专利名称：转炉飞灰成球提炼铁的方法
技术领域：
本发明涉及对转炉飞灰处理技术领域，特别是一种转炉飞灰成球提炼铁的方法。
转炉飞灰是钢铁厂在转炉炼钢过程中喷氧时产生的大量烟囱飞灰，为黑色粉尘，对环境造成严重污染。通常各钢铁厂采用水淋法处理这些飞灰，以水为载体的转炉飞灰被排入转炉附近的污水池内沉淀成为淤泥状胶质灰渣，然后，不定期地抽上池边，运往其他地方埋藏，对环境造成严重污染。转炉飞灰的组成一般为铁的氧化物50-57％，二氧化硅7.5％，氧化钙8.8％，及其它少量的碳、磷、硫、铝等元素。虽然各钢铁厂都投入了大量人力、物力、财力，却始终未能解决处理转炉飞灰这一难题。
中国专利申请号为94101607.2，公开了将还原剂碳和助熔剂生石灰、河砂与飞灰定量混合均匀，直接将上述飞灰混合料加入到电炉(或平炉)中，利用炉中1400℃-1700℃高温使原料之间发生一系列的物理化学变化，以达到还原精炼成钢的目的。上述专利申请存在着如下问题①该发明专利申请文件中完全没有披露飞灰混合料各成份的配比，属于不能实施的技术方案；②上述技术方案即使选择出合适的配比，也只能在实验室条件下，用马福炉以一步法将飞灰提炼成高碳钢。这是因为马福炉是采用电加热的封闭式熔炼，飞灰混合料的大量碳元素在电热高温缺氧的情况下，生成CO气体，将铁的氧化物还原成单质铁。之后，在1500℃左右高温下，吸收了碳元素的铁变成了高碳钢(液态)。可以看出，封闭式熔炼和飞灰混合料中含有大量的碳元素是实现上述技术方案的主要条件。由于电炉和平炉均为开放型，平炉要吹风助燃，飞灰混合料内的碳元素遇热生成二氧化碳会随空气吹走，不能生成CO气体将铁的氧化物还原成铁。而电炉冶炼时，要吹氧，亦不能生成CO气体。因此，不可能用平炉或电炉去实施上述技术方案。除实验室的马福炉外，其他炉型亦都不能实现飞灰一步法成钢。用实验室马福炉对飞灰一步法成钢是没有工业生产价值的。③作为具体工艺方注而言，由飞灰、碳、生石灰、河沙组成的混合料直接加入到电炉(或平炉)中，炉内物料互相堵塞，不透气，因而，不可能顺利完成一系列的物理化学反应过程，也就无法达到还原精炼的目的。
本发明人进行了深入地研究，克服了现有技术中存在的上述问题。
本发明的目的在于提供一种转炉飞灰成球提炼铁的方法。
本发明的另一个目的在于用常规的炼铁方法就能将转炉飞灰混合料球体提炼出铁以及生产水泥的原料——硅酸钙，具有完全的工业生产价值。
本发明的另一个目的还在于能彻底解决转炉飞灰对环境造成的严重污染问题，变害为利。
本发明的目的是这样实现的一种转炉飞灰成球提炼铁的方法， 包括首先将含水量为4-6％的转炉飞灰与SiO2、Ca(OH)2按下述配比(重量百分比)混合拌匀成混合料含水量为4-6％的转炉飞灰为85-95％(重量)，SiO2为2-10％(重量)，Ca(OH)2为3-5％(重量)；再将上述混合料加压成球体，其硬度范围为洛氏硬度2-2.5；采用常规的炼铁方法，将上述转炉飞灰混合料球体提炼成铁及生产水泥的原料——硅酸钙。
作为最佳实施方案之一，可以在转炉飞灰与SiQ2、Ca(OH)2混合料中加入黄粘土3-5％(重量)，然后，拌匀加压成球体。
所述转炉飞灰混合料球体为圆球体或椭圆球体。上述球体