Alors que le pays accorde une grande importance à la protection de l'environnement, la valorisation des scories d'acier, considérées comme un déchet solide, est devenue un enjeu majeur. Cet article présente une solution technique complète pour le recyclage des scories d'acier. La technologie de traitement à sec doit garantir à la fois une récupération efficace des métaux et une valorisation complète des résidus. Les étapes de traitement des scories d'acier sont décrites ci-après : concassage sélectif ; séparation magnétique ; et rôle d'un nouvel équipement, le broyeur à rouleaux haute pression à entraînement unique, dans la valorisation complète des scories d'acier. L'utilisation de ce nouvel équipement permet de réduire considérablement le coût du concassage des scories d'acier, générant ainsi davantage de bénéfices pour leur valorisation. La promotion d'une valorisation complète des scories d'acier est désormais possible. La diffusion de ce concept global au sein de l'industrie requiert les efforts conjoints des entreprises sidérurgiques, des experts et chercheurs en traitement des minerais, ainsi que la mise en œuvre à grande échelle de son application et le soutien des services de marketing et de promotion.
Utilisation des scories d'acier dans la construction
1) Les scories d'acier sont utilisées pour la production de ciment et d'adjuvants pour béton. Elles contiennent des minéraux actifs tels que le silicate tricalcique (C3S), le silicate dicalcique (C2S) et l'aluminate de fer, dotés de propriétés de cimentation hydraulique, compatibles avec les caractéristiques du ciment. Elles peuvent donc être utilisées comme matière première et adjuvant pour la production de ciments sans clinker et de ciments à faible teneur en clinker. Le ciment de scories d'acier présente d'excellentes caractéristiques, notamment une résistance à l'usure, une résistance à la flexion élevée, une résistance à la corrosion et au gel.
2) Les scories d'acier remplacent les granulats concassés et les agrégats fins. Les scories d'acier concassées présentent une résistance élevée, une surface rugueuse, une bonne résistance à l'usure et une grande durabilité, un volume important, une bonne stabilité et une forte adhérence à l'asphalte. Comparées aux granulats concassés ordinaires, elles résistent également à la fissuration à basse température, ce qui permet leur utilisation généralisée dans le remblayage routier. Utilisées comme ballast ferroviaire, les scories d'acier ont l'avantage de ne pas perturber le fonctionnement des télécommunications ferroviaires et d'offrir une bonne conductivité électrique. Grâce à leur bonne perméabilité et leur drainage, les composants cimentaires des scories d'acier permettent leur durcissement en blocs de grande taille. Les scories d'acier conviennent également à la construction de routes en zones marécageuses et littorales.
Actuellement, la méthode la plus courante de valorisation des scories d'acier en Chine consiste à les concasser à une granulométrie inférieure à 5 mm pour remplacer le sable de rivière comme matériau de construction, ou à les broyer par boulets pour obtenir une poudre fine utilisée comme additif pour ciment. La société Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd. a également mené des recherches approfondies sur la valorisation complète des scories d'acier et a appliqué de manière innovante un broyeur à rouleaux haute pression à entraînement unique pour le concassage fin des scories, améliorant ainsi le procédé de traitement et obtenant d'excellents résultats économiques. Ce procédé a été appliqué avec succès dans la mine de Pangang et dans une entreprise de transformation de scories d'acier de Lianyungang.
Le procédé de production traditionnel des scories d'acier est le suivant :
1) Les gros morceaux sont broyés avec un concasseur à mâchoires à -50, et le fer magnétique est séparé avec une poulie magnétique.
2) Réglez la granulométrie de séparation du métal à +45 mm. La fraction restante (0-45 mm) est généralement utilisée comme matériau de construction et de remblayage routier. Afin d'accroître sa valeur applicative, les scories d'acier peuvent être triées en différentes granulométries (0-4 mm, 4-8 mm, etc.). Cette technologie nécessite un investissement initial et des coûts d'exploitation réduits. Cependant, plus de 50 % du métal contenu dans les scories se concentre dans la fraction inférieure à 10 mm, ce qui entraîne une perte importante de métal et une augmentation de la teneur en métaux lourds.
Le broyage fin par voie humide est donc largement utilisé, notamment pour les scories issues de la fabrication d'aciers fortement alliés contenant du chrome, du nickel, du molybdène, etc. Les procédés typiques comprennent le concassage et un broyage fin en deux étapes (broyeur à barres/broyeur à boulets). La ductilité des métaux étant difficile à broyer, la séparation du métal et des scories d'acier peut être réalisée par tamisage ou classification. La finesse de la fraction minérale des scories est généralement supérieure à 95 % et inférieure à 0,2 mm. Le taux de récupération du métal par ce procédé dépasse 95 %, et le rendement du concentré métallique obtenu est de 90 à 92 %. Du point de vue de la séparation du métal et des scories, ce procédé est considéré comme le plus performant.
Le principal inconvénient de ce procédé réside dans la finesse de la boue obtenue après séparation des scories d'acier. Ce procédé étant humide, son application dans le secteur du bâtiment est complexe. De ce fait, la majeure partie des scories résiduelles après tri des métaux est jetée, souvent en raison du coût élevé du séchage par voie humide et des réglementations en vigueur dans le monde. Toute application à plus forte valeur ajoutée nécessite le recours à d'autres méthodes de traitement des boues humides (séchage, épaississement, etc.).
Il faut généralement choisir entre le taux de récupération du métal et la disponibilité des scories restantes. Ce choix dépend généralement de la valeur du métal récupéré.
Les processus communs à ce stade sont les suivants :
Les gros morceaux sont broyés avec un concasseur à mâchoires jusqu'à -50, et le fer magnétique est séparé avec une poulie magnétique.
-50 Les scories d'acier sont concassées par un concasseur à marteaux ou un concasseur à cône, un concasseur à percussion, tamisées à travers un tamis multicouche, -20-10 Le produit granuleux peut être utilisé comme gravier, -10-1 Le produit granuleux peut être utilisé comme sable fin.
Tableau I
Analyse granulométrique des particules de 50 mm alimentant le concasseur à marteaux
-10 grains de scories d'acier sont broyés dans un broyeur à boulets sec en une fine poudre de -200 mesh, puis un séparateur magnétique électromagnétique de poudre sèche est utilisé pour éliminer le fer comme additif de ciment.
Date de publication : 12 avril 2021