石墨污泥組分分析及循環(huán)利用實(shí)踐

王亮，鐘王君，肖文帥

石墨污泥組分分析及循環(huán)利用實(shí)踐

王亮1，鐘王君1，肖文帥2

（1.衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司，湖南衡陽(yáng)，421001；2.鄭州市污水凈化有限公司，河南鄭州，450044）

將熱軋無(wú)縫鋼管企業(yè)循環(huán)水處理運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的石墨污泥自然干化后，對(duì)其組分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：自然干化后，石墨污泥含水率為30.0%8～42.44%；可燃燒組分比例為7.00%～26.06%；不可燃組分比率為36.41%～57.61%。進(jìn)一步分析表明，石墨污泥中不可燃組分中，氧化鐵皮含量占86%。能夠循環(huán)利用，用于燒結(jié)配礦，并進(jìn)行了實(shí)踐，為鋼鐵企業(yè)石墨污泥的處置提供了參考。

鋼管；石墨污泥；組分分析；循環(huán)利用

1 引言

衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司（簡(jiǎn)稱衡鋼）隸屬于湖南華菱鋼鐵股份有限公司，系全球大型無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)，中國(guó)第二大專(zhuān)業(yè)化無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)擁有∮89、∮180、∮219、∮340、∮720等5條熱軋鋼管生產(chǎn)線。在生產(chǎn)過(guò)程中，為達(dá)到降低設(shè)備負(fù)荷，提高芯棒使用壽命，獲得良好的鋼管內(nèi)壁表面質(zhì)量的目的，均需使用水基石墨芯棒潤(rùn)滑劑，用于連軋管機(jī)組芯棒的潤(rùn)滑。軋制過(guò)程中，水基石墨潤(rùn)滑劑一部分因?yàn)楦邷爻蔀檐堉剖珡U氣，一部分通過(guò)鐵皮溝進(jìn)入濁環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)，在平流池中沉淀形成石墨污泥。而對(duì)于石墨污泥的組分、循環(huán)利用情況研究，國(guó)內(nèi)鮮有相關(guān)報(bào)道。鐘珺等[1-2]對(duì)軋制石墨廢氣的治理，除塵處理設(shè)計(jì)和運(yùn)行進(jìn)行了深入研究，

本文以連軋機(jī)組、周軋機(jī)組產(chǎn)生的石墨污泥為研究對(duì)象，對(duì)其組分進(jìn)行了分析，確定了其組成情況；開(kāi)展了循環(huán)利用實(shí)踐，并對(duì)循環(huán)利用過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

2 水基石墨潤(rùn)滑劑

石墨潤(rùn)滑劑為衡陽(yáng)市某公司生產(chǎn)的JXR-2000水基石墨芯棒潤(rùn)滑劑，主要由石墨、復(fù)合樹(shù)脂及多種添加劑經(jīng)過(guò)復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)而成。主要技術(shù)指標(biāo)如下：

外觀：黑色粘稠液體

密度（15℃）：1.19±0.05g/cm3

pH：7～9

含水率：16.3%

黏度（25℃）:950±50 mpa.s

不揮發(fā)物（m/m）:30±10%

3 樣品與方法

石墨污泥采用公司340機(jī)組、720機(jī)組濁環(huán)循環(huán)水系統(tǒng)平流池中的底泥，在自然環(huán)境下，干化10天后待用；

含水率：在105℃下干燥至恒重，散失部分質(zhì)量即為水分；

可燃燒組分：在坩堝中灼燒至恒重，散失部分質(zhì)量即為可燃燒組分；其余即為不可燃組分。

4 結(jié)果與分析

4.1 石墨污泥含水率

將石墨污泥在在105℃下干燥至恒重后稱量，計(jì)算含水率，結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，各石墨污泥樣品含水率分布不均，比例從30.08%～42.44%，同一機(jī)組產(chǎn)生的石墨污泥之間，含水率差異性也較大，可能與不同的軋制節(jié)湊、品種帶入的氧化鐵皮數(shù)量等有關(guān)，從而影響在自然干化過(guò)程中石墨污泥中水分的蒸發(fā)。

4.2 石墨污泥可燃組份

將石墨污泥在在坩堝中灼燒至恒重后稱量，計(jì)算可燃組分比例，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可看出，340機(jī)組和720機(jī)組產(chǎn)生的石墨污泥中，可燃組分比例的存在較大的差異，340機(jī)組產(chǎn)生的石墨污泥中，可燃組分比例為7%～7.69%，而720機(jī)組則為24.11～26.06%。這是因?yàn)?40機(jī)組為連軋機(jī)組，720機(jī)組為周軋機(jī)組，連軋機(jī)組軋制節(jié)湊快，產(chǎn)量高，帶入的氧化鐵皮數(shù)量多，從而導(dǎo)致單位石墨污泥中殘余的石墨潤(rùn)滑劑數(shù)量較小。

4.3 石墨污泥不可燃組分

將石墨污泥在在坩堝中灼燒至恒重后稱量，減去水分、可燃組分，計(jì)算不可燃組分比例，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，石墨污泥中比例最大的為不可燃組分，其比例為36.41～57.61%，且340機(jī)組產(chǎn)生的石墨污泥中不可燃組分比例高于720機(jī)組。這是由于720機(jī)組屬于周軋機(jī)組，軋制節(jié)湊慢，產(chǎn)生的氧化鐵皮數(shù)量較小，從而導(dǎo)致在平流池沉積形成的石墨污泥中可燃組分較少。

