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【技術領域】。在不添加任何熔劑的情況下，通過調整含碳球團中銅渣/鎳渣與鋼渣的比例。將鋼渣磨細后與碳質還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進磷和鐵氧化物的還原，實現鐵、磷的同步回收。優點在于，將有效改善鋼渣和冶金固廢的利用情況，降低環境污染的同時，產生巨大的經濟效益，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種鋼渣高效綜合利用的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼渣利用【技術領域】，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。
技術背景
[0002]中國是鋼鐵產能大國，鋼企平均每生產It鋼將產生約120?150kg鋼渣。同時，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，造成資源浪費的同時，還帶來了嚴重的環境問題。
[0003]銅渣/鎳渣中鐵主要以鐵橄欖石的形態存在，采取還原熔分工藝進行處理時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的循環利用。采取還原方式對鋼渣進行脫磷處理時，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磷的還原。
【發明內容】
[0004]本發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，通過調整含碳球團中銅渣/鎳渣與鋼渣的比例，探討了酸性固廢與鋼渣的搭配使用對含碳球團還原和熔分的影響，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]本發明是將鋼渣磨細后與碳質還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進磷和鐵氧化物的還原，實現鐵、磷的同步回收。具體工藝及在工藝中控制的技術參數如下
[0006]a以鋼渣、酸性固廢、碳質(鋼渣與酸性固廢混合物的堿度R = 1.0?1.2，含碳球團試樣碳氧摩爾比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，不添加其它的任何熔劑；
[0007]b含碳球團在1200°C?1300°C的溫度范圍內還原20mins?30mins，制備金屬化球團；
[0008]c金屬化球團在140CTC?150CTC的溫度區間內熔分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對高磷鐵水進行脫磷，使磷富集于鋼渣中(其中，脫磷轉爐中渣鋼質量比按15%計算)；
[0010]e鋼渣返回造球單元進行回收利用。
[0011]含碳球團中高堿度鋼渣與酸性固廢互為熔劑促進相互的還原，鐵與磷的還原同時進行；熔分渣在轉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；脫磷鋼渣循環利用，實現了鋼渣的“零排放”。
[0012]本發明的優點在于，將有效改善鋼渣和冶金固廢的利用情況，降低環境污染的同時，產生巨大的經濟效益，具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為鋼渣循環利用回收磷、鐵的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]轉爐脫磷鋼渣，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節堿度，并添加一定量的煤粉混勻后制備含碳球團。將制備好的含碳球團置于200°C烘箱內干燥4h，之后放入管式電阻爐內在1200°C還原20mins。將還原后的金屬化球團研磨至小于0.125mm的粉末,通過化學滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結果表明，堿度為1.0時試樣的金屬化率最高，達92%，堿度為2.0時試樣中磷的還原氣化脫除率最高，達到31%。
[0016]實施例2
[0017]將堿度高于2.0的含碳球團置于管式電阻爐內在1400°C還原30mins，通過化學滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結果表明，堿度為2.0時試樣中磷的還原氣化脫除率為75%，堿度為4.0時試樣中磷的還原氣化脫除率為50%。
[0018]實施3
[0019]將堿度為0.15?1.0的含碳球團置于管式電阻爐內在1400°C保溫30mins，試樣熔分后得到粒鐵。通過稱量粒鐵質量得到鐵的收得率，通過化學滴定分析確定粒鐵的磷含量。結果表明，在0.15?1.0的堿度范圍內，堿度為1.0時粒鐵的收得率最高，達到92%，粒鐵中磷的還原氣化脫除率為75%，堿度為2.0時試樣中磷的還原氣化脫除率接近55%。
[0020]實施例4
[0021]轉爐脫磷鋼渣，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節堿度，并添加一定量的煤粉混勻后制備含碳球團。將制備好的含碳球團置于200°C烘箱內干燥4h，之后放入管式電阻爐內在1200°C還原20mins。將還原后的金屬化球團研磨至小于0.125mm的粉末,通過化學滴定分析確定金屬化率以及試樣的磷含量。分析結果表明，在0.5?4.0的堿度范圍內，堿度為1.0時試樣的金屬化率達93.5%，堿度為2.0時試樣中磷的還原氣化脫除率達到35%。
【權利要求】
1.一種鋼渣高效綜合利用的方法，其特征在于，將鋼渣磨細后與碳質還原劑、酸性固廢混合制備含碳球團，鋼渣與酸性互為熔劑，分別促進磷和鐵氧化物的還原，實現鐵、磷的同步回收。 a以鋼渣、酸性固廢、碳質還原劑為原料制備含碳球團，鋼渣與酸性固廢混合物的堿度R = 1.0?1.2，含碳球團試樣碳氧摩爾比C/0 = 1.2?1.5，其中氧包括磷氧化物和鐵氧化物中的氧； b含碳球團在1200°C?1300°C的溫度范圍內還原20mins?30mins，制備金屬化球團；c金屬化球團在1400°C?1500°C的溫度區間內熔分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對高磷鐵水進行脫磷，使磷富集于鋼渣中，其中，脫磷轉爐中渣鋼質量比按15%計算；e鋼渣返回造球單元進行回收利用。
【文檔編號】C21B3/04GK104232818SQ201410542164
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】張俊, 嚴定鎏, 齊淵洪, 許海川, 戴曉天 申請人:鋼鐵研究總院, 鋼研集團晟華工程技術有限公司