Da das Land dem Umweltschutz große Bedeutung beimisst, ist die Verwertung von Stahlschlacke als fester Abfallstoff zu einem wichtigen Thema geworden. Dieser Artikel stellt eine umfassende technische Lösung für das Stahlschlackenrecycling vor. Die Trockenaufbereitungstechnologie muss einerseits die effiziente Metallrückgewinnung und andererseits die umfassende Verwertung der Abfallreste gewährleisten. Die folgenden Schritte der Stahlschlackenverarbeitung werden erläutert: Selektives Brechen, Magnetscheidung und die Rolle einer neuen Anlage – einer einachsigen Hochdruckwalzenmühle – bei der umfassenden Verwertung von Stahlschlacke. Der Einsatz dieser neuen Anlage kann die Kosten des Stahlschlackenbrechens erheblich senken und somit die Verwertungsmöglichkeiten verbessern. Die Förderung der umfassenden Stahlschlackenverwertung eröffnet neue Perspektiven. Die Etablierung dieses Konzepts in der Industrie erfordert die gemeinsame Anstrengung von Stahlunternehmen, Experten der Mineralaufbereitung und Wissenschaftlern, die flächendeckende Umsetzung der Anwendung sowie die Unterstützung der Marketing- und Vertriebsabteilungen.
Verwendung von Stahlschlacke im Bauwesen
1) Stahlschlacke wird zur Herstellung von Zement und Betonzusatzmitteln verwendet. Sie enthält aktive Mineralien wie Tricalciumsilikat (C₃S), Dicalciumsilikat (C₂S) und Eisenaluminat mit hydraulisch zementierenden Eigenschaften, die denen von Zement entsprechen. Daher eignet sie sich als Rohstoff und Zementzusatzmittel für die Herstellung von klinkerfreiem und klinkerarmem Zement. Stahlschlackenzement zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, hohe Biegefestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Frostbeständigkeit aus.
2) Stahlschlacke ersetzt Schotter und Feinzuschlagstoffe. Stahlschlacke-Schotter zeichnet sich durch hohe Festigkeit, raue Oberfläche, gute Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit, großes Volumen, gute Stabilität und feste Verbindung mit Asphalt aus. Im Vergleich zu herkömmlichem Schotter ist er zudem beständiger gegen Tieftemperaturrisse und eignet sich daher hervorragend für den Hinterfüllbau im Straßenbau. Als Gleisschotter beeinträchtigt Stahlschlacke weder die Telekommunikation noch die Bahnanlagen und weist eine gute elektrische Leitfähigkeit auf. Dank ihrer guten Wasserdurchlässigkeit und Drainage härtet Stahlschlacke durch die enthaltenen Zementbestandteile zu großen Stücken aus. Daher ist sie auch für den Straßenbau in Sumpfgebieten und an Stränden geeignet.
Die gängigste Methode zur Verwertung von Stahlschlacke in China besteht derzeit darin, diese auf eine Korngröße von -5 mm zu zerkleinern und Flusssand als Baustoff zu ersetzen oder sie in einer Kugelmühle zu feinem Pulver zu vermahlen, das als Zementzusatz verwendet wird. Die Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd. hat zudem die umfassende Verwertung von Stahlschlacke eingehend erforscht und dabei innovativ eine einachsige Hochdruckwalzenmühle zur Feinzerkleinerung eingesetzt. Dies verbesserte die Verarbeitungstechnologie und führte zu guten wirtschaftlichen Ergebnissen. Die Technologie wird bereits erfolgreich im Bergwerk Pangang und in einem Stahlschlackebetrieb in Lianyungang angewendet.
Der traditionelle Produktionsprozess von Stahlschlacke ist wie folgt:
1) Die großen Stücke werden mit einem Backenbrecher auf -50 zerkleinert, und das magnetische Eisen wird mit einer Magnetscheibe abgetrennt.
2) Die Trenngröße des Metalls wird auf +45 mm eingestellt. Die verbleibenden 0–45 mm werden üblicherweise im Straßenbau und als Füllmaterial verwendet. Um den Anwendungswert zu erhöhen, kann Stahlschlacke in verschiedene Korngrößen (0–4, 4–8 usw.) unterteilt werden. Dieses Verfahren erfordert weniger Kapital und niedrige Betriebskosten. Allerdings konzentrieren sich über 50 % des Metallgehalts der Schlacke in der Korngröße unter 10 mm, wodurch der größte Teil des Metalls verloren geht, der Schwermetallgehalt jedoch steigt.
Daher findet die Nassfeinmahlung insbesondere bei der Herstellung von hochlegiertem Stahl mit hohem Chrom-, Nickel- und Molybdängehalt breite Anwendung. Typische Verfahren umfassen das Brechen und die zweistufige Feinmahlung (Stabmühle/Kugelmühle). Da duktile Metalle schwer zu mahlen sind, erfolgt die Trennung von Metall und Stahlschlacke durch Sieben oder Klassieren. Die Feinheit des mineralischen Anteils der Schlacke liegt üblicherweise zwischen 0,2 mm und 95 %. Die Metallausbeute dieses Verfahrens übersteigt 95 %, und die Ausbeute des erzeugten Metallkonzentrats beträgt 90 bis 92 %. Hinsichtlich der Metall-Schlacke-Trennung gilt dieses Verfahren als optimal.
Der Hauptnachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die abgetrennte Stahlschlacke eine feinkörnige Suspension ist. Da es sich um ein Nassverfahren handelt, ist es für den Einsatz im Hochbau schwer anwendbar. Daher wird der größte Teil der nach der Metallsortierung verbleibenden Stahlschlacke entsorgt, was häufig auf die hohen Kosten der Nasstrocknung und weltweit geltende gesetzliche Bestimmungen zurückzuführen ist. Für höherwertige Anwendungen sind andere Verfahren zur Behandlung des Nassschlackes erforderlich (Trocknung, Eindickung usw.).
In der Regel muss zwischen der Metallausbeute und der Verfügbarkeit der verbleibenden Schlacke entschieden werden. Diese Entscheidung hängt üblicherweise vom Wert des gewonnenen Metalls ab.
Die üblichen Abläufe in dieser Phase sind folgende:
Die großen Stücke werden mit einem Backenbrecher auf -50°C zerkleinert, und das magnetische Eisen wird mit einer Magnetscheibe abgetrennt.
-50 Stahlschlacke wird mit einem Hammerbrecher oder Kegelbrecher bzw. Prallbrecher zerkleinert, durch ein Mehrschichtsieb gesiebt, das Produkt mit einer Körnung von -20-10 kann als Kies verwendet werden, das Produkt mit einer Körnung von -10-1 kann als Feinsand verwendet werden.
Tabelle I
Analyse der Partikelgröße des 50-mm-Aufgabematerials für den Hammerbrecher
-10 Grain Stahlschlacke wird in einer Trockenkugelmühle zu einem feinen Pulver mit einer Maschenweite von -200 vermahlen, und anschließend wird ein elektromagnetischer Trockenpulver-Magnetscheider verwendet, um Eisen als Zementzusatzstoff zu entfernen.
Veröffentlichungsdatum: 12. April 2021