一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，属于冶金固废处理技术领域。本发明专利技术包括以下操作步骤：固废改质处理，将热态精炼废渣和石灰、氧化铝按一定比例混合，并搅拌均匀；渣金反应除硫，将改质后的混合物与热态铁水进行渣金反应除硫；渣金分离使用：将固废混合物除硫后经渣金分离处理，得到低硫渣和含硫铁水。本发明专利技术的目的在于解决精炼废渣中硫元素影响其循环利用的问题，为钢铁企业提供一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，不仅除硫率高、速度快、成本低，而且含硫钢水还能进行再次利用，大幅提高了经济效益。大幅提高了经济效益。大幅提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法


[0001]本专利技术属于冶金固废处理
，更具体地说，涉及一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法。

技术介绍

[0002]循环经济是以“减量化、资源化和再利用”为原则，其目的为实现资源的最有效利用，降低环境负荷，促进社会效益、经济效益和环境效益的协同持续发展。冶金生产既是资源能源消耗大户，也是固体废弃物的产生大户，因此包含冶金固废资源化利用的绿色冶金必然是循环经济的发展方向。精炼废渣是钢液炉外精炼的副产品，每精炼一吨钢大约产生10～20公斤的精炼废渣，近几年我国平均每年钢产量超过10亿吨，即每年含硫精炼废渣产出量达1000～2000万吨。鉴于，精炼废渣直接用于筑路或生产水泥等处理方式不仅环境污染严重，且利用价值极低，而回收精炼渣造球、作炼钢造渣剂、制备保护渣等途径，均因精炼废渣中硫含量较高而受到限制，因此，在环境污染与资源浪费的双重压力之下，含硫精炼废渣的合理利用问题丞待解决。
[0003]由于硫在精炼废渣中的存在形式比较复杂，通过一般的氧化法和水热法浸出法很难将其去除。其中，熔融态氧化法，可以得到较高的脱硫率，但由于精炼渣生产空间的限制而难以实现，并且温度1300～1450℃高温气体很难保证；固态高温氧化法，脱硫效果不佳，且不利于节能降耗；湿法浸出法，利用CaS遇水发生水解生成H2S气体的特性，但存在H2S气体收集的问题；固态水热浸出法，利用CaS易于与水反应的性质，将废渣中硫浸出，但处理过程中浪费了大量的冷却水和钢渣热量，还造成了二次污染。
[0004]经检索，目前有关废渣除硫的技术已有相关专利文献公开，如中国专利公开号：CN112624070A，公开了“一种钢渣全量利用方法”，向钢渣通入空气或氧气，将钢渣中的硫转化为二氧化硫脱除，但其产生了二氧化硫到空气中，不利于环境保护；中国专利公开号：CN113373271A，公开了“一种钢包精炼废渣处理后再循环利用的方法”，将钢包精炼废渣和二次铝灰按一定比例混合来达到脱硫目的，但其操作过程比较复杂，并且成本也随之升高；中国专利公开号：CN101433950A，利用回收精炼渣制备连铸保护渣，但因回收精炼渣含硫，并且硫含量的波动较大，这种保护渣可能会导致钢水增硫；中国专利公开号：CN1865458，公开利用LF炉精炼废渣造球，这种方法主要是将其用作炼钢造渣剂，但这种造渣剂的使用量具有较大限制，转炉冶炼过程钢水也有回硫趋势；中国专利公开号：CN1597997，公开了一种炼钢炉渣梯级利用方法，主要是将后面工序中产生的炉渣经过改性后回前面的工序进行利用，但此方法会导致P、S等杂质元素在流程内富集，造成不必要的能耗增加，还会增加了钢水二次污染；中国专利公开号CN1804047、CNI597997和CNI865458公开的炼钢剩余热态钢渣回收循环利用方法，也存在杂质元素循环富集现象，对冶炼高品质洁净钢十分不利；中国专利公开号CN101402460，利用LF炉精炼渣制备硅酸铝方法，将LF炉精炼渣经酸解、反应、过滤、干燥等工艺过程制备硅酸铝，但它消耗LF炉精炼渣数量有限，无法大批量利用精炼废渣。
[0005]因此，需要一种快速、高效、经济的去除精炼废渣中硫元素的方法，能解决精炼废渣的循环利用和污染问题，并且为企业创造一定的经济价值。

