使钙从炼钢渣中溶出的方法以及从炼钢渣中回收钙的方法技术

本发明专利技术的目的在于，提供能够使大量的Ca从炼钢渣中向含有二氧化碳的水溶液中溶出的、使Ca从炼钢渣中溶出的方法。本发明专利技术依次进行以下工序：对炼钢渣实施磁选，从所述炼钢渣中去除含有铁的化合物的工序；以及使实施了所述磁选的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。另外，一边将炼钢渣粉碎或者一边将炼钢渣的表面磨碎，一边使含有二氧化碳的水溶液与炼钢渣接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使钙从炼钢渣中溶出的方法以及从炼钢渣中回收钙的方法
本专利技术涉及使钙从炼钢渣中溶出的方法、以及从炼钢渣中回收钙的方法。
技术介绍
炼钢工序中产生的炼钢渣(转炉渣、预处理渣、二次精炼渣及电炉渣等)使用于包括水泥材料、道路用路基材料、土木用材料及肥料的广泛的用途中(参照非专利文献1～3)。另外，在上述用途中未使用的一部分的炼钢渣被填埋处置。已知在炼钢渣中包含钙(Ca)、铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、磷(P)、钛(Ti)、铬(Cr)、硫(S)等元素。这些元素之中，炼钢渣中包含最多的元素是在炼钢工序中大量使用的Ca，通常除Ca以外包含最多的是Fe。通常，炼钢渣的总质量中的20质量％～50质量％左右为Ca，1质量％～30质量％左右为Fe。炼钢渣中的Ca以下面的形态存在：在炼钢工序中投入的生石灰(CaO)原样残留或在炼钢渣的凝固中析出的游离石灰、游离石灰与空气中的水蒸气或二氧化碳反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)2)或碳酸钙(CaCO3)、或者钙与Si或Al等反应生成的硅酸钙(Ca2SiO4或Ca3SiO5等)或氧化钙铁铝(Ca2(Al1-XFeX)2O5)等(以下，也将炼钢渣中存在的上述包含钙的化合物总称为“Ca化合物”)。碳酸钙及氧化钙为炼铁工序中的制生铁工序及炼钢工序中的主要的渣形成材料，作为该渣的碱度及粘度的调整剂、以及从钢水脱磷的脱磷剂等来使用。另外，对氧化钙加水得到的氢氧化钙在排水工序中作为对酸等的中和剂来使用。因此，若将上述炼钢渣内包含的Ca化合物回收并在炼铁工序中再利用，则期待能够削减炼铁的成本。另外，今后，随着社会环境的变化等，用于将炼钢渣作为道路用路基材料、土木用材料或者水泥材料等来使用的土木工程的数量有可能减少，或能够对炼钢渣进行填埋处置的土地有可能减少。从该观点来看，也期待将炼钢渣中包含的Ca化合物回收，并再利用或者使填埋处置的炼钢渣的体积减少。对于炼钢渣内的Ca，例如可以使其溶出到盐酸、硝酸或者硫酸等酸性水溶液中，来将其回收。但是，该方法中生成的上述物质与上述酸的盐难以再利用。例如，对于使炼钢渣内的Ca溶出到盐酸中生成的氯化钙，若加热形成氧化物则能够再利用，但存在上述加热中产生的有害的氯气的处理成本高的问题。另外，若要使炼钢渣内的Ca溶出到酸性水溶液中并回收，则还存在酸的购入及溶出处理后的酸的废弃成本高的问题。相对于此，若使Ca从炼钢渣溶出到含有二氧化碳的水溶液(以下，简称为“CO2水溶液”)中并回收，则期待能够解决由酸的使用带来的上述问题(参照专利文献1～3)。此外，在废气中包含大量二氧化碳，在对废气进行脱硫及脱硝之后，除了空气和水蒸气以外，得到几乎为二氧化碳的气体。在工业上运用了如非专利文献4所示那样地从废气中提取二氧化碳的技术。在专利文献1中记载有向使转炉渣中的钙溶出得到的水溶液中吹入二氧化碳，并回收所沉淀的碳酸钙的方法。此时，为了抑制生成对水的溶解性较高的碳酸氢钙，将pH值的下限值维持在10左右。在专利文献1中未记载将pH值维持在10以上的具体方法，但可认为通过调整二氧化碳的吹入量将pH值维持在10以上。在专利文献2中记载有以下方法：将破碎的炼钢渣分离为铁凝聚相及磷凝聚相，使磷凝聚相中的钙化合物溶解于溶解有二氧化碳的洗涤水中，之后，将洗涤水加热至50～60℃左右，使洗涤水中的碳酸氢钙作为碳酸钙沉淀并回收。在专利文献3中记载有分多次使钙化合物从炼钢渣中溶出并回收的方法。在该方法中记载有，通过在吹入了二氧化碳的水中多次浸渍炼钢渣(预处理渣)，从而优先地溶出2CaO·SiO2相及固溶于该相的磷。另一方面，炼钢渣内的Fe作为铁系氧化物、氧化钙铁铝、以及极少量的金属铁存在。这些之中，铁系氧化物除了含有Mn或者Mg以外，还含有少量的Ca、Al、Si、P、Ti、Cr及S等元素。另外，氧化钙铁铝也含有少量的Si、P、Ti、Cr及S等元素。