一种转炉钢渣高效资源化利用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110499400A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910915782.4(22)申请日2019.09.26(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人杜传明袁磊于景坤(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人俞鲁江(51)Int.Cl.C21B3/06(2006.01)B09B3/00(2006.01)B09B5/00(2006.01)C01B25/32(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种转炉钢渣高效资源化利用方法(57)摘要本发明属于冶金资源再利用技术领域，具体涉及一种转炉钢渣高效资源化利用方法，首先将熔融状态下的转炉钢渣进行氧化处理，降低钢渣中FeO的质量分数，之后将钢渣与水溶液混合得到矿浆并使用无机酸溶液进行酸浸。通过控制矿浆的pH值为2.0～3.0使钢渣中含磷的硅酸二钙相溶出并分离。固液分离后，调整浸出液的pH值至7.5～8.5，使浸出液中的磷酸盐沉淀并作为一种高价值的磷资源回收使用，酸浸后的残渣作为冶金熔剂在钢铁冶金中使用。本发明低成本地实现了转炉钢渣中磷的高效提取及回收，使除磷后的残渣在钢铁企业内循环利用，同时获得了一种磷资源，充分开发和利用了钢渣中有价组分的潜在价值，建立了绿色冶金流程，创造了巨大的经济效益。CN110499400ACN110499400A权利要求书1/1页1.一种转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于：首先对熔融状态下的转炉钢渣进行氧化处理，降低钢渣中FeO的质量分数，之后将钢渣与水溶液混合并使用无机酸溶液进行酸浸，酸浸过程中，控制矿浆的pH值为2.0～3.0并同时进行机械搅拌；酸浸后，通过固液分离得到残渣和浸出液；残渣在钢铁冶金中使用；通过加入碱性物质，将浸出液调整为弱碱性，使浸出液中生成沉淀；分离后的沉淀作为一种磷资源使用。2.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于：所述转炉钢渣具有较高的碱度，钢渣中CaO与SiO2的质量分数比为2.5～5.0。3.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于：对转炉钢渣氧化处理后，使转炉钢渣中FeO的质量分数低于10％。4.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于，酸浸前对转炉钢渣进行破碎研磨，使钢渣的颗粒尺寸小于0.2mm。5.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于，酸浸过程中使用的无机酸溶液为盐酸和/或硝酸溶液。6.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于，加入的碱性物质为氢氧化钙和/或氢氧化钠。7.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于，将浸出液调整为弱碱性时，pH值为7.5～8.5。8.根据权利要求1所述的转炉钢渣高效资源化利用方法，其特征在于，利用重力沉降和/或离心分离，将生成的沉淀从浸出液中分离回收。2CN110499400A说明书1/6页一种转炉钢渣高效资源化利用方法技术领域[0001]本发明属于冶金资源再利用技术领域，具体涉及一种转炉钢渣高效资源化利用方法。背景技术[0002]钢渣是钢铁工业中产生的副产品，其产生量为钢水产量的13％左右。目前，我国的炼钢工艺大部分采用脱磷和脱碳在同一转炉中进行，产生转炉钢渣。转炉钢渣主要包含CaO，SiO2和FetO，且具有较高的碱度(CaO与SiO2的质量分数比为3.0～4.5)。由于含有丰富的CaO和FetO等钢铁生产中必需的组分，转炉钢渣被视为一种潜在的冶金资源。[0003]转炉钢渣通常含有2～5％的P2O5，当其作为冶金资源返回烧结再利用时，会造成铁水中磷含量的增加，从而加重后续冶炼过程中的脱磷负担，因此转炉钢渣在烧结矿中的掺入量较低。我国的钢渣利用主要集中在钢渣水泥，混凝土，建材制品和道路工程，但在这些低附加值的使用中，钢渣的利用量有限，导致我国钢渣的综合利用率较低。这不仅浪费了大量的冶金资源，也造成了巨大的环境压力。如何大规模地高效利用钢渣是钢铁行业亟需解决的重要课题。为此，钢铁企业一直在努力开发先进的钢渣处理工艺和资源化利用技术。[0004]若转炉钢渣中的磷能被有效地分离，除磷后的钢渣可作为优良的冶金熔剂在烧结或炼钢中循环利用。在烧结矿中配加钢渣能提高烧结矿的质量，而钢渣返回炼钢流程则加速转炉冶炼时化渣。钢渣的循环利用将显著降低生石灰的消耗，节约铁矿石和锰矿石，减少钢渣排放。此外，从钢渣中分离回收的磷可作为一种磷资源。因此，转炉钢渣中磷的分离和提取是实现钢渣高附加值利用和资源化的关键技术，也是建立绿色冶金流程的重要环节。[0005]炼钢过程中，铁水中的磷首先被氧化形成P2