錳硅合金渣在錳硅合金冶煉中的利用

廖 智

（四川瑞城實業(yè)有限公司，四川 成都 610041）

長期以來，很多礦產(chǎn)冶煉企業(yè)經(jīng)常需要花錢請專業(yè)公司來對冶煉廢渣進行處理，由于渣量相對比較大，并且屬于固體廢物，對公司的運營成本造成了非常大的影響。

為了有效解決這個問題，公司專門成立了研發(fā)部門并對廢渣的再利用進行研究，進一步開發(fā)其利用價值，這個過程中取得了非?？捎^的經(jīng)濟效益，進一步提升了對資源的利用率，也保護了環(huán)境，真正實現(xiàn)了變廢為寶。

1 錳硅合金在生產(chǎn)配礦過程中的應用思路

錳和硅是碳鋼中所用的主要合金元素。錳是煉鋼過程中最主要的脫氧劑之一，幾乎所有的鋼種都需要用錳來脫氧。用錳來脫氧時所生成的氧產(chǎn)物熔點較低，易于上??；錳還能增大硅和鋁等強脫氧劑的脫氧效果。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，在合金鋼中也會添加15%以上的錳以增加鋼的結構強度。

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]。加入標準灰口鑄鐵和球墨鑄鐵中的硅可達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，各項指標越好。

為了進一步提高冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量，需要嚴格對礦石當中的錳鐵比和錳磷比進行控制，為了保證生產(chǎn)的質(zhì)量，需要礦石當中的錳含量越高越好，這對提升錳礦石的品位是非常重要的。在實際生產(chǎn)的過程中，往往對爐渣成分考慮較少，經(jīng)常只是進行定性分析，對其定量分析工作開展的較少，這經(jīng)常會造成以下問題的出現(xiàn)：①如果加入爐當中礦石中錳含量過高，且二氧化硅的含量過低，為了滿足實際生產(chǎn)的要求，就需要加入更多的硅石。②如果加入礦石當中的錳含量過高，就容易造成造渣物質(zhì)當中組成不太理想[2]。此外，如果加入爐中的白云石的量過多，就會直接改變爐中的熱力學條件，增加其中的渣量或者渣比，這會直接導致單位電耗的增加，非常不利于生產(chǎn)指標的改善。③如果在實際生產(chǎn)過程中，太過重視礦石的錳品位，沒有對其中錳硅合金冶煉有用成分引起足夠的重視，礦渣當中的各種有用成分過多，進而造成錳礦資源浪費情況的出現(xiàn)。

從前面的討論來看，如果以礦石當中錳含量的高低作為錳硅合金入爐錳礦石優(yōu)劣的評價指標，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。為了更加合理對入爐錳礦石進行搭配，除了要注重錳品位之外，還應該認真做好對入爐錳的評價，對可能的生產(chǎn)效果進行預測，選擇最為適當?shù)呐涞V比。

2 各種主流進口錳礦及過去的配比

通過對進口礦石化學成分的化驗可知，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)，及時對爐料的結構進行調(diào)整，可以采用百分之十五左右的富錳渣。在實際礦業(yè)生產(chǎn)的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)白云石、硅石等輔料添加過多的現(xiàn)象，導致入爐當中錳含量過低，這直接導致生產(chǎn)過程中的高耗礦、高成本、低產(chǎn)量情況的發(fā)生。

3 合理利用錳硅合金渣來調(diào)整爐料的結構

錳硅合金渣的理化特性主要包括以下的特點：一是其電阻相對比較大，如果按照原料當中電阻大小進行排序，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。

從錳硅渣對爐料的影響來看，通過使用錳硅渣配料，可以有效替代白云石、硅石等輔助料，能夠進一步提高入爐錳含量，其主要使用通過使用三氧化二鋁來實現(xiàn)的，通過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去的百分之三提高到現(xiàn)在的百分之六左右，進一步提升了終渣當中的三氧化二鋁含量，進一步提升了爐料的冶煉性能。

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

通過對爐渣粘度和三氧化二鋁含量和溫度關系的研究來看，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，有助于提升合金當中的硅含量。

錳和硅在合金當中的分配比。根據(jù)國外研究學者研究發(fā)現(xiàn)，錳分配比會隨著渣中氧化鋁含量的增加而增加，在其含量超過百分之二十五之后，其就會開始下降，然后又會開始增加。硅的分配比會隨著渣當中氧化鋁增加到百分之二十之后，就會出現(xiàn)下降的趨勢，然后又會保持不變。

實際應用效果。在通過對工藝進行改進之后，經(jīng)過大量的生產(chǎn)實踐證明，其生產(chǎn)指標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)固定費用也得到了下降。此外，對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。通過新配方的使用，讓爐渣當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。從這些分析結果來看，錳硅合金爐水沖渣確實具有比較大的使用價值，應該加強生產(chǎn)過程中對其使用量。

4 結語

隨著時代的不斷發(fā)展，對錳硅合金的需要量不斷增加。針對傳統(tǒng)錳硅合金渣產(chǎn)生后隨意丟棄的現(xiàn)象，應該引起足夠的重視，應該加強其在錳硅合金冶煉當中的應用，更加合理利用這些合金來調(diào)整爐料的比例，進一步提升生產(chǎn)效益和生產(chǎn)質(zhì)量。