一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法技术

技术编号:33933802 阅读:14 留言:0更新日期:2022-06-25 22:51
一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法,属于钢铁冶炼技术领域,以处理高铁赤泥、回收利用废钢并产出合格钢材为主要目的,解决高铁赤泥和废钢固废利用的技术问题,包括以下步骤:1、含有赤泥的浆液压滤制得高铁赤泥;2、高铁赤泥干燥脱水;3、高铁赤泥熔炼获得铁水;4、铁水和预热后的废钢加入电炉中进行冶炼,制得用于浇铸的钢液。本发明专利技术将赤泥熔炼产出的铁水作为废钢冶炼的碳源,依托氧化铝冶炼企业建设废钢深加工中心,实现废钢和赤泥的协同利用,既减碳、节能、环保,又能产生相当的经济效益。又能产生相当的经济效益。又能产生相当的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物综合利用
,具体涉及的是一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物,我国每年产生赤泥1亿吨以上,历史堆存量在10亿吨以上,一直未能得到有效利用。高铁赤泥是一种潜在的铁源,相比铁精矿,高铁赤泥的品位低,且含有钠元素,无法以原料的方式直接进入炼铁工序。目前大多通过磁选提铁或者还原焙烧+磁选提铁的预处理方式进行利用,其中磁选提铁工艺存在回收率低、产品铁品位低、尾渣依然需要填埋处理等问题,还原焙烧+磁选提铁工艺存在成本高、磁选尾渣难以利用等问题。
[0003]现有技术中主流的炼钢方式包括“高炉+转炉”(长流程)工艺和“电炉”(短流程)工艺,长流程工艺的吨钢碳排放量和能耗要远大于电炉,电炉短流程炼钢是钢铁行业绿色化发展的方向。目前电炉短流程炼钢工艺是以废钢为主要原料,采用石墨电极对废钢进行加热,并结合氧枪辅助熔化废钢。当废钢逐步熔化后,开始喷碳粉造泡沫渣。为了加快电炉冶炼效率以及降低电耗,通常需要配加铁水(需要依托长流程工厂)或者喷吹碳粉,通过氧气氧化碳源放热以加快化料效率。另外,电炉冶炼过程中产生的钢渣利用依然存在问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中的不足,解决高铁赤泥和废钢固废利用的技术问题,以处理高铁赤泥、回收利用废钢并产出合格钢材为主要目的,本专利技术提供一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法,将赤泥熔炼产出的铁水作为废钢冶炼的碳源,依托氧化铝冶炼企业建设废钢深加工中心,实现废钢和赤泥的协同利用,既减碳、节能、环保,又能产生相当的经济效益。
[0005]本专利技术为解决
技术介绍
中存在的技术问题而采取的技术方案是:一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法,包括以下步骤:S1、将氧化铝提取车间产生的赤泥浆液经管道泵送至冶炼车间原料仓,赤泥浆液经压滤后得到高铁赤泥,高铁赤泥中铁元素含量≥25wt%(全Fe,干基),TiO2的含量≤10wt%。铁含量过低,提铁性价比低,经济效益差;钛含量过高,在还原过程中容易产生TiN(C)等难熔物质,增加熔渣粘度,不利于铁的分离和渣排放。高铁赤泥送入仓内暂存,压滤后获得的滤液重新返回氧化铝提取车间;采用管道输送可大幅度降低赤泥运输过程中的成本,并改善作业环境;S2、将步骤S1制得的高铁赤泥干燥脱水,直至高铁赤泥中含水量为7%~10%,避免粘接配料仓和输送系统;S3、熔炼:S3

1、采用带有侧吹或者底吹功能的富氧熔池熔炼炉对高铁赤泥进行熔炼,熔炼
炉中富氧浓度≥40%,熔炼温度为1450

1550℃;S3

2、熔炼过程中从炉顶加入还原剂进行还原反应,同时通过喷枪向铁水中喷入燃料,通过氧量控制喷枪出口烟气CO:CO2的体积比≤70%,确保熔炼炉中足够的还原性气氛;一方面利于铁水渗碳,防止铁水氧化,另一方面补充赤泥熔化和还原反应所需的热量,喷入的燃料还防止铁水温度过低冻结在炉底;熔炼时加入熔剂进行造渣,熔剂为富硅的有色冶炼渣、石英砂和石灰石,渣型采用CaO

