[发明专利]一种以转炉炼钢除尘灰为基料的铁水脱磷脱硫剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以转炉炼钢除尘灰为基料的铁水脱磷脱硫剂及其制备方法，该脱磷脱硫剂由以下质量百分数的各原料制成：脱碳后转炉炼钢除尘灰球30～50％，生石灰颗粒30～50％，氯化钙颗粒15～25％；其中，脱碳后除尘灰球由脱碳后除转炉炼钢除尘灰与淀粉按照8～12：1的质量比例混合后制粒而成。优点为，铁水预处理过程中使用该脱磷脱硫剂后，铁水中磷含量可以稳定控制在0.030％及以下，而硫含量可以稳定控制在0.002％及以下，既实现转炉炼钢除尘灰的循环利用，减少固体废弃物的排放及污染，又降低了铁水预处理脱磷脱硫的成本。

技术领域

本发明属于炼钢过程中铁水预处理技术领域，具体涉及到一种以转炉炼钢除尘灰为基料的铁水脱磷脱硫剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着高磷铁矿的开发利用，一方面生铁中的磷含量有升高的趋势；另一方面对钢材质量的要求越来越苛刻。因此，脱磷一直是备受关注的重要研究课题。目前为止，工业上已经形成较为成熟且广泛应用的铁水预处理脱磷技术，包括鱼雷罐喷粉脱磷、铁水包喷粉脱磷以及转炉铁水预处理脱磷技术，其中转炉预处理脱磷技术的应用更加广泛。

与此同时，随着我国钢铁行业的迅猛发展，转炉炼钢除尘灰作为炼钢工艺流程中的固体废弃物，其总量也急剧增加，既容易造成环境污染，又占用了生产空间。因此，如何将废弃物进行回收综合利用成为目前研究的热点问题。目前国内外钢铁企业采用的处理炼钢除尘灰方式主要有三种：配加到烧结料中、对外销售与填埋。但因除尘灰的组成成分与物理化学性质，并不能较好地对其进行资源化利用，甚至会对生产过程产生某些不利影响。因此，有必要寻找更加合理的途径实现其资源化利用。

一般来说，炼钢除尘灰成分复杂，含铁量较高，约为30％～50％；粒度细，集中分布在0.05～1.5mm范围内。经显微矿相及XRD分析发现，除尘灰中铁矿物主要以Fe₂O₃、FeO的形式存在，同时伴随着少量的Fe₃O₄以及铁单质等。另外，除尘灰中含有CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂等，有些还含较多的K₂O、Na₂O、C等，基本呈强碱性。这些成分能够部分替代脱磷剂中的氧化剂和固定剂，进而满足脱磷脱硫所需的高氧化性、高碱度条件。因此，如何科学合理地对炼钢除尘灰加以回收利用，以期实现炼钢生产中资源的循环使用具有重要意义。

此外，在铁水预处理脱磷领域，人们往往会在脱磷过程中添加萤石作为助熔剂，其主要成分为CaF₂。它能在较短的时间内改变炉渣的流动性，还能够与炉渣中的SiO₂再次生成CaO以提高碱度。但是，在长期的使用过程中人们发现，萤石的使用会加快对炉衬的侵蚀，还会引起严重的泡沫渣，进而导致喷溅。另外，萤石的价格偏高，不利于降低生产成本。因此，寻找萤石的替代物对于实现炼钢无氟化脱磷同样是一个目前亟待解决的技术难题。

中国专利申请号201210436275.0公开了一种铁水脱磷剂，其所述脱磷剂为氧化钙、氧化铁、氧化钡等组分的预熔料，虽然预熔过程会加速脱磷反应速度，一定程度上提高脱磷效果，但会不可避免的增加额外的能耗，不利于节能环保，且所用原料并没有实现废物利用。

中国专利申请号201210434619.4公开了一种以转炉废渣制备的脱磷剂，其所述钝化石灰为将活性石灰制成小于0.1mm的颗粒，然后进行雾化钝化。该工艺虽然有利于改善石灰的反应性能，但其破碎过程增加了成本，且雾化过程会让部分的生石灰吸潮而转化为熟石灰，进而延缓反应进程，且能耗增加。

中国专利申请号201010537007.9公开了一种以转炉干法除尘灰为原料的铁水脱磷剂，其原料组成中包括5～20％的萤石粉，虽然能够起到助熔剂的基本效果，但仍未解决CaF₂对于炉衬侵蚀作用的缺陷，且萤石价格较高，不利于降低成本。

发明内容