[发明专利]一种用于炼钢的铝铁合金冶金炉渣的资源化处理方法

说明书

本发明涉及一种用于炼钢的铝铁合金冶金炉渣的资源化处理方法，铝铁合金冶金炉渣经磁选分离出金属铁及磁性物质，再经分选机分离出合金，剩余尾渣配入生石灰、焦炭，在矿热炉中还原出金属铁，同时获得铝酸钙渣，该渣即是一种重要的炼钢精炼剂，也是一种优质铝酸盐水泥熟料。本发明处理方法合金回收率高，可达90％，不但可回收渣中绝大部分合金，而且使废渣得到充分利用，基本实现零排放，提高了资源利用率，节约了大量自然资源，同时也保护了环境。

技术领域

本发明涉及冶金炉渣资源化利用技术领域，尤其涉及一种用于炼钢的铝铁合金冶金炉渣的处理方法。

背景技术

金属铝作为一种深脱氧剂在炼钢过程中被广泛使用，已经具有悠久的历史，其良好的脱氧性能已得到大家的认同。但由于铝熔点低、密度小，高温易氧化，在钢水表面产生铝漂浮和裹渣现象，因此难以加到钢水深部，在钢水中烧损大，利用率低，脱氧效果不稳定，控制钢中残铝量困难，一般平均收得率只有10～20％。同时，其脱氧产物Al₂O₃夹杂物熔点高(2054℃)，尺寸小，绝大部分夹杂物的尺寸小于50微米，在钢液内这种小尺寸的夹杂物不易上浮。尽管在精炼时采用了多种措施，但通常钢液中夹杂物含量仍较高，严重降低了钢材的使用性能，甚至使钢材报废。尤其是对于一些对夹杂物种类和含量要求十分严格的钢种，对夹杂物的控制尤为困难。同时钢中高熔点的Al₂O₃也易在水口处形成结瘤，堵塞水口，影响连铸顺行。因此，如何在炼钢脱氧过程中提高铝的利用率和将钢液中的夹杂物含量降低到理想水平，始终是冶金工作者主要研究的工作内容。为解决纯铝脱氧存在的上述问题，经过不断研究和实践,把铝和铁制成合金，采用合金形式的脱氧剂进行脱氧取得成效。这是由于合金密度大，易在钢水中下沉，烧损氧化少，脱氧效果好，因此近年来代替纯铝广泛用于炼钢脱氧。利用铝铁合金脱氧，铝的收得率一般在50％以上，解决了纯铝脱氧利用率低的问题。但是这种单纯由铝和铁组成的合金没有解决脱氧产物Al₂O₃夹杂物去除问题，因此人们经过不断探索，在铝铁合金的基础上加入了一定量的金属锰或金属钙、镁等与氧结合力强的金属制成铝锰铁、铝钙铁、铝镁钙铁等高效复合合金，实践证明这类复合合金除具有脱氧效果好、消耗低等特点外，还具有显著的去夹杂效果。使用复合合金脱氧生成的复合脱氧产物，易于上浮，去夹杂效果好。使用证明两种或两种以上的脱氧元素共同脱氧，效果优于单一元素脱氧。主要原理是两种或两种以上的脱氧元素可以增强彼此单独存在时的脱氧能力。锰、钙、镁在脱氧脱硫的同时，还有效改变夹杂物的形态，使三氧化二铝和二氧化硅等被转变成钙铝酸盐或钙硅酸盐，与硫化物一起形成复合型夹杂物，并由高熔点的链条形夹杂物转变成低熔点的球形夹杂物，利于夹杂物的上浮去除，提高了钢水纯净度，在解决了水口处结瘤堵塞的同时，也改善了钢材性能。

这类含铝量高的合金一般采用中频炉重熔法生产，根据品种的不同，原料主要有铝锭、金属钙、金属镁、金属锰、废钢等纯金属或合金。合金在生产时会产生一定量的炉渣，这些炉渣主要由10～20％合金，35～55％Fe₂O₃·FeO、40～60％Al₂O₃以及少量钙、镁、锰氧化物及其它氧化物组成。由于合金基本采用纯金属为原料，因此渣中除合金、Fe₂O₃·FeO、Al₂O₃外其它杂质极少。在现有传统工艺中，这些炉渣的处理办法一般是待这些炉渣冷却后，采用人工挑选和筛分的方法，回收其中的合金。由于这类合金多为脆性合金，在渣中大多数碎裂为细小颗粒，因此现有方法回收率极低，一般回收率只有渣中合金总量的30％左右，约占炉渣总量的5～8％，损失较大，劳动强度大，工作环境差。人工挑选后剩余炉渣一般采取堆弃或填埋措施，这不但造成大量资源浪费，也造成了环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于炼钢的铝铁合金冶金炉渣的资源化处理方法，使资源得到充分利用，基本做到废渣零排放。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：