一種鋼渣高效綜合利用的方法
【專利摘要】一種鋼渣高效綜合利用的方法，屬于鋼渣利用【技術(shù)領(lǐng)域】。在不添加任何熔劑的情況下，通過調(diào)整含碳球團(tuán)中銅渣/鎳渣與鋼渣的比例。將鋼渣磨細(xì)后與碳質(zhì)還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團(tuán)，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進(jìn)磷和鐵氧化物的還原，實(shí)現(xiàn)鐵、磷的同步回收。優(yōu)點(diǎn)在于，將有效改善鋼渣和冶金固廢的利用情況，降低環(huán)境污染的同時(shí)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種鋼渣高效綜合利用的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼渣利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種鋼渣高效綜合利用的方法，將鋼渣在直接還原、熔分過程中脫磷，且同時(shí)利用鋼渣中堿性熔劑的方法；含鐵固廢綜合利用的非高爐煉鐵過程。
技術(shù)背景
[0002]中國(guó)是鋼鐵產(chǎn)能大國(guó)，鋼企平均每生產(chǎn)It鋼將產(chǎn)生約120?150kg鋼渣。同時(shí)，火法冶金是目前最主要的煉銅、煉鎳流程，其渣量約為金屬產(chǎn)量的2倍。由于冶金含鐵廢渣具有鐵品位低、渣量大的特征，目前主要采取堆放的方式處理，造成資源浪費(fèi)的同時(shí)，還帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。
[0003]銅渣/鎳渣中鐵主要以鐵橄欖石的形態(tài)存在，采取還原熔分工藝進(jìn)行處理時(shí)需要配入大量的石灰改善還原熔分過程，造成熔分渣量大、能耗高。鋼渣具有可回收的鐵元素，同時(shí)由于其較高的堿度，可以作為堿性熔劑使用，但磷的富集限制了鋼渣在冶金流程內(nèi)的循環(huán)利用。采取還原方式對(duì)鋼渣進(jìn)行脫磷處理時(shí)，存在還原溫度高且磷脫除率低的問題，需要添加酸性熔劑降低堿度促進(jìn)磷的還原。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼渣高效綜合利用的方法，在不添加任何熔劑的情況下，通過調(diào)整含碳球團(tuán)中銅渣/鎳渣與鋼渣的比例，探討了酸性固廢與鋼渣的搭配使用對(duì)含碳球團(tuán)還原和熔分的影響，研究了不同配比條件下鐵、磷的還原以及熔分后鐵的收得情況，為固體廢棄物的綜合利用提供了新的途徑。
[0005]本發(fā)明是將鋼渣磨細(xì)后與碳質(zhì)還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團(tuán)，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進(jìn)磷和鐵氧化物的還原，實(shí)現(xiàn)鐵、磷的同步回收。具體工藝及在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下
[0006]a以鋼渣、酸性固廢、碳質(zhì)(鋼渣與酸性固廢混合物的堿度R = 1.0?1.2，含碳球團(tuán)試樣碳氧摩爾比C/0 = 1.2?1.5，其中氧包括磷氧化物和鐵氧化物中的氧)還原劑為原料制備含碳球團(tuán)，不添加其它的任何熔劑；
[0007]b含碳球團(tuán)在1200°C?1300°C的溫度范圍內(nèi)還原20mins?30mins，制備金屬化球團(tuán)；
[0008]c金屬化球團(tuán)在140CTC?150CTC的溫度區(qū)間內(nèi)熔分40mins?60mins (熔分，即物料完全熔化后完成熔渣與鐵水的分離)，得到高磷鐵水與熔分渣；
[0009]d熔分洛部分(60kg?80kg/tFe)回收并添加一定量(70kg?90kg/tFe)的石灰，在1600°C?1650°C對(duì)高磷鐵水進(jìn)行脫磷，使磷富集于鋼渣中(其中，脫磷轉(zhuǎn)爐中渣鋼質(zhì)量比按15%計(jì)算)；
[0010]e鋼渣返回造球單元進(jìn)行回收利用。
