[发明专利]一种改性钢渣、制备方法及在非高炉直接还原工艺的应用

说明书

本发明属于冶金固废资源化利用技术领域，具体涉及一种改性钢渣、制备方法及其在非高炉直接还原工艺中的应用。本发明在目前风淬钢渣处理工艺基础上，引入富氧气氛调节和间接碳酸化技术，实现钢渣中铁相组分的矿物转变，Ca、P和Fe的有效分离，该改性后的钢渣能够直接应用于非高炉直接还原工艺，且具有良好的反应活性，实现高价值的铁的回收。按照低品位铁矿石吨度价格为10元计算，钢渣中的Fe富集到35％，则价格为350元/吨，钢渣本身价格为40元/吨(含运费)，按照1吨钢渣产出0.68吨低品位富铁料，则每吨钢渣的收益为350×0.68‑40＝198元/吨，按照我国钢渣年产1亿吨计算，则创造的效益可达到198亿元/年。

技术领域

本发明属于冶金固废资源化利用技术领域，具体涉及一种改性钢渣、制备方法及在非高炉直接还原工艺的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前，钢渣的利用率不足30％，主要的利用方向为建材领域，而钢渣中的f-CaO和f-MgO限制了其利用率。钢渣中TFe含量约为25％，其中FeO的含量约占20％，剩余41％的CaO，因此从钢渣的化学成分来看，其具有一定的回收铁和固碳、脱硫的特性，但由于钢渣固溶了约3-5％的有害元素P，且还原FeO的难度较Fe₂O₃的大，且CaO形成的硅酸盐相经高温生成，晶体发育完全，反应活性低等问题，因此限制了其在冶金或环保领域内的使用。如现有技术提出了一种用氧鼓泡液态钢渣制备低成本胶凝材料的方法及得到的低成本胶凝材料的方法，虽然能够对钢渣进行利用，但是需要添加硅质调整剂和铝质调整剂增加钢渣的胶凝性，处理流程繁琐，成本较高，且无法解决钢渣中P含量高，无法在冶金流程回用的问题。

因此，目前有必要提出一种能够实现钢渣中Ca、P、Fe元素的有效分离，并将分离后的钢渣产品进行充分利用的技术。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种改性钢渣、制备方法及在非高炉直接还原工艺的应用，在目前风淬钢渣处理工艺基础上，引入富氧气氛调节和间接碳酸化技术，实现钢渣中铁相组分的矿物转变，Ca、P和Fe的有效分离，该改性后的钢渣能够直接应用于非高炉直接还原工艺，且具有良好的反应活性，实现高价值的铁的回收。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种改性钢渣的制备方法，具体为：通过富氧气氛对钢渣进行风淬造粒，将FeO转变为Fe₂O₃，再采用碳酸化技术将钢渣中的Ca、P分离出去，得到改性钢渣。

本发明第二方面提供一种上述方法获得的改性钢渣。

本发明第三方面提供一种上述改性钢渣在非高炉直接还原工艺中的应用，具体应用为还原配料。

本发明的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果：

围绕制约钢渣大量综合利用的难点及国家“双碳”目标，使用该工艺技术处理后，可实现钢渣中Ca、P和Fe元素的有效分离，Ca用于尾气中的固碳、脱硫，减少碳排放，Fe进行提纯富集后，用于非高炉直接还原，进而实现钢渣价值最大化的利用，这符合我国降碳减排，减少国外铁矿石的依赖，变废为宝的循环经济发展理念。

按照低品位铁矿石吨度价格为10元计算，钢渣中的Fe富集到35％，则价格为350元/吨，钢渣本身价格为40元/吨(含运费)，按照1吨钢渣产出0.68吨低品位富铁料，则每吨钢渣的收益为350×0.68-40＝198元/吨，按照我国钢渣年产1亿吨计算，则创造的效益可达到198亿元/年。

该工艺技术全流程无废水和固体废弃物等无外排，实现了钢渣在非高炉直接还原工艺中的应用。

附图说明