技术实现思路

[0006]1.要解决的问题
[0007]本专利技术的目的在于解决精炼废渣中硫元素影响其循环利用的问题，为钢铁企业提供一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，不仅除硫率高、速度快、成本低，而且含硫钢水还能进行再次利用，大幅提高了经济效益。
[0008]2.技术方案
[0009]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，包括以下操作步骤：
[0011]S1:固废改质处理，将热态精炼废渣和石灰、氧化铝按一定比例混合，并搅拌均匀；
[0012]S2:渣金反应除硫，将步骤S1中改质后的混合物与热态铁水进行渣金反应除硫；
[0013]S3:渣金分离使用：将步骤S2中的固废混合物除硫后经渣金分离处理，得到低硫渣和含硫铁水。
[0014]优选的，步骤S1中混合均匀后的混合物中CaO/Al2O3＝1.8～2.0
[0015]优选的，步骤S1中改质后的混合物中精炼废渣的黏度降低至不超过0.2Pa.s。
[0016]优选的，步骤S2中渣金反应的条件是将改质后的混合物与热态铁水按照4:1～3:1的质量比例混合，并在1480℃～1550℃温度下反应0.75h～1h。
[0017]优选的，步骤S1中改质后的混合物包括以下质量百分比组分：43.36％～44.97％CaO、22.48％～24.09％Al2O3、6％～8％MgO、15％～25％SiO2、3％～5％F、0.2％～0.9％S。
[0018]优选的，步骤S3中得到的低硫渣作为精炼脱硫剂或炼钢造渣剂进行循环利用。
[0019]优选的，步骤S3中得到的含硫铁水用于含硫合金冶炼。
[0020]3.有益效果
[0021]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，充分利用精炼环节时废渣的出渣余热，在高温下直接进行熔融改质工作，节省了炉渣二次加热需要的能源。通过专利技术人实验发现，通过往渣罐中增加石灰的量将精炼废渣中的CaO/Al2O3控制在1.8～2.0范围内，精炼废渣的黏度迅速降低到至不超过0.2Pa.s，渣中硫离子受到的扩散阻力降低，有利于废渣中硫离子在熔体中扩散，所以通过与一定的铁水进行渣金反应能有效去除精炼废渣中的硫，解决了精炼废渣硫元素这个限制性环节，操作起来也较为简单，花费的成本也较低。
[0023](2)本专利技术的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，改质后的废渣混合物与热态铁水进行渣金反应除硫，其中渣金反应条件是将改质后的混合物与热态铁水按照4:1～3:1的质量比例混合，并在1480℃～1550℃温度下反应0.75h～1h，在高温下有利于降低精炼废渣的黏度和促进渣金间的充分反应，渣金反应处理时间大于1h时会导致回硫现象产生，而渣金反应处理时间小于0.75h精炼废渣中硫离子迁移不充分，难以收获满足条件的低硫渣。。
[0024](3)本专利技术的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，利用熔渣和熔体之间的渣
金反应过程中离子的扩散为依据，在实际生产中只需往渣罐中提前兑入一定比例的铁水，再将含硫量高的精炼废渣(炼钢出渣阶段，精炼渣温度可达1480℃以上)通过石灰和氧化铝混合改质后，降低废渣中硫离子的传质阻力，然后按渣金比为4:1～3:1倒入渣罐，通过渣金反应使硫富集到铁水，待其反应0.75h～1h后，可以得到硫含量低的热态精炼废渣，这部分低硫渣可以按照一些钢种的使用需求直接返回炼钢生产，产生的含硫铁水可以用来生产含硫合金，可谓一举两得。
[0025](4)本专利技术的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，目前固废处理大部分只考虑到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：S1:固废改质处理，将热态精炼废渣和石灰、氧化铝按一定比例混合，并搅拌均匀；S2:渣金反应除硫，将步骤S1中改质后的混合物与热态铁水进行渣金反应除硫；S3:渣金分离使用：将步骤S2中的固废混合物除硫后经渣金分离处理，得到低硫渣和含硫铁水。2.根据权利要求1所述的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，其特征在于：步骤S1中混合均匀后的混合物中CaO/Al2O3＝1.8～2.0。3.根据权利要求1所述的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，其特征在于：步骤S1中改质后的混合物中精炼废渣的黏度降低至不超过0.2Pa.s。4.根据权利要求1所述的一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法，其特征在于：步骤S2中渣金反应的条件是将改质后...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婷，王海川，夏文质，雷杰，鲍光达，廖直友，张晨，孔禹琪，庄海祥，盛光晔，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：