一種高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣綜合利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣綜合利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是鋼鐵工業(yè)大國，近幾年我國鋼鐵行業(yè)快速發(fā)展。鋼鐵工業(yè)的進(jìn)步極大地體現(xiàn)在提高資源的利用率，為了應(yīng)對競爭局面，必須提高資源利用效率，降低污染物排量。資源和環(huán)境成為鋼鐵企業(yè)能否生存和發(fā)展的決定性因素。
[0003]高爐渣是鋼鐵冶煉過程中的主要副產(chǎn)品，每冶煉It生鐵大約產(chǎn)生300?350kg的高爐渣，按照我國年生鐵年產(chǎn)量100000萬t計算，產(chǎn)渣量達(dá)32000萬t左右。我國90%的高爐渣都采用水沖渣法處理，得到的水渣用于生產(chǎn)水泥、渣磚、礦渣微粉和隔熱填料。
[0004]轉(zhuǎn)爐渣是鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的廢棄物，主要含有鈣、鐵、鎂和硅元素，其中一部分鈣元素以游離氧化鈣的形式存在。每冶煉It鋼材大約產(chǎn)生100?120kg的轉(zhuǎn)爐渣，按照我國鋼材年產(chǎn)量100000萬t計算，產(chǎn)渣量達(dá)11000萬t左右。
[0005]由于高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的排放造成了大量鋁和鈣等資源的流失，同時占用了大量土地，對環(huán)境造成污染，因此對它們的利用早已成為行業(yè)技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，目前還未有公開一種高效、節(jié)能以及環(huán)保的高爐渣或轉(zhuǎn)爐渣的處理方法。
[0006]因此，如何提供一種高效、節(jié)能以及環(huán)保的高爐渣或轉(zhuǎn)爐渣的處理方法是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣綜合利用的方法，該方法充分利用高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的各自的特征，將高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的特征結(jié)合起來，相互彌補(bǔ)配合，克服處理單一高爐渣或單一轉(zhuǎn)爐渣所存在的困難，資源回收產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能以及環(huán)保的特點(diǎn)。
[0008]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]—種高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣綜合利用的方法，包括以下步驟:
[0010]I)高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的預(yù)處理:將高爐渣破碎，得到高爐渣粉末，將轉(zhuǎn)爐渣破碎，得到轉(zhuǎn)爐渣粉末，控制所述高爐渣粉末與所述轉(zhuǎn)爐渣粉末的質(zhì)量配比在40:1至6:1之間，然后用混粉機(jī)將所述高爐渣粉末與所述轉(zhuǎn)爐渣粉末充分混合攪勻，得到混勻粉末；
[0011]2)與鹽酸反應(yīng):將步驟I)得到的所述混勻粉末置于鹽酸溶液中進(jìn)行溶解反應(yīng)，所述鹽酸溶液的重量為所述混勻粉末重量的15?20倍，然后將溶解反應(yīng)后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第一浸出液和第一固相物，其中所述第一固相物包括上層沉淀物和下層殘?jiān)?，然后將所述上層沉淀物從所述第一固相物中分離出得到硅膠；
[0012]3)與氫氧化鈉反應(yīng):向步驟2)中得到的第一浸出液中添加氫氧化鈉溶液，直至所述第一浸出液的PH變?yōu)?1.5 ± 0.1，然后將添加氫氧化鈉溶液后的第一浸出液加熱至一定溫度后進(jìn)行反應(yīng)，然后將反應(yīng)后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第二浸出液和第二固相物，然后將所述第二固相物依次進(jìn)行沖洗與烘干，得到鈣鋁基層狀雙氫氧化物。
[0013]優(yōu)選的，將所述步驟3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步驟2)得到的第一浸出液中，充分利用所述第二浸出液中所剩余的氫氧化鈉。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟I)中，所述高爐渣中鈣元素的重量百分比為24%?39%，且鋁元素的重量百分比為11%?14%。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟I)中，所述轉(zhuǎn)爐渣中鈣元素的重量百分比為40%?50%，且鋁元素的重量百分比為2%?5%。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟I)中，所述高爐渣粉末的粒徑為50μηι?170μηι，所述轉(zhuǎn)爐渣粉末的粒徑為50μπι?170μπι。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟2)中，所述鹽酸溶液的濃度為3mol/L，溶解反應(yīng)溫度為90 V?100°c，溶解反應(yīng)時間為2h?3h。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟3)中，所述氫氧化鈉溶液的濃度為2mol/L，反應(yīng)溫度為90°C?100C，反應(yīng)時間為17h?19h。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟3)中，將所述第二固相物用去離子水沖洗3?5次。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟3)中，將所述第二固相物沖洗后在100°C下完全烘干。
