[发明专利]一种钢渣回收利用方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金二次资源再利用技术领域，具体涉及一种利用浮选工艺脱除钢渣中磷元素后再回收利用的处理方法。

 

背景技术

磷元素是钢中最主要的有害杂质之一，需要在炼钢时尽可能地脱除。因此希望在炼钢过程中尽可能地使用低磷铁水和其它低磷原辅料。钢渣是炼钢过程的副产品，是冶金行业的主要固体废弃物。钢渣中含有大量的Fe、Ca、Mn等有用元素，可用做烧结、炼铁和炼钢等工序的熔剂。在烧结矿中适当配加部分钢渣，可改善烧结矿结构，有利于烧结造球，提高烧结速度，减少石灰石等熔剂的消耗，降低生产成本。钢渣返回高炉使用可节省大量的石灰石和白云石资源，改善炉料透气性与高炉渣的流动性，节省大量热能降低焦炭的消耗。钢渣返回炼钢可使冶炼成渣早，减少萤石用量，减少炼钢初期对炉衬的侵蚀，有利于提高炉龄，降低耐火材料消耗，同时减少总渣量，少占农田。概而言之，钢渣在钢铁企业内部循环利用是一种理想的冶金二次资源再利用方法，是实现节能减排的重要措施。

无论钢渣返回烧结、炼铁或是炼钢工序，一个不可避免的问题是均会造成铁水中磷含量的增加，从而加重冶炼环节的脱磷负担。此外，近年来在高品位铁矿资源日益减少和降低原料成本的双重压力下，众多钢铁企业逐渐增大了高磷、低品位铁矿的使用比例。高磷铁矿的使用会导致铁水中磷含量的进一步上升，在炼钢过程中大部分的磷会被氧化进入钢渣中，进而使渣中的磷含量增加。基于此两方面的原因，能够将钢渣中的磷进行有效分离并脱除，就可以减少磷元素的循环累积，降低对炼钢生产的负面影响并提高经济效益。

为实现钢渣的资源化再利用，冶金工作者研究了多种钢渣除磷技术，包括利用密度差异缓冷上浮、碳热还原除磷、硅热还原除磷、磁选除磷等。缓冷上浮方法的不足之处在于分离不完全，而且要求钢渣中的FeO+Fe₂O₃+MnO需达30％以上，同时要求冷却开始温度较高以及在高温段极为缓慢的冷却速度，以满足磷元素上浮的要求，这些条件对工业生产来说极为苛刻。碳热还原除磷法需增加额外的高温反应设备。硅热还原除磷法通常用于溅渣护炉溅渣层的除磷，应用范围有限。磁选除磷法的问题在于钢渣中磁性相与富磷相往往形成嵌布，干扰磁选，很难实现完全除磷。此外，还有电解除磷等方式在文献中也有所提及。但是，上述方法均存在各自的缺陷，目前尚无有效的方法得到工业应用。

 

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种操作简单，成本低廉，适于实用，能够快速高效地实现钢渣除磷以进行回收利用的一种钢渣回收利用方法；进一步能够达到一定程度上提高钢渣铁品位的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种钢渣回收利用方法，该方法在于将钢渣作为原料按照一定比例加入到烧结、炼铁或者炼钢工序中作为熔剂，其特征在于，钢渣采用浮选的方式进行脱磷处理后再加入到烧结、炼铁或者炼钢工序中。

本方法中，将钢渣作为烧结、炼铁和炼钢等工序的熔剂。在烧结矿中适当配加部分钢渣，可改善烧结矿结构，有利于烧结造球，提高烧结速度，减少石灰石等熔剂的消耗，降低生产成本。钢渣返回高炉使用可节省大量的石灰石和白云石资源，改善炉料透气性与高炉渣的流动性，节省大量热能降低焦炭的消耗。钢渣返回炼钢可使冶炼成渣早，减少萤石用量，减少炼钢初期对炉衬的侵蚀，有利于提高炉龄，降低耐火材料消耗，同时减少总渣量，少占农田。同时，本发明对现有技术做出贡献的地方在于，对钢渣采用浮选的方式进行脱磷处理；这样，和现有的除磷方法相比，要求可以更简单，成本可以更加低廉，能够快速高效地实现钢渣的脱磷回收利用。

其中，对钢渣以浮选方式脱磷的具体过程包括顺序执行的以下步骤：

1）磁选钢渣粉的制取，即先对钢渣进行处理（实施时，可以采用常规的热泼法、热闷法、滚筒法等方法进行钢渣处理）促使钢渣中金属铁和炉渣相分离，再经多级破碎、磁选后得到粒度小于10 mm的磁选钢渣粉；

2）磁选钢渣粉的磨矿，即在球磨机中将磁选钢渣粉细磨至200目以下，使富磷相和富铁相充分分离；

3）浮选脱磷，即将球磨后的细钢渣粉置入加水的槽中，并搅拌调节为浓度10～20%的矿浆，将调浆后的溶液送入浮选装置，同时依次加入pH调节剂、抑制剂、表面活化剂和捕收剂；药剂全部加入后2 min开始吹泡浮选，8~10 min后结束，得到富含磷的上浮物和低磷的下沉物。若有必要，可对下沉物进行二次浮选以进一步除磷。