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一种处理钢渣的方法与流程

[导读]:本发明属于钢渣处理技术领域,具体涉及一种处理钢渣的方法。 背景技术: 随着《环境保护税法》从2018年1月1日起实施,冶金炉渣开始征收环境保护税,为25元/t。冶金炉渣主要包括高炉渣和转炉渣(钢渣),高炉渣基本实现资源化利用;但是转炉渣因其特性较为复杂,高附加值资源化利用率一直较低,如何高效环保的处理钢渣,成为当前迫切需要解决的问题。 目前钢渣处理工艺有热泼法、热焖法、风淬法、滚筒法等,以...

本发明属于钢渣处理技术领域,具体涉及一种处理钢渣的方法。



背景技术:

随着《环境保护税法》从2018年1月1日起实施,冶金炉渣开始征收环境保护税,为25元/t。冶金炉渣主要包括高炉渣和转炉渣(钢渣),高炉渣基本实现资源化利用;但是转炉渣因其特性较为复杂,高附加值资源化利用率一直较低,如何高效环保的处理钢渣,成为当前迫切需要解决的问题。

目前钢渣处理工艺有热泼法、热焖法、风淬法、滚筒法等,以上工艺仅能将钢渣中金属铁分离出来,均不能将氧化铁分离出来,且均不能很好的解决处理后的尾渣用途问题(处理后的尾渣主要用于工程的地基处理,利用价值不高)。另外,钢渣中余热、磷等资源也基本不能回收利用。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种处理钢渣的方法,具有高效环保的特点。

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣进行还原冶炼,出渣,得到还原渣,然后出铁,得到还原铁水;回收所述还原渣;

S3、将步骤S2所得还原铁水,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中加酸至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述沉淀为H2SiO3,所述过滤所得滤液备用;S6、利用FeCl3溶液处理步骤S5所得气体和滤液。

进一步的,S2中,所述还原冶炼时,加入碳质还原剂和/或改质原料,优选的,所述碳质还原剂包括焦粉和/或无烟煤,所述改质原料包括硅石和/或含铁尾矿。

进一步的,所述碳质还原剂加入质量为100kg/t·渣,所述改质原料加入质量为150kg/t·渣。

进一步的,S2中,所述出渣条件为:所述还原冶炼的炉渣中的Tfe(全铁)质量百分含量<1%,且碱度为1.0-1.5,优选的,所述碱度为1.2。

进一步的,S2中,回收所述还原渣时,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收。

进一步的,S3中,加入碳酸钠和/或氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作。

进一步的,所述碳酸钠加入质量为140kg/t·铁水,所述氧气加入体积为30m3/t·铁水。

进一步的,S5中,所述酸为盐酸。

进一步的,S6中,处理步骤S5所得气体和滤液时,将所述气体通入所述FeCl3溶液中,所述气体为CO2和H2S;然后将所述FeCl3溶液加入所述滤液中,生成沉淀,所述沉淀为FePO4,过滤并回收所述沉淀。

进一步的,所述FeCl3溶液质量用量为100kg/t·铁水。

相比于现有技术,本发明具有以下优点:

1、该工艺充分利用了钢渣热能,使用还原工艺处理钢渣,不仅可回收钢渣中的金属,也可回收钢渣中的FeO。

2、该工艺将钢渣转化为矿渣,实现了钢渣的资源化利用。

3、该工艺将钢渣中的磷转化为磷酸铁,实现了磷资源的高附加值利用。

4、利用本发明方法处理钢渣,具有积极的经济效益,达到处理1吨钢渣可降低成本29元左右,按照年产100万吨钢产量测算,预计可降低成本2900万元。

5、利用本发明方法处理钢渣,钢渣得到了合理利用,避免钢渣堆存造成的环保压力。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。

在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。

除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

以常规转炉渣为例:

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将含质量百分含量为1.7%P2O5,且碱度为3的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按120kg/t·渣加入焦粉和按300kg/t·渣加入硅石,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.2时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 2.1%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入140kg/t·铁水的碳酸钠和30m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按10kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

实施例2

以脱磷转炉渣为例:

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将含质量百分含量为5%P2O5,且碱度为2的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按100kg/t·渣加入焦粉和按150kg/t·渣加入硅石,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.0时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 7.7%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入560kg/t·铁水的碳酸钠和100m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按20kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,按100kg/t·铁水,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

实施例3

以脱碳转炉渣为例:

S1、将含质量百分含量为1.4%P2O5,且碱度为3的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按120kg/t·渣加入无烟煤和按300kg/t·渣加入含铁尾矿,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.5时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 2.1%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入140kg/t·铁水的碳酸钠和30m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按10kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,按100kg/t·铁水,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本发明属于钢渣处理技术领域,具体涉及一种处理钢渣的方法。



背景技术:

随着《环境保护税法》从2018年1月1日起实施,冶金炉渣开始征收环境保护税,为25元/t。冶金炉渣主要包括高炉渣和转炉渣(钢渣),高炉渣基本实现资源化利用;但是转炉渣因其特性较为复杂,高附加值资源化利用率一直较低,如何高效环保的处理钢渣,成为当前迫切需要解决的问题。

目前钢渣处理工艺有热泼法、热焖法、风淬法、滚筒法等,以上工艺仅能将钢渣中金属铁分离出来,均不能将氧化铁分离出来,且均不能很好的解决处理后的尾渣用途问题(处理后的尾渣主要用于工程的地基处理,利用价值不高)。另外,钢渣中余热、磷等资源也基本不能回收利用。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种处理钢渣的方法,具有高效环保的特点。

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣进行还原冶炼,出渣,得到还原渣,然后出铁,得到还原铁水;回收所述还原渣;

S3、将步骤S2所得还原铁水,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中加酸至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述沉淀为H2SiO3,所述过滤所得滤液备用;S6、利用FeCl3溶液处理步骤S5所得气体和滤液。

进一步的,S2中,所述还原冶炼时,加入碳质还原剂和/或改质原料,优选的,所述碳质还原剂包括焦粉和/或无烟煤,所述改质原料包括硅石和/或含铁尾矿。

进一步的,所述碳质还原剂加入质量为100kg/t·渣,所述改质原料加入质量为150kg/t·渣。

进一步的,S2中,所述出渣条件为:所述还原冶炼的炉渣中的Tfe(全铁)质量百分含量<1%,且碱度为1.0-1.5,优选的,所述碱度为1.2。

进一步的,S2中,回收所述还原渣时,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收。

进一步的,S3中,加入碳酸钠和/或氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作。

进一步的,所述碳酸钠加入质量为140kg/t·铁水,所述氧气加入体积为30m3/t·铁水。

进一步的,S5中,所述酸为盐酸。

进一步的,S6中,处理步骤S5所得气体和滤液时,将所述气体通入所述FeCl3溶液中,所述气体为CO2和H2S;然后将所述FeCl3溶液加入所述滤液中,生成沉淀,所述沉淀为FePO4,过滤并回收所述沉淀。

进一步的,所述FeCl3溶液质量用量为100kg/t·铁水。

相比于现有技术,本发明具有以下优点:

1、该工艺充分利用了钢渣热能,使用还原工艺处理钢渣,不仅可回收钢渣中的金属,也可回收钢渣中的FeO。

2、该工艺将钢渣转化为矿渣,实现了钢渣的资源化利用。

3、该工艺将钢渣中的磷转化为磷酸铁,实现了磷资源的高附加值利用。

4、利用本发明方法处理钢渣,具有积极的经济效益,达到处理1吨钢渣可降低成本29元左右,按照年产100万吨钢产量测算,预计可降低成本2900万元。

5、利用本发明方法处理钢渣,钢渣得到了合理利用,避免钢渣堆存造成的环保压力。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。

在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。

除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

以常规转炉渣为例:

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将含质量百分含量为1.7%P2O5,且碱度为3的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按120kg/t·渣加入焦粉和按300kg/t·渣加入硅石,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.2时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 2.1%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入140kg/t·铁水的碳酸钠和30m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按10kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

实施例2

以脱磷转炉渣为例:

本发明提供一种处理钢渣的方法,包括如下步骤:

S1、将含质量百分含量为5%P2O5,且碱度为2的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按100kg/t·渣加入焦粉和按150kg/t·渣加入硅石,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.0时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 7.7%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入560kg/t·铁水的碳酸钠和100m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按20kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,按100kg/t·铁水,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

实施例3

以脱碳转炉渣为例:

S1、将含质量百分含量为1.4%P2O5,且碱度为3的液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣倒入45MVA的矿热炉内,按120kg/t·渣加入无烟煤和按300kg/t·渣加入含铁尾矿,进行还原冶炼,当还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.5时,进行出渣,得到还原渣,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收;当炉内还原铁水(含P 2.1%)达到80吨后,进行出铁,得到还原铁水;

S3、向步骤S2所得还原铁水中,加入140kg/t·铁水的碳酸钠和30m3/t·铁水的氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中,按10kg/t·铁水,加入盐酸(浓度31%)至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液分别处理步骤S5所得气体和滤液,处理步骤S5所得气体时,按100kg/t·铁水,将所述气体通入FeCl3溶液中,即可;处理步骤S5所得滤液时,向所述滤液中加入FeCl3溶液,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀,即可。

最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征:

1.一种处理钢渣的方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、将液态转炉钢渣出钢后,进行溅渣护炉操作;

S2、将步骤S1所得液态钢渣进行还原冶炼,出渣,得到还原渣,出铁,得到还原铁水;回收所述还原渣;

S3、将步骤S2所得还原铁水,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;

S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;

S5、向步骤S4所得滤液中加酸至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;

S6、利用FeCl3溶液处理步骤S5所得气体和滤液。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S2中,所述还原冶炼时,加入碳质还原剂和/或改质原料,优选的,所述碳质还原剂包括焦粉和/或无烟煤,所述改质原料包括硅石和/或含铁尾矿。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述碳质还原剂加入质量为100-120kg/t·渣,所述改质原料加入质量为150-300kg/t·渣。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S2中,所述出渣条件为:所述还原冶炼的炉渣中的Tfe质量百分含量<1%,且碱度为1.0-1.5,优选的,所述碱度为1.2。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S2中,回收所述还原渣时,将所述还原渣进行水淬,形成矿渣,然后回收。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S3中,加入碳酸钠和/或氧气,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述碳酸钠加入质量为140-560kg/t·铁水,所述氧气加入体积为30-100m3/t·铁水。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S5中,所述酸为盐酸。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S6中,处理步骤S5所得气体和滤液时,将所述气体通入所述FeCl3溶液中,然后将所述FeCl3溶液加入所述滤液中,生成沉淀,过滤并回收所述沉淀。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述FeCl3溶液质量用量为100-150kg/t·铁水。

技术总结
本发明涉及一种处理钢渣的方法,属于钢渣处理技术领域;包括如下步骤:S1、将液态转炉钢渣出钢,然后进行溅渣护炉操作;S2、将步骤S1所得液态钢渣进行还原冶炼,出渣,得到还原渣,然后出铁,得到还原铁水;回收所述还原渣;S3、将步骤S2所得还原铁水,进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作,得到净化铁水和炉渣,将所述净化铁水就行冶炼,然后回收;S4、将步骤S3所得炉渣进行打水冷却,然后过滤,得到滤液和滤渣,将所述滤渣烘干,然后冶炼并回收;S5、向步骤S4所得滤液中加酸至其PH为中性,产生沉淀和气体,过滤并回收所述沉淀,所述过滤所得滤液备用;S6、利用FeCl3溶液处理步骤S5所得气体和滤液,本发明具有高效环保的特点。

技术研发人员:吉立鹏;张卫东;刘清梅;武建龙;陈辉;张丙龙;曾卫民;吴耀春;赵长亮;秦登平;黄财德;杨晓山;关顺宽;苏震霆;陈虎;王飞
受保护的技术使用者:首钢京唐钢铁联合有限责任公司
技术研发日:2019.04.19
技术公布日:2019.08.16

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