[0021]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0022]1.在本發(fā)明的步驟2)中，高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣中的游離S i O 2轉(zhuǎn)化為硅膠，轉(zhuǎn)化率在92%以上，產(chǎn)出的硅膠純度在92%以上，外觀為白色，產(chǎn)品附加值較高，這是現(xiàn)有技術(shù)所不具備的。
[0023]2.在本發(fā)明的步驟3)中，第一浸出液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到附加值較高的鈣鋁基層狀雙氫氧化物，產(chǎn)出的鈣鋁基層狀雙氫氧化物純度在90 %以上，外觀為白灰色固體粉末，該鈣鋁基層狀雙氫氧化物是很多烷基芳香烴發(fā)生反應(yīng)和某些微生物反應(yīng)的催化劑，用途廣泛。故本發(fā)明巧妙利用了高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣中的鈣資源和鋁資源，控制其比例在一定范圍內(nèi)，制備了高附加值的鈣鋁基層狀雙氫氧化物，這是現(xiàn)有技術(shù)不具備的。
[0024]3.本發(fā)明中，將所述步驟3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步驟2)得到的第一浸出液中，充分利用所述第二浸出液中所剩余的氫氧化鈉，節(jié)省了大量原料，降低了成本。
[0025]高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣都是冶金工業(yè)廢棄物，如不利用，不僅浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境。本發(fā)明的原料鹽酸和氫氧化鈉來源廣泛，成本低。本發(fā)明是大規(guī)模地、整體地綜合利用高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，無二次污染;產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣，經(jīng)濟(jì)效益高。本發(fā)明合理利用了高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣中的鈣和鋁資源，解決了轉(zhuǎn)爐渣的大量排放造成的環(huán)境污染問題和如何增加高爐渣附加值的問題，是技術(shù)上的顯著進(jìn)步。本發(fā)明充分利用高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的各自的特征，將高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的特征結(jié)合起來，相互彌補(bǔ)配合，克服處理單一高爐渣或單一轉(zhuǎn)爐渣所存在的困難，資源回收產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能以及環(huán)保的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0027]一種高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣綜合利用的方法，包括以下步驟:
[0028]I)高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的預(yù)處理:將高爐渣破碎，得到高爐渣粉末，將轉(zhuǎn)爐渣破碎，得到轉(zhuǎn)爐渣粉末，控制所述高爐渣粉末與所述轉(zhuǎn)爐渣粉末的質(zhì)量配比在40:1至6:1之間，然后用混粉機(jī)將所述高爐渣粉末與所述轉(zhuǎn)爐渣粉末充分混合攪勻，得到混勻粉末；
[0029]2)與鹽酸反應(yīng):將步驟I)得到的所述混勻粉末置于鹽酸溶液中進(jìn)行溶解反應(yīng)，所述鹽酸溶液的重量為所述混勻粉末重量的15?20倍，然后將溶解反應(yīng)后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第一浸出液和第一固相物，其中所述第一固相物包括上層沉淀物和下層殘?jiān)缓髮⑺錾蠈映恋砦飶乃龅谝还滔辔镏蟹蛛x出得到硅膠；
[0030]3)與氫氧化鈉反應(yīng):向步驟2)中得到的第一浸出液中添加氫氧化鈉溶液，直至所述第一浸出液的PH變?yōu)?1.5 ± 0.1，然后將添加氫氧化鈉溶液后的第一浸出液加熱至一定溫度后進(jìn)行反應(yīng)，然后將反應(yīng)后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第二浸出液和第二固相物，然后將所述第二固相物依次進(jìn)行沖洗與烘干，得到鈣鋁基層狀雙氫氧化物。
[0031]高爐渣與轉(zhuǎn)爐渣中的Ca0、Al203與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，得到CaCl2和AlCl3進(jìn)入第一浸出液，含量較少的Fe3+、Mg2+等離子一同進(jìn)入第一浸出液，由于高爐渣轉(zhuǎn)爐渣混合物的粒度很小，與鹽酸充分反應(yīng)后，密度相對較小的S12形成S12.ηΗ20，存在于第一固相物的上層沉淀物，剩余的為下層殘?jiān)?br>[0032]第一浸出液中的Ca2+、Al3+、Fe3+、Mg2+等金屬離子與氫氧化鈉反應(yīng)，得到Ca(0H)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2等沉淀進(jìn)入第二固相物，由于Fe3+、