【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温钢渣加工处理领域，更具体地说，涉及一种基于电场强化的精炼渣脱硫方法。
技术介绍
1、近年来，国内冶金行业的蓬勃发展，产生大量冶金渣给环保带来了巨大压力，使得精炼渣等冶金废渣资源的二次循环利用，成为全世界冶金行业多年来的重点关注方向。在产生的各种冶金渣中高炉渣的利用率最高，已达98％，钢渣的利用率稍低，约为65％。同上述两种废渣相比，精炼渣的利用率更低。因为其含有大量的硫、碱度大、耐磨性差、体积不稳定等原因无法像高炉渣一样很好的应用于建筑行业，并且精炼废渣的氧化性能较弱，无法从渣中提取回收铁及含铁材料，进行填埋处理时，其中的高磷、硫元素会带来较大环境污染。
2、精炼渣的化学组成主要为cao、sio2、al2o3等，现代冶金工艺的众多步骤中，如铁水预处理、炼钢等，通常要向钢水中加入cao、sio2、al2o3等为主要化学成分的渣料，精炼渣的主要成分与冶金生产中使用的一些原料(如助熔剂、造渣料等)相似。综合来看，使精炼废返回冶金过程再利用，可以改善精炼废渣的占地堆放和污染环境问题，也对冶金资源的节约、减少钢铁企业原料使用和降低生产成本具有实际意义。
3、但精炼渣含硫量较高，达到1～4wt.％，且硫含量波动幅度较大，废渣返回使用过程中可能使钢水硫含量增大，使钢水冶炼过程出现“回硫”的现象，造成硫元素富集和导致钢水二次污染。王德永等通过热力学计算发现，若将精炼废渣中的硫含量由1.8wt.％减少至0.18wt.％时，其它条件不变，精炼渣的“硫容量”可提高为原来的20倍左右。因此，若能将精炼废渣的硫含
4、hiraki和kobayashi等在950-1100℃下，利用79％ar和21％o2组成的混合气体，对固态精炼渣通过高温氧化煅烧来脱硫，因为精炼渣中的硫的存在形式不是硫酸盐而是cas，能在温度大于1000℃后被氧化为气体so2逸出，此方案脱硫率约50％，而后精炼渣可进入循环利用。allertz等人在1100-1400℃、纯氧的气体条件下对冷态精炼渣渣进行了高温氧化焙烧，实验发现渣在完全熔融条件(1400℃)下，脱硫效率逐渐增加，反应1h后，脱硫率高达85％，然而反应过程中随温度增加，cas可能会被氧化为稳定的硫酸盐并附着在cas表面，会对高温氧化脱硫产生一定程度的阻碍。
5、通过高温氧化法对熔融态的精炼渣进行除硫，可将其本身的余热有效利用起来。该技术是在废渣处于熔融态时，将水冷氧枪插入渣层内，将渣中硫氧化为气态so2去除，虽然减少了利用氧化再生回收废渣的能源消耗，但废渣层必须达到要求的厚度，而渣层厚度过高又会恶化渣层的流动性，使搅拌不均匀，反而降低了渣的脱硫效率。所以，该工艺操作困难，难以控制，需要较高的温度和纯氧的气体条件，成本昂贵，操作难度大，反而增加了冶金行业的处理废渣的负担，可行性差。
6、uehara等使用了两种水热法对精炼渣进行水热浸出实验，探究渣中各成分的浸出效果。结果表明，浸出反应过程中会发生溶解反应和沉积反应，浸出效率随温度的升高而增大，渣中可利用元素钙没有损耗，且有效脱出废渣中硫。何环宇通过水热浸出法对lf精炼渣中硫的去除进行了研究，结果表明，当废渣中硫溶解到浸出液后，会水解生成hs-，然后进一步生成h2s(aq)，可以对硫进行选择性分离。然而，使用浸出液稀释的反应机制，属于简单的物理处理，无法改变废渣的化学组分，在精炼渣资源循环中采用这种手段进行硫的回收，所导致的硫富集现象，必然会导致钢水质量的恶化。
7、已有脱硫方法大多为高温氧化法和固态水热浸出法，在实验室条件下可以一定程度上解决精炼渣的脱硫问题，但却难以应用于企业实际生产，工艺流程多，处理成本高，难以大批量处理精炼渣。因此，深入研究脱硫机理，探寻一种能用于实际生产的精炼渣脱硫方法是精炼渣回收利用的重中之重，对环境保护和有限资源的可持续发展有着重大贡献。
8、专利cn105731895a公开了一种电导率可调控的碱激发高硅铝土矿基胶凝材料制备方法，将高硅铝土矿、硅灰、炭黑和硅酸钠水溶液放入搅拌装置中进行拌合，经过模具成型、养护，得到电导率可调控的碱激发高硅铝土矿基半导体胶凝材料。其中，高硅铝土矿与硅灰质量比为9:1，九水硅酸钠、炭黑、水的掺量分别是高硅铝土矿与硅灰质量之和的25％、1.5％～4.5％和35％～49％。该专利技术为凝胶材料制备领域，通过添加炭黑调整凝胶电导率，利用了炭黑材料的导电性。