SiO2‑
MgO

Al2O3‑
TiO2五元渣系,通过配料控制渣CaO:SiO2=1.0

1.3,SiO2:Al2O3=1.5

2.0,熔点≤1500℃,1500℃时粘度≤1Pa

s;S3

3 熔炼得到铁水、熔渣和烟气,熔渣通过水碎后作为建材原料,铁水作为电炉炼钢原料,烟气经余热回收、收尘、脱硫后外排;S4:电炉炼钢:废钢预热至600℃以上(为了降低电炉冶炼能耗),然后将步骤S3获得的铁水和预热后的废钢加入电炉中进行冶炼,废钢与铁水的质量比为0.5~1.5,铁水含量过低不利于提高化钢效率和降低能耗,铁水含量过高易过热(电炉的优势发挥不出来),炼温度为1650
±
10℃,冶炼过程中配入石灰石和白云石造渣,电炉渣中CaO与SiO2的质量比(碱度)为2.8

3.5,制得合格的钢水。
[0006]本专利技术的工艺原理(主要反应):

干燥过程:H2O

H2O



熔炼过程:A:干燥、分解:H2O

H2O

;CaCO3→
CaO+CO2↑
;B:还原:Fe(OH)3→
Fe2O3+H2O

;Fe2O3+C

Fe3O4+CO

;Fe3O4+C

FeO+CO

;FeO+C

Fe+CO

;C:燃烧:C+O2→
CO

;CO+O2→
CO2↑
;D:造渣:CaO+SiO2→
2CaO

SiO2;E:脱杂:NaAlO2+C

2Na

+CO

+Al2O3;Na2O

Al2O3•
2SiO2+C+CaO

Na

+CO

+2CaO

SiO2+Al2O3;ZnO+C

Zn

+CO

;NaCl

NaCl

;KCl

KCl



电炉炼钢:
Fe

Fe
(l)
;C(铁水中)+O2→
CO

;CO+O2→
CO2↑
;Zn

Zn


[0007]进一步的,在所述步骤S2中,高铁赤泥干燥脱水采用蒸汽干燥方式或者回转窑干燥方式。优选蒸汽干燥,可以利用熔炼时产生的蒸汽,降低能耗和生产成本。
[0008]进一步的,所述步骤S3

2中,在炉顶布置用于防止熔炼过程中泡沫渣产生的还原剂仓。
[0009]进一步的,所述步骤S3

2中,所述还原剂为块煤、焦粒中的一种或者两种,所述燃料为煤粉或者天然气。
[0010]进一步的,所述步骤S3中,熔炼烟气经二次燃烧后回收余热,二次燃烧温度1500

1600℃,烟气干基含氧量为6%

10%,氧含量过低CO燃烧不充分,氧含量过高烟气量大,能源效率低。
[0011]进一步的,余热回收采用膜式壁锅炉,锅炉出口温度为200
±
20℃,锅炉收集的烟尘重新返回至熔炼配料。
[0012]进一步的,在所述步骤S4中,废钢通过社会收购而来,为经破碎分选后的轻薄废本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法,其特征在于包括以下步骤:S1、将氧化铝提取车间产生的赤泥浆液经管道泵送至冶炼车间原料仓,赤泥浆液经压滤后得到高铁赤泥,高铁赤泥中铁元素含量≥25wt%,TiO2的含量≤10wt%;高铁赤泥送入仓内暂存,压滤后获得的滤液重新返回氧化铝提取车间;S2、将步骤S1制得的高铁赤泥干燥脱水,直至高铁赤泥中含水量为7%~10%;S3、熔炼:S3

1、采用带有侧吹或者底吹功能的富氧熔池熔炼炉对高铁赤泥进行熔炼,熔炼炉中富氧浓度≥40%,熔炼温度为1450

1550℃;S3

2、熔炼过程中从炉顶加入还原剂进行还原反应,同时通过喷枪向铁水中喷入燃料,通过氧量控制喷枪出口烟气CO:CO2的体积比≥70%,确保熔炼炉中足够的还原性气氛;熔炼过程中加入熔剂进行造渣,熔剂采用富硅的有色冶炼渣、石英砂和石灰石,渣型为CaO

SiO2‑
MgO

Al2O3‑
TiO2五元渣系,通过配料控制渣CaO:SiO2=1.0

1.3,SiO2:Al2O3=1.5

2.0,熔点≤1500℃,1500℃时粘度≤1Pa

s;S3

3 熔炼得到铁水、熔渣和烟气,熔渣通过水碎后作为建材原料,铁水作为电炉炼钢原料,烟气经余热回收、收尘、脱硫后外排;S4:电炉炼钢:废钢预热至600℃以上,然后将步骤S3获得的铁水和预热后的废钢加入电炉中进行冶炼,废钢与铁水的质量比为0.5~1.5,冶炼温度为1650
±
10℃,冶炼过程中配入石灰石和白云石造渣,电炉渣中CaO与SiO2的质量比为2.8

3.5;电炉冶炼得到的钢水浇铸后得到钢坯...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐续龙刘西峰芮义斌吕国明蔡军王海洋
申请(专利权)人:山西建龙实业有限公司
类型:发明
国别省市:

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