一种提高转炉钢渣富磷相品位的方法与流程

本发明属于冶金工业废渣的循环利用
技术领域：
，尤其涉及一种提高转炉钢渣富磷相品位的方法。
背景技术：
：转炉钢渣是炼钢过程中产生的主要副产物之一，也是钢铁冶金行业的主要废弃物。目前，钢铁企业每生产1吨钢会产生100～150kg转炉钢渣。2018年中国粗钢产量超过8亿吨，由此带来的转炉钢渣超过8000万吨。并且我国钢渣利用研究起步较晚，当前国内未得到有效利用的堆积钢渣总量在1亿吨以上，与发达国家相比，我国钢渣综合利用率较低，目前钢渣利用率尚未超过50％。并且大部分的利用方式为生产水泥，工程回填，返回烧结等，利用水平落后，附加值较低。大量未得到利用的钢渣扔堆放处理，占用大量的土地资源，并且对周围环境造成一定污染。由于高品质矿石的供应量减少，含磷量较高的铁矿石的使用会导致钢渣中磷含量的提高，限制了钢渣在冶金流程内部的循环利用，同时也为利用钢渣制作磷肥创造了条件。一些含磷铁矿比较丰富的国家普遍利用钢渣制作磷肥，钢渣磷肥占其磷肥总量的13％～16％。而我国在钢渣制作磷肥的利用方面是比较少的，由于高碱度钢渣中的析出量较大，富磷相的磷含量低，无法满足钢渣磷肥对磷含量的要求，同时未经合理的冷却方式处理的钢渣富磷相尺寸较小利于富磷相的分离。随着转炉双渣法和双联法等新型炼钢工艺的应用，以及转炉冶炼过程中废钢比的增加，在转炉脱磷过程采用低碱度渣系进行冶炼已经成为越来越广泛的冶炼方式，低碱度转炉渣在一定程度上能够增加富磷相的磷含量，继而通过磁选分离等方式将富磷相分离之后，可以直接制作高品质磷肥。因此，如何控制转炉渣系的成分组成以及合适的冷却处理方式以得到高品位的富磷相对于利用转炉钢渣制作高品质磷肥起着至关重要的作用。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种提高转炉钢渣富磷相品位的方法。为达上述技术目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供的提高转炉钢渣富磷相品位的方法，适用于采用低碱度少渣冶炼的转炉冶炼过程，在转炉冶炼过程中控制合理的转炉炉渣成分，其中转炉冶炼终渣碱度控制在1.5～2.1，终渣氧化铁含量控制在15％～25％。转炉出钢倒渣后，熔融状态下的转炉钢渣首先自然冷却至1300℃～1400℃，然后进行保温处理，保温时间控制在90min以上，保温处理完成后，按照一定的降温速率进行冷却，冷却过程中的冷却速率≤5℃/min，转炉钢渣以≤5℃/min的冷却速率降温至800℃以下，之后自然冷却至室温。上述提高转炉钢渣富磷相品位的方法，顺应当前低碱度少渣冶炼的趋势，在转炉冶炼过程中调整炉渣的成分组成，配合合理的出钢倒渣后冷却处理制度，实现得到磷含量较高的尺寸较大的高品位富磷相的目的。此方法能够充分利用低碱度转炉渣系对于提高富磷相磷含量的促进作用，解决了由于富磷相中磷含量较低，尺寸小，无法有效分离钢渣中的富磷相，富磷相无法满足磷肥或土壤改质剂对磷含量的要求的问题，为低碱度高磷含量的转炉钢渣的资源化利用奠定了基础，减少了转炉钢渣造成的环境污染。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的优点在于通过合适的转炉炉渣成分控制和合理的降温制度相配合，充分利用转炉钢渣的热量，对钢渣进行处理。在炼钢过程中将转炉冶炼终渣碱度控制在1.5～2.1，终渣氧化铁含量控制在15％～25％，在倒渣过程中无需添加其他物质对钢渣进行改质，减少钢渣的处理成本。通过在炉渣保温和冷却过程中有效的利用渣自身的物理热，减少了额外的炉渣热处理的能源消耗。通过此方法能够有效提高转炉钢渣富磷相的品位，经过此方法处理后的钢渣中富磷相的p2o5含量能够达到25％以上，富磷相的尺寸能够稳定控制在45μm以上。经过处理的钢渣后续经过研磨-磁选的方式提取渣中的富磷相，分离后的富磷相成为一种高品位的磷资源，可以用作生产钢渣磷肥，分离后的余渣磷含量较低，可以返回烧结、炼钢等工序继续使用。