[发明专利]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

说明书

本发明的目的在于，提供能够使更大量的钙从炼钢渣向含有二氧化碳的水溶液中溶出的、使钙从炼钢渣中溶出的方法。本发明依次进行以下工序：对炼钢渣中包含的钙化合物实施水合处理的工序；以及使实施了所述水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。另外，本发明一边将炼钢渣粉碎或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。利用这些方法，能够容易地使更大量的钙从炼钢渣向含有二氧化碳的水溶液中溶出。

技术领域

本发明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。

背景技术

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磷(P)、钙(Ca)、铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)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钙。通常，炼钢渣的总质量中的20质量％～50质量％左右为钙。

在炼钢渣中，钙以在炼钢工序中投入的生石灰(CaO)的形态原样残留或以在凝固中析出的游离石灰的形态存在、以游离石灰与空气中的水蒸气或者二氧化碳反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)₂)或碳酸钙(CaCO₃)的形态存在、或者游离石灰在凝固中与硅或铝等反应生成的硅酸钙(Ca₂SiO₄或Ca₃SiO₅等)或氧化钙铁铝(Ca₂(Al_1-XFe_X)₂O₅)等形态存在(以下，也将炼钢渣中存在的包含上述钙的化合物总称为“钙化合物”)。

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、以及从钢水中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钙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。

另外预计，今后，用于将炼钢渣用作道路用路基材料、土木用材料或者水泥材料等的土木工程的数量减少，或能够对炼钢渣进行填埋处置的土地减少。从该观点来看，也期待将炼钢渣中包含的钙化合物回收并再利用或者使被填埋处置的炼钢渣的体积减少。

炼钢渣内的钙例如可以溶出到盐酸、硝酸或者硫酸等酸性水溶液中从而回收。但是，该方法中生成的钙与上述酸的盐难以再利用。例如，对于使炼钢渣内的钙溶出到盐酸中生成的氯化钙，若加热而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，若要使炼钢渣内的钙溶出到酸性水溶液中从而回收，则还存在酸的购入及溶出处理后的酸的废弃的成本高的问题。

另一方面，若使钙从炼钢渣中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，则期待能够解决由于使用酸带来的上述问题(参照专利文献1～3)。

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的下限值维持在10左右。在专利文献1中未记载将pH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来将pH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而沉淀并回收。