9、专利cn109880971a公开了一种lf炉精炼渣熔融态循环再利用的方法，包括以下步骤：1)出渣装料：lf炉正常冶炼结束后，将连续2～3炉lf精炼渣和少量钢水装入脱硫装置内2)钢包抽真空；3)外加电场脱硫：将阴极插入熔渣内部，在外施加一个稳定的电场；4)so2收集：高温so2气体通过管道进入so2收集装置内，so2气体溶解于so2收集装置内部的海水中；5)回lf炉再利用。该专利技术未考虑炉渣成分的差异性，直接向精炼渣施加电场，难以保证稳定的脱硫效果。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、针对现有精炼渣脱硫工艺脱硫率低的问题，本专利技术提供一种基于电场强化的精炼渣脱硫方法，利用电场对金属熔体和熔渣的作用及渣-金反应的电化学机理，调节精炼渣粘度和电导率，控制适当的电场参数和通电时间，强化硫元素的定向迁移，最终获得低硫精炼渣和含硫铁水。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、本专利技术提供了一种基于电场强化的精炼渣脱硫方法，特征在于：
6、s1、倒渣混匀：将精炼渣渣盆转移至处理车间，倒渣，同时加入改质剂，搅拌混匀，控制精炼渣碱度为2.0～2.5，钙铝比为3.0～3.5；
7、s2、电场强化：在渣金间施加直流电场，强化硫元素向铁水迁移，具体分为3个阶段：
8、1)前期，电压8-10v，通电3-4min；
9、2)中期，电压4-6v，通电10-12min；
10、3)后期，电压1-3v，通电3-4min。
11、s3、扒渣：扒除铁水表面精炼渣，得到低硫精炼渣和含硫铁水，所述低硫精炼渣中硫含量小于0.2％。
12、进一步的，步骤s1中，精炼渣具体成分为：cao：30％～60％，sio2：10％～30％，al2o3：10％～30％，mgo：5％～20％，feo：5％～30％，s：1％～4％，余量为不可避免的杂质。
13、进一步的，所述改质剂不限制具体种类，只考核其有效cao、sio2、al2o3含量，当需要添加cao时，优选地，选用熟石灰，当需要添加sio2时，优选地，选用石英砂，当需要添加al2o3时，优选地，选用铝土矿。实际添加时，可根据情况选用其中的一种或几种，根据电场强化所需精炼渣电导率和粘度的要求，将精炼渣碱度调整至2.0～2.5，钙铝比调整至3.0～本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电场强化的精炼渣脱硫方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤S1中，所述精炼渣包括CaO：30％～60％，SiO2：10％～30％，Al2O3：10％～30％，MgO：5％～20％。
3.根据权利要求1所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤S1中，控制精炼渣碱度为2.0～2.5，钙铝比为3.0～3.5。
4.根据权利要求3所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤S1中，所述改质剂包含CaO、SiO2、Al2O3中的一种。
5.根据权利要求4所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，当加入包含SiO2的改质剂时，SiO2的加入量满足：
6.根据权利要求4所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，当加入包含CaO的改质剂时，CaO的加入量满足：
7.根据权利要求4所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，当加入包含Al2O3的改质剂时，Al2O3的加入量满足：
8.根据权利要求1-7任一项所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤S3所得低硫精炼渣中硫含量小于0.2％。p>...
【技术特征摘要】
1.一种基于电场强化的精炼渣脱硫方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤s1中，所述精炼渣包括cao：30％～60％，sio2：10％～30％，al2o3：10％～30％，mgo：5％～20％。
3.根据权利要求1所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤s1中，控制精炼渣碱度为2.0～2.5，钙铝比为3.0～3.5。
4.根据权利要求3所述的精炼渣脱硫方法，其特征在于，步骤s1中，所述改质剂包含cao、sio2、...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳玉杰，王兆华，彭前，何浩，范鼎东，夏云进，陶素芬，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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