4.4 石墨污泥固體成分分析

為確定石墨污泥中不可燃組分的組成，將340-1號(hào)石墨污泥樣品進(jìn)行固體成分分析，結(jié)果表1。

從表1可以看出，石墨污泥不可燃組分中主要組成為Fe2O3，占86%，說(shuō)明石墨污泥中不可燃組分主要為鋼管軋制過(guò)程中產(chǎn)生的氧化鐵皮。

5 循環(huán)利用實(shí)踐與存在的問(wèn)題

盡管石墨污泥屬于無(wú)縫鋼管軋制過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，但其它含鐵率較高，如果能夠進(jìn)行循環(huán)利用，不僅能省去廢棄物處理費(fèi)用，還可以資源成本，考慮到其大部分組分為氧化鐵皮，確定其循環(huán)利用思路為用于煉鐵燒結(jié)配礦中加以利用。具體方法[3]如下：燒結(jié)返礦與石墨污泥的重量百分比為：燒結(jié)返礦60～80%；石墨污泥20～40%，選擇二次料場(chǎng)端部作為石墨污泥和燒結(jié)返礦的混勻地點(diǎn)，先將燒結(jié)返礦平鋪在二次料場(chǎng)端部，再將石墨污泥倒在上面，然后用鏟車(chē)將燒結(jié)返礦和石墨污泥混和均勻，堆存3天以上，待兩種物料自然滲透后，再用裝載機(jī)取到皮帶運(yùn)輸機(jī)料斗上，同其它鐵料一起堆入中和料。

盡管石墨污泥燒結(jié)配料取得了初步的實(shí)踐成功，但同時(shí)也存在一定的問(wèn)題，應(yīng)加以注意和解決：

（1）對(duì)原料場(chǎng)的主要影響：石墨污泥如果較稀，干化不夠，送往原料場(chǎng)，下雨的話，很容易沖刷流走，污染周邊環(huán)境；二期混合時(shí)就不容易打散，導(dǎo)致物料混合不均勻；

（2）對(duì)燒結(jié)的主要影響：由于石墨污泥中含有油類(lèi)成分，在燒結(jié)過(guò)程中，容易揮發(fā)，導(dǎo)致電除塵系統(tǒng)除塵效果變差，甚至引起電場(chǎng)內(nèi)油滴起火燃燒；在水分含量較高時(shí)，對(duì)燒結(jié)礦的化學(xué)組分也會(huì)引起一定的波動(dòng)。

6 結(jié)論

（1）熱軋無(wú)縫鋼管企業(yè)產(chǎn)生的石墨污泥含水率為30.08～42.44%；可燃燒組分比例為7.00～26.06%；不可燃組分比率為36.41～57.61%。

（2）不同的無(wú)縫鋼管軋制機(jī)組，產(chǎn)生的石墨污泥中各組分存在一定的差異。

（3）熱軋無(wú)縫鋼管企業(yè)產(chǎn)生的石墨污泥中，不可燃組分大部分為氧化鐵皮，具有回收循環(huán)利用的價(jià)值。

（4）用于循環(huán)利用、適合燒結(jié)配礦的石墨污泥含水率、含油類(lèi)物質(zhì)比例上限有待進(jìn)一步確定。

[1]鐘王君.連軋管機(jī)石墨粉塵治理實(shí)踐[J].河南冶金,2004,12(2):48-50.

[2]鐘王君,陽(yáng)衛(wèi)國(guó).無(wú)縫鋼管廠軋制煙塵處理設(shè)計(jì)及運(yùn)行[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2004,30(6):4-5.

[3]田發(fā)超,吳龍根,馮曉霞.一種用于燒結(jié)配礦含油石墨污泥的處理方法:中國(guó),CN102212682A.C22B.2011-10-12.

Analysis of Components in Graphite Sludge from Hot-rolled Pipe Plant and Recycling Practice

Wang Liang1,Zhong Jun1,Xiao Wenshuai2

(1.Hengyang Valin Steel Tube Co.,Ltd.,Hengyang,Hunan 421001；2.Zhengzhou Sewage Purification Co.,Ltd.，Zhengzhou,Henan 450044,China)

After natural drying of the graphite sludge from the circulating water treatment of hot-rolled seamless steel pipe plant,the components of the sludge were analyzed.The results showed that after natural drying the moisture content of the graphite sludge was 30.08%～42.44%,the proportion of combustible ingredients was 7.00%～26.06%and ratio of non-combustible component was 36.41%～57.61%.Further analysis showed that in the incombustible components of graphite sludge,iron oxide content stood at 86%,which proved that it can be recovered and reused in sinter ore blending.Practice of recovering the graphite sludge has been carried out,to provide reference on treatment of graphite sludge for steelmakers

steel pipe;graphite sludge;component analysis;recycle

TQ09

B

1006-6764（2015）01-0052-03

2014-06-12

∶王亮(1986-)，男，湖南岳陽(yáng)人，碩士研究生，助理工程師，現(xiàn)從事鋼鐵企業(yè)環(huán)保管理與技術(shù)工作。