隨磨礦時(shí)間的變化情況。
    由圖7可以看出，同球磨機(jī)的規(guī)律一樣，隨著磨礦時(shí)間的增加，測定的磨礦產(chǎn)品比表面積保持增加，但增長率逐漸變小。當(dāng)磨礦時(shí)間延長到一定程度后，產(chǎn)品的比表面積將會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。這主要是由于隨著磨礦時(shí)間的延長，粉體粒度減小，比表面能不斷增大。當(dāng)磨礦時(shí)間過長時(shí)，產(chǎn)品粒徑減小，使得礦漿黏度逐漸增大，使物料顆粒表面自由能和品格畸變程度變大，并且細(xì)顆粒的絮凝和再凝聚，發(fā)生磨機(jī)糊球現(xiàn)象并逐漸加重，粉體的粘聚力亦很高，因此物料越來越難磨細(xì)，使得比表面積逐漸趨于穩(wěn)定。
2.3球磨機(jī)與攪拌磨粉磨扒渣尾渣效果對(duì)比
    在已試驗(yàn)得出的球磨機(jī)和攪拌磨較佳工藝條件下，對(duì)它們磨礦同樣時(shí)間的粉磨效果進(jìn)行了對(duì)比，圖8為粉磨方式對(duì)磨礦細(xì)度的影響。
    由圖8可以看出，攪拌磨粉磨扒渣粉的比表面積遠(yuǎn)大于普通球磨機(jī)，攪拌磨的粉磨效率大于普通球磨機(jī)。這主要是因?yàn)閿嚢枘ブ薪橘|(zhì)尺寸小，以研磨粉碎方式為主，物料和介質(zhì)之間的接觸面積大．導(dǎo)致粉體更易在短時(shí)間內(nèi)粉碎。攪拌磨與普通球磨機(jī)在機(jī)理上的不同點(diǎn)是：攪拌磨的輸入功率直接高速推動(dòng)研磨介質(zhì)來達(dá)到磨細(xì)物料的目的。攪拌磨內(nèi)置攪拌器，攪拌器的高速回轉(zhuǎn)使研磨介質(zhì)和物料在整個(gè)筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾，產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，使研磨介質(zhì)之間產(chǎn)生相互碰撞和研磨的雙重作用，致使物料磨得很細(xì)并得到均勻分散的良好效果。
3、結(jié)論
    (1)采用了普通球磨機(jī)和攪拌磨分別進(jìn)行了脫硫扒渣尾渣的超細(xì)磨試驗(yàn)。通過條件實(shí)驗(yàn)，分別研究了普通球磨機(jī)和攪拌磨的球料比、礦漿濃度兩個(gè)主要操作參數(shù)及磨礦時(shí)間對(duì)超細(xì)粉磨扒渣尾渣效果的影響規(guī)律。
    (2)在采用球磨機(jī)和攪拌磨制備脫硫扒渣尾渣超細(xì)粉體的工藝中，球料比對(duì)粉磨效果有著顯著的影響，球料比大，粉磨效果好；球料比小，則粉磨效果差。在磨機(jī)負(fù)荷較低的情況下，粉磨效率隨球料比的增加而提高；而當(dāng)負(fù)荷過高時(shí)，球料比增加，粉磨效率反而降低。球磨適宜的球料比為1.4，攪拌磨適宜的球料比為14。
    (3)在采用球磨機(jī)和攪拌磨制備扒渣尾渣超細(xì)粉的工藝中，礦漿濃度都有一最佳值，過高或過低的礦漿濃度都達(dá)不到理想的粉磨效果。球磨機(jī)和攪拌磨機(jī)粉磨過程中適宜的濃度值分別為65%和50%。
    (4)攪拌磨粉磨扒渣粉的比表面積遠(yuǎn)大于普通球磨機(jī)的，這主要是因?yàn)閿嚢枘ブ薪橘|(zhì)尺寸小，以研磨粉碎方式為主，物料和介質(zhì)之間的接觸面積大，導(dǎo)致粉體更易在短時(shí)間內(nèi)粉碎。