① 水泥原料:高鐵硫酸渣(含Fe2O345%),可代替鐵粉,用作水泥生料配料,起調節水泥燒成溫度、保證鐵酸鹽成分和調節水泥凝結時間的作用。這項技術已廣泛應用。低鐵硫酸渣(含SiO250%以上)成分與燒粘土相似,為火山灰質材料。水淬後成黑色顆粒,具有水硬活性,可作矽酸鹽水泥的混合材料,配製普通矽酸鹽水泥和火山灰質矽酸鹽水泥。
② 鍊鐵原料:用高鐵硫酸渣鍊鐵是最有效的利用。中國許多鋼鐵廠常以5~10%硫酸渣代替鐵礦粉,用於鍊鐵。透過選礦,將硫酸渣的鐵含量提高到50%以上,硫含量降低到1%以下,可直接製成球團礦或燒結礦,送入小高爐鍊鐵。
巴西等國採用迴轉窯冶煉生鐵-水泥法,以硫酸渣為原料,生產生鐵和水泥。中國試驗採用的工藝流程(見圖)為:將石灰石熔劑和無煙煤還原劑配入硫酸渣,混合磨細達到4900孔/釐米2 篩的篩餘量小於10%。將混和料製成球團,乾燥後再加入4%焦炭屑(粒度為3~5毫米),按比例從迴轉窯尾送入窯內冶煉。在窯頭噴入煙煤或油等形成火焰熱源。爐料的運行同火焰氣流成逆相運動,在窯內還原出生鐵。在窯頭端部約1.2米處,砌築高300毫米的擋圈,把鐵水積存在窯內,定時從窯牆的鐵水口將鐵水放出,得到低硫、低矽灰口生鐵。爐渣是固熔體,經冷卻帶從卸料口連續排出,成為水泥熟料。這種水泥熟料含有5~7%粒鐵,須經破碎、磁選除鐵,再配入4%石膏,即可磨製普通矽酸鹽水泥。但爐渣固化點低,易在窯內固結,是有待解決的問題。 ③ 制磚原料:低鐵硫酸渣(含Fe2O32.5%以下)可制蒸汽養護磚或碳化磚。用85%燒渣加15%石灰,混合磨細,達到全部透過100目篩,加12%水,進行消化、壓成磚坯,再經24小時蒸汽養護,可製成75號磚。先將硫酸渣加工成混合料(粒度小於1毫米的佔65%,大於或等於1毫米的佔10%,大於1.5毫米的佔25%),加入20%石灰,製成磚坯,放入二氧化碳濃度為20%的密封炭化窯,可製成50號磚。
主要化學成分Fe2O3:20-50%,SiO2:15-65%,Al2O3:10%,CaO:5%,MgO
硫酸渣依化學成分不同,有十多種用途。主要可用作:
① 水泥原料:高鐵硫酸渣(含Fe2O345%),可代替鐵粉,用作水泥生料配料,起調節水泥燒成溫度、保證鐵酸鹽成分和調節水泥凝結時間的作用。這項技術已廣泛應用。低鐵硫酸渣(含SiO250%以上)成分與燒粘土相似,為火山灰質材料。水淬後成黑色顆粒,具有水硬活性,可作矽酸鹽水泥的混合材料,配製普通矽酸鹽水泥和火山灰質矽酸鹽水泥。
② 鍊鐵原料:用高鐵硫酸渣鍊鐵是最有效的利用。中國許多鋼鐵廠常以5~10%硫酸渣代替鐵礦粉,用於鍊鐵。透過選礦,將硫酸渣的鐵含量提高到50%以上,硫含量降低到1%以下,可直接製成球團礦或燒結礦,送入小高爐鍊鐵。
巴西等國採用迴轉窯冶煉生鐵-水泥法,以硫酸渣為原料,生產生鐵和水泥。中國試驗採用的工藝流程(見圖)為:將石灰石熔劑和無煙煤還原劑配入硫酸渣,混合磨細達到4900孔/釐米2 篩的篩餘量小於10%。將混和料製成球團,乾燥後再加入4%焦炭屑(粒度為3~5毫米),按比例從迴轉窯尾送入窯內冶煉。在窯頭噴入煙煤或油等形成火焰熱源。爐料的運行同火焰氣流成逆相運動,在窯內還原出生鐵。在窯頭端部約1.2米處,砌築高300毫米的擋圈,把鐵水積存在窯內,定時從窯牆的鐵水口將鐵水放出,得到低硫、低矽灰口生鐵。爐渣是固熔體,經冷卻帶從卸料口連續排出,成為水泥熟料。這種水泥熟料含有5~7%粒鐵,須經破碎、磁選除鐵,再配入4%石膏,即可磨製普通矽酸鹽水泥。但爐渣固化點低,易在窯內固結,是有待解決的問題。 ③ 制磚原料:低鐵硫酸渣(含Fe2O32.5%以下)可制蒸汽養護磚或碳化磚。用85%燒渣加15%石灰,混合磨細,達到全部透過100目篩,加12%水,進行消化、壓成磚坯,再經24小時蒸汽養護,可製成75號磚。先將硫酸渣加工成混合料(粒度小於1毫米的佔65%,大於或等於1毫米的佔10%,大於1.5毫米的佔25%),加入20%石灰,製成磚坯,放入二氧化碳濃度為20%的密封炭化窯,可製成50號磚。
目前正在試驗研究用高溫和中溫氯化法從硫酸渣中回收和製造還原鐵粉、三氯化鐵、鐵紅等,以及回收銅、鈷等有色金屬。