此外，在本说明书中，铁系氧化物也包含与空气中的水蒸气等反应从而其表面的一部分等变化为氢氧化物等的化合物，氧化钙铁铝也包含与空气中的水蒸气及二氧化碳等反应从而其表面的一部分等变化为氢氧化物或者碳酸化物等的化合物。对于上述铁系氧化物，其大部分作为方铁矿系氧化物(FeO)存在，除此之外也作为赤铁矿系氧化物(Fe2O4)或磁铁矿系氧化物(Fe3O4)存在。这些氧化物之中，对于方铁矿系氧化物及赤铁矿系氧化物，由于在其内部分散有作为强磁性体的磁铁矿系氧化物(Fe3O4)，所以能够通过磁选从炼钢渣中分离。此外，单独或者与其他铁系氧化物共存的磁铁矿系氧化物也能够通过磁选来从炼钢渣中分离。另外，在专利文献4～专利文献6中记载有为了将更多的铁系氧化物通过磁选分离，通过氧化处理等来将方铁矿系氧化物改质为磁铁矿系氧化物的方法。对于上述氧化钙铁铝，通过磁化成为磁性体，因此同样能够通过磁选从炼钢渣中分离。对于铁系氧化物及氧化钙铁铝(以下，将它们一起称为“铁系化合物”。氧化钙铁铝是Ca化合物同时也是铁系化合物)，由于磷的含量为0.1质量％以下非常少，因此若通过上述的磁选等来从炼钢渣中分离并回收，则可以作为高炉或烧结的原料来使用。金属铁是在炼钢工序中卷入渣中的Fe、或在炼钢渣的凝固中析出的微小的Fe。对于金属铁中的较大者，在大气中将炼钢渣破碎或粉碎的干式的工序中，通过磁选以外的方法被去除。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭55-100220号公报专利文献2：日本特开2010-270378号公报专利文献3：日本特开2013-142046号公报专利文献4：日本特开昭54-88894号公报专利文献5：日本特开昭54-57529号公报专利文献6：日本特开昭52-125493号公报非专利文献非专利文献1：中川雅夫，“鉄鋼スラグの有効利用の状況”，第205·206次西山纪念技术讲座讲演文本，一般社团法人日本铁钢协会，2011年6月，p.25-56非专利文献2：“環境資材鉄鋼スラグ”，铁钢渣协会，2014年1月非专利文献3：二冢贵之等，“鉄鋼スラグから人工海水への成分溶出挙動”，铁与钢，Vol.89，No.4，2014年1月，p.382-387非专利文献4：饭岛正树等，“地球温暖化対策技術としてのCO2回収技術”，三菱重工技术报告，Vol.47，No.1，2010年，p.47-53
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，从炼钢渣中回收Ca带来的好处较多，因此始终存在进一步提高从炼钢渣中回收Ca的回收率的期望。在专利文献1记载的方法中，若吹入较多的二氧化碳则pH值比10低，反之，若减少二氧化碳的吹入量则Ca的析出量减少。因此，若要提高Ca的回收率，则需要精密地调节二氧化碳的吹入量，所以回收工序烦杂，回收成本较高。在专利文献2记载的方法中，由于使用无机酸，所以即使以碳酸钙的形式析出并回收钙，其中也包含大量的无机酸、以及无机酸与钙的盐，为了将它们分离需要大量的水及高温的加热。因此，专利文献2中记载的方法工序烦杂，回收成本较高。此外，若利用含有二氧化碳的洗涤水(含有碳酸氢钙的水溶液)对炼钢渣进行洗涤并使钙溶解，则溶解有钙的洗涤水由于含有碳酸氢钙，因此呈中性～弱碱性。若要将该洗涤液与通过无机酸浸出的液体混合，从而将通过无机酸浸出的液体中和并使碳酸钙析出，则混合液因无机酸酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使钙从炼钢渣中溶出的方法，其包括以下工序：对炼钢渣实施磁选，从所述炼钢渣中去除含有铁的化合物的工序；以及使实施了所述磁选后的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.18 JP 2017-0066141.一种使钙从炼钢渣中溶出的方法，其包括以下工序：对炼钢渣实施磁选，从所述炼钢渣中去除含有铁的化合物的工序；以及使实施了所述磁选后的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述接触的工序是一边将所述炼钢渣破碎或粉碎或者一边将所述炼钢渣的表面磨碎，一边使所述炼钢渣与所述含有二氧化碳的水溶液接触的工序。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，还包括对炼钢渣实施水合处理的工序，所述接触的工序是使实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：福居康，浅场昭广，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP