[发明专利]一种富铁赤泥在钢铁行业的回收利用方法

说明书

本发明公开了一种富铁赤泥在钢铁行业的回收利用方法。本发明创新性的提出了将富铁赤泥加入渣盆和/或钢包内，和循环利用的精炼渣混合，利用循环渣热量进行预熔，形成低熔点相的复合铁酸钙，实现富铁赤泥和精炼渣的“双循环利用”的新思路。在渣盆内形成的预熔渣加入转炉，有利于转炉吹炼前期渣的快速化渣、提高造渣料石灰的溶解速度和转炉脱磷率、降低石灰等造渣料消耗；在钢包内形成预熔渣可以为钢包脱磷及精炼工序的化渣提供有利条件。本发明实现精炼渣和富铁赤泥的共同循环利用，达到消纳富铁赤泥和回收钢包浇余钢水、铁资源及有价矿物的目的。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼资源综合利用领域，具体涉及一种富铁赤泥在钢铁行业的回收利用方法。

背景技术

铝土矿提炼氧化铝过程中排放的固体废弃物，俗称“赤泥”，每生产1吨氧化铝约产生赤泥0.8～2.0吨，全球累计堆存赤泥超50亿吨。氧化铝厂一般采用平地筑台、河谷栏坝、凹地填充等方法堆存赤泥，不仅占用、污染大量土地，生态环境安全隐患严重，同时也是对资源的一种浪费。目前我国赤泥综合利用率不到5％，鉴于赤泥末端治理方法流程长、能耗高、成本高，因此工业化大规模消纳赤泥难度较大。遵循循环经济原则，聚焦氧化铝清洁生产过程，开展钢铝协同，研究赤泥源头减量和有价矿物高质循环利用，实现富铁赤泥在钢铁行业的消纳处理，是解决“赤泥难题”的有效途径。

申请人之前的专利CN105238902A公开了一种铁水预处理脱硅/脱磷剂，由高铁赤泥和石灰颗粒按质量比为1：(0.2-0.3)混合而成；所述高铁赤泥中的TFe含量为40-50wt％。该专利还公开了该铁水预处理脱硅/脱磷剂的使用方法，步骤如下：根据炼钢冶炼钢种需求以及铁水进站条件确定是单独进行脱硅操作，脱磷操作还是两种操作均进行。高铁赤泥在作为脱硅/脱磷剂进行铁水预处理时，可以避免炉渣发泡，防止炉渣从铁水炉中溢出，而且脱硅、脱磷的效果好。在此基础上，申请人继续对富铁赤泥在钢铁行业的回收利用方法进行研发，以期获得更多的富铁赤泥回收利用方式，提高赤泥综合利用率。

转炉化渣是将造渣剂加入转炉后，通过氧化反应放热将造渣剂熔化，形成有脱磷脱硫效果的高碱高氧化性的复合渣。熔渣在精炼钢液的过程中发挥了巨大的作用，生产实践证明，形成具有较高的碱度、较强的氧化性、适当的渣量、良好的流动性及泡沫化的炉渣是炼好钢的重要前提。

经LF精炼炉处理后的精炼炉渣具有高碱度、低氧化性、低熔点的特性，同时由于其成分特殊，还特别容易粉化。精炼渣循环利用就是将连铸机浇注完后钢包内的钢渣不倒入渣盆，而是出钢前直接倒入空钢包(或倒入出钢后的钢包内)，进行钢包浇余及精炼渣的回收再利用，实现所谓“废渣”的循环利用。精炼渣循环利用可以节约造渣材料，减少石灰及萤石用量；减少精炼过程渣对炉衬的侵蚀，提高包衬寿命和下一炉脱硫能力及脱氧吸附夹杂的能力。同时，热态精炼渣循环利用还可以提高成渣速度，减少熔化渣料的电耗，实现浇注后余钢回收，进一步提高金属收得率，减少工业废物的排放量。

富铁赤泥中含有Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃、SiO₂等组分，在一定条件及温度下可形成复合铁酸钙。研究认为复合铁酸钙SFCA的形成是以下几个反应的结果：CaO·Fe₂O₃形成(1050～1150℃)；Al₂O₃与CaO反应生成铝酸钙(1100～1150℃)；铝酸钙熔于CaO·Fe₂O₃中(1100～1150℃)，形成铁铝酸一钙；铁铝酸一钙熔化并与Fe₂O₃反应生成铁铝酸半钙(1200～1250℃)；随后与SiO₂反应形成SFCA(1200～1250℃)，渣中含Mg时形成含Mg的复合铁酸钙称为SFCAM，而低熔点相的SFCA和SFCAM是一种众所周知的良好化渣剂及脱磷剂。

基于以上分析，富铁赤泥在钢铁行业的回收利用具有很高的可行性。

发明内容