本发明处理方式简单，成本较低，能够提供钢渣富磷相的磷含量和尺寸，得到品位较高的富磷相，使得含磷钢渣成为了新的磷资源来源，为钢渣高附加值利用提供了新的途径。附图说明图1为实施例1中处理后渣样扫描电镜图。图2为实施例2中处理后渣样扫描电镜图。图3为实施例3中处理后渣样扫描电镜图。图4为实施例4中处理后渣样扫描电镜图。图5为对比例1中处理后渣样扫描电镜图。具体实施方式实施例1将转炉钢渣碱度控制为1.5，炉渣氧化铁含量控制为15％。温度达到1500℃以上的熔融熔渣降温到1350℃，并且在1350℃保温90min，以确保含磷相的充分析出，在炉渣保温阶段结束后进入降温阶段，炉渣以5℃/min的冷却速率进行降温，直至炉渣温度降至800℃，结束控制降温阶段，炉渣自然冷却至室温。上述实施例处理后的渣样扫描电镜照片见图1所示，图1中各区域的成分析见表1，由分析结果可以看出：图1中白色区域主要是含铁相，灰色区域主要由元素ca、si、al、o组成是基体相。p元素主要存在于灰黑色区域，此外还包含元素ca、si、o。实施例2将转炉钢渣碱度控制为1.8，炉渣氧化铁含量控制为15％。温度达到1500℃以上的熔融熔渣降温到1350℃，并且在1350℃保温90min，以确保含磷相的充分析出，在炉渣保温阶段结束后进入降温阶段，炉渣以5℃/min的冷却速率进行降温，直至炉渣温度降至800℃，结束控制降温阶段，炉渣自然冷却至室温。上述实施例处理后的渣样扫描电镜照片见图2所示，图2中各区域的成分析见表1，由分析结果可以看出：图2中白色区域主要是含铁相，灰色区域主要由元素ca、si、al、o组成是基体相。p元素主要存在于灰黑色区域，此外还包含元素ca、si、o。实施例3将转炉钢渣碱度控制为1.5，炉渣氧化铁含量控制为25％。温度达到1500℃以上的熔融熔渣降温到1350℃，并且在1350℃保温120min，以确保含磷相的充分析出，在炉渣保温阶段结束后进入降温阶段，炉渣以1℃/min的冷却速率进行降温，直至炉渣温度降至800℃，结束控制降温阶段，炉渣自然冷却至室温。上述实施例处理后的渣样扫描电镜照片见图3所示，图3中各区域的成分分析见表1，由分析结果可以看出：图3中白色区域主要是含铁相，灰色区域主要由元素ca、si、al、o组成是基体相。p元素主要存在于灰黑色区域，此外还包含元素ca、si、o。实施例4将转炉钢渣碱度控制为2.1，炉渣氧化铁含量控制为15％。温度达到1500℃以上的熔融熔渣降温到1350℃，并且在1350℃保温90min，以确保含磷相的充分析出，在炉渣保温阶段结束后进入降温阶段，炉渣以5℃/min的冷却速率进行降温，直至炉渣温度降至800℃，结束控制降温阶段，炉渣自然冷却至室温。上述实施例处理后的渣样扫描电镜照片见图4所示，图4中各区域的成分分析见表1，由分析结果可以看出：图4中白色区域主要是含铁相，灰色区域主要由元素ca、si、al、o组成是基体相。p元素主要存在于灰黑色区域，此外还包含元素ca、si、o。实施例1-4中制备的富磷相的尺寸如表2所示，从表2中可以得出本申请制备的富磷相的尺寸都能够稳定控制在45μm以上。表2富磷相尺寸(μm)实施例1实施例2实施例3实施例449.655.5111.585.6对比例1将转炉钢渣碱度控制为1.8，炉渣氧化铁含量控制为5％。温度达到1500℃以上的熔融熔渣降温到1350℃，并且在1350℃保温60min，在炉渣保温阶段结束后进入降温阶段，炉渣以5℃/min的冷却速率进行降温，直至炉渣温度降至800℃，结束控制降温阶段，炉渣自然冷却至室温，处理后的渣样扫描电镜照片见图5所示，图5中各区域的成分分析见表1。与实施例1-4相比，对比例1中制备的渣样中磷的含量很低。表1以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。当前第1页1 2 3