錳硅合金渣在錳硅合金冶煉中的利用

廖 智

（四川瑞城實(shí)業(yè)有限公司，四川 成都 610041）

長(zhǎng)期以來(lái)，很多礦產(chǎn)冶煉企業(yè)經(jīng)常需要花錢(qián)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)公司來(lái)對(duì)冶煉廢渣進(jìn)行處理，由于渣量相對(duì)比較大，并且屬于固體廢物，對(duì)公司的運(yùn)營(yíng)成本造成了非常大的影響。

為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，公司專(zhuān)門(mén)成立了研發(fā)部門(mén)并對(duì)廢渣的再利用進(jìn)行研究，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其利用價(jià)值，這個(gè)過(guò)程中取得了非?？捎^(guān)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步提升了對(duì)資源的利用率，也保護(hù)了環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶。

1 錳硅合金在生產(chǎn)配礦過(guò)程中的應(yīng)用思路

錳和硅是碳鋼中所用的主要合金元素。錳是煉鋼過(guò)程中最主要的脫氧劑之一，幾乎所有的鋼種都需要用錳來(lái)脫氧。用錳來(lái)脫氧時(shí)所生成的氧產(chǎn)物熔點(diǎn)較低，易于上浮；錳還能增大硅和鋁等強(qiáng)脫氧劑的脫氧效果。所有的工業(yè)鋼都需加入少量的錳作為脫硫劑，使鋼能進(jìn)行熱軋、鍛造及其它工藝而不致斷裂，錳還是各鋼種中最重要的合金元素，在合金鋼中也會(huì)添加15%以上的錳以增加鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

硅是生鐵和碳鋼中僅次于錳的最重要的合金元素。在鋼生產(chǎn)中，硅主要用作熔融金屬的脫氧劑，或作為合金添加劑使鋼增加強(qiáng)度和改善其性能。硅還是一種有效的石墨化介質(zhì)，它能使鑄鐵中的碳變成游離的石墨碳[1]。加入標(biāo)準(zhǔn)灰口鑄鐵和球墨鑄鐵中的硅可達(dá)4%。而大量的錳和硅都是以鐵合金的形式添加到鋼液中的：錳鐵、硅錳和硅鐵。生產(chǎn)錳硅合金的原料有錳礦、富錳渣、硅石、焦炭、白云石（或石灰石）、螢石。生產(chǎn)錳硅合金可使用一種錳礦或幾種錳礦（包括富錳渣）的混合礦。

由于錳硅合金要求鐵、磷含量比高碳錳鐵低，故要求冶煉錳硅合金的錳礦有更高的錳鐵比和錳磷比。所用的錳礦含錳越高，各項(xiàng)指標(biāo)越好。

為了進(jìn)一步提高冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量，需要嚴(yán)格對(duì)礦石當(dāng)中的錳鐵比和錳磷比進(jìn)行控制，為了保證生產(chǎn)的質(zhì)量，需要礦石當(dāng)中的錳含量越高越好，這對(duì)提升錳礦石的品位是非常重要的。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，往往對(duì)爐渣成分考慮較少，經(jīng)常只是進(jìn)行定性分析，對(duì)其定量分析工作開(kāi)展的較少，這經(jīng)常會(huì)造成以下問(wèn)題的出現(xiàn)：①如果加入爐當(dāng)中礦石中錳含量過(guò)高，且二氧化硅的含量過(guò)低，為了滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的要求，就需要加入更多的硅石。②如果加入礦石當(dāng)中的錳含量過(guò)高，就容易造成造渣物質(zhì)當(dāng)中組成不太理想[2]。此外，如果加入爐中的白云石的量過(guò)多，就會(huì)直接改變爐中的熱力學(xué)條件，增加其中的渣量或者渣比，這會(huì)直接導(dǎo)致單位電耗的增加，非常不利于生產(chǎn)指標(biāo)的改善。③如果在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，太過(guò)重視礦石的錳品位，沒(méi)有對(duì)其中錳硅合金冶煉有用成分引起足夠的重視，礦渣當(dāng)中的各種有用成分過(guò)多，進(jìn)而造成錳礦資源浪費(fèi)情況的出現(xiàn)。

從前面的討論來(lái)看，如果以礦石當(dāng)中錳含量的高低作為錳硅合金入爐錳礦石優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這是非常不合理的，不僅生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)質(zhì)量也難以保證。為了更加合理對(duì)入爐錳礦石進(jìn)行搭配，除了要注重錳品位之外，還應(yīng)該認(rèn)真做好對(duì)入爐錳的評(píng)價(jià)，對(duì)可能的生產(chǎn)效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，選擇最為適當(dāng)?shù)呐涞V比。

2 各種主流進(jìn)口錳礦及過(guò)去的配比

通過(guò)對(duì)進(jìn)口礦石化學(xué)成分的化驗(yàn)可知，除了少數(shù)礦區(qū)的CaO、MgO含量偏高外，大部分礦區(qū)礦石含錳偏高。為了更加有效平衡生產(chǎn)，及時(shí)對(duì)爐料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，可以采用百分之十五左右的富錳渣。在實(shí)際礦業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)白云石、硅石等輔料添加過(guò)多的現(xiàn)象，導(dǎo)致入爐當(dāng)中錳含量過(guò)低，這直接導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中的高耗礦、高成本、低產(chǎn)量情況的發(fā)生。

3 合理利用錳硅合金渣來(lái)調(diào)整爐料的結(jié)構(gòu)

錳硅合金渣的理化特性主要包括以下的特點(diǎn)：一是其電阻相對(duì)比較大，如果按照原料當(dāng)中電阻大小進(jìn)行排序，其分別是富錳渣、錳硅渣、中錳渣。二是燒損不易出現(xiàn)粉化的現(xiàn)象，有效避免了電路出現(xiàn)翻渣和刺火的現(xiàn)象。三是其中含有一定量的錳化鐵，這非常容易讓其變成成品鐵。

從錳硅渣對(duì)爐料的影響來(lái)看，通過(guò)使用錳硅渣配料，可以有效替代白云石、硅石等輔助料，能夠進(jìn)一步提高入爐錳含量，其主要使用通過(guò)使用三氧化二鋁來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)增加一定比例的三氧化二鋁，可以保證入爐三氧化二鋁從過(guò)去的百分之三提高到現(xiàn)在的百分之六左右，進(jìn)一步提升了終渣當(dāng)中的三氧化二鋁含量，進(jìn)一步提升了爐料的冶煉性能。

三氧化二鋁對(duì)濾渣的影響。爐渣當(dāng)中的三氧化二鋁具有提升爐渣熔點(diǎn)的作用，有助于爐渣產(chǎn)生稠化作用，在相同溫度的情況下，通過(guò)增加其中三氧化二鋁的含量，更助于實(shí)現(xiàn)對(duì)電極的下插[3]。

通過(guò)對(duì)爐渣粘度和三氧化二鋁含量和溫度關(guān)系的研究來(lái)看，在保持相同冶煉溫度的情況下，爐渣的粘度在一定范圍之內(nèi)會(huì)隨著三氧化二鋁的含量的增加而增加。高鋁渣和低鋁渣在同樣低溫的條件下，它們的粘度差別往往比較大，高溫粘度相差更大。根據(jù)大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在保持同樣堿度的情況下，如果提升其中三氧化二鋁的含量，有助于提升合金當(dāng)中的硅含量。

錳和硅在合金當(dāng)中的分配比。根據(jù)國(guó)外研究學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，錳分配比會(huì)隨著渣中氧化鋁含量的增加而增加，在其含量超過(guò)百分之二十五之后，其就會(huì)開(kāi)始下降，然后又會(huì)開(kāi)始增加。硅的分配比會(huì)隨著渣當(dāng)中氧化鋁增加到百分之二十之后，就會(huì)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，然后又會(huì)保持不變。

實(shí)際應(yīng)用效果。在通過(guò)對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)之后，經(jīng)過(guò)大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明，其生產(chǎn)指標(biāo)得到了比較明顯的提高，每日產(chǎn)量提高了百分之三左右，生產(chǎn)固定費(fèi)用也得到了下降。此外，對(duì)錳的回收率也從百分之八十四提高到了百分之八十七，生產(chǎn)過(guò)程中的鐵礦耗損量也得到了下降，生產(chǎn)成本每噸下降了70元。通過(guò)新配方的使用，讓爐渣當(dāng)中錳含量得到了有效的降低，礦石的生產(chǎn)成本也得到了下降。生產(chǎn)每噸鐵礦石的成本得到了顯著的降低，生產(chǎn)每噸鐵產(chǎn)品對(duì)白云石的消耗量減少了約100kg，折合到生產(chǎn)成本上，約為每噸13元。從這些分析結(jié)果來(lái)看，錳硅合金爐水沖渣確實(shí)具有比較大的使用價(jià)值，應(yīng)該加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)其使用量。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)錳硅合金的需要量不斷增加。針對(duì)傳統(tǒng)錳硅合金渣產(chǎn)生后隨意丟棄的現(xiàn)象，應(yīng)該引起足夠的重視，應(yīng)該加強(qiáng)其在錳硅合金冶煉當(dāng)中的應(yīng)用，更加合理利用這些合金來(lái)調(diào)整爐料的比例，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效益和生產(chǎn)質(zhì)量。