[0011]含碳球團(tuán)中高堿度鋼渣與酸性固廢互為熔劑促進(jìn)相互的還原，鐵與磷的還原同時(shí)進(jìn)行；熔分渣在轉(zhuǎn)爐脫磷過程中部分回收，降低了熔劑的用量，且提高了爐渣物理熱的利用效率；脫磷鋼渣循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了鋼渣的“零排放”。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，將有效改善鋼渣和冶金固廢的利用情況，降低環(huán)境污染的同時(shí)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為鋼渣循環(huán)利用回收磷、鐵的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]轉(zhuǎn)爐脫磷鋼渣，TFe含量為18.04%，P2O5含量為1.74%，自然堿度(三元)為4 ;云南水淬銅渣，TFe含量為40.57%，P含量為0.075%，自然堿度為0.15。分別將鋼渣和銅渣研磨至粒度小于0.125mm的粉末，通過改變兩者的比例調(diào)節(jié)堿度，并添加一定量的煤粉混勻后制備含碳球團(tuán)。將制備好的含碳球團(tuán)置于200°C烘箱內(nèi)干燥4h，之后放入管式電阻爐內(nèi)在1200°C還原20mins。將還原后的金屬化球團(tuán)研磨至小于0.125mm的粉末,通過化學(xué)滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結(jié)果表明，堿度為1.0時(shí)試樣的金屬化率最高，達(dá)92%，堿度為2.0時(shí)試樣中磷的還原氣化脫除率最高，達(dá)到31%。
[0016]實(shí)施例2
[0017]將堿度高于2.0的含碳球團(tuán)置于管式電阻爐內(nèi)在1400°C還原30mins，通過化學(xué)滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結(jié)果表明，堿度為2.0時(shí)試樣中磷的還原氣化脫除率為75%，堿度為4.0時(shí)試樣中磷的還原氣化脫除率為50%。
[0018]實(shí)施3
[0019]將堿度為0.15?1.0的含碳球團(tuán)置于管式電阻爐內(nèi)在1400°C保溫30mins，試樣熔分后得到粒鐵。通過稱量粒鐵質(zhì)量得到鐵的收得率，通過化學(xué)滴定分析確定粒鐵的磷含量。結(jié)果表明，在0.15?1.0的堿度范圍內(nèi)，堿度為1.0時(shí)粒鐵的收得率最高，達(dá)到92%，粒鐵中磷的還原氣化脫除率為75%，堿度為2.0時(shí)試樣中磷的還原氣化脫除率接近55%。
[0020]實(shí)施例4
[0021]轉(zhuǎn)爐脫磷鋼渣，TFe含量為18.04%，P2O5含量為1.74%,自然堿度為4.0;金昌低鎳渣，TFe含量為40.78%, P含量為0.014%,自然堿度為0.23。分別將鋼渣和低鎳研磨至粒度小于0.125mm的粉末，通過改變兩者的比例調(diào)節(jié)堿度，并添加一定量的煤粉混勻后制備含碳球團(tuán)。將制備好的含碳球團(tuán)置于200°C烘箱內(nèi)干燥4h，之后放入管式電阻爐內(nèi)在1200°C還原20mins。將還原后的金屬化球團(tuán)研磨至小于0.125mm的粉末,通過化學(xué)滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結(jié)果表明，在0.5?4.0的堿度范圍內(nèi)，堿度為1.0時(shí)試樣的金屬化率達(dá)93.5%，堿度為2.0時(shí)試樣中磷的還原氣化脫除率達(dá)到35%。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼渣高效綜合利用的方法，其特征在于，將鋼渣磨細(xì)后與碳質(zhì)還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團(tuán)，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進(jìn)磷和鐵氧化物的還原，實(shí)現(xiàn)鐵、磷的同步回收。 a以鋼渣、酸性固廢、碳質(zhì)還原劑為原料制備含碳球團(tuán)，鋼渣與酸性固廢混合物的堿度R = 1.0?1.2，含碳球團(tuán)試樣碳氧摩爾比C/0 = 1.2?1.5，其中氧包括磷氧化物和鐵氧化物中的氧； b含碳球團(tuán)在1200°C?1300°C的溫度范圍內(nèi)還原20mins?30mins，制備金屬化球團(tuán)；c金屬化球團(tuán)在1400°C?1500°C的溫度區(qū)間內(nèi)熔分40mins?60mins，得到高磷鐵水與熔分洛； d溶分禮:60kg?80kg/tFe回收并添加70kg?90kg/tFe的石灰，在160CTC?165CTC對(duì)高磷鐵水進(jìn)行脫磷，使磷富集于鋼渣中，其中，脫磷轉(zhuǎn)爐中渣鋼質(zhì)量比按15%計(jì)算；e鋼渣返回造球單元進(jìn)行回收利用。
【文檔編號(hào)】C21B3/04GK104232818SQ201410542164
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】張俊, 嚴(yán)定鎏, 齊淵洪, 許海川, 戴曉天 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院, 鋼研集團(tuán)晟華工程技術(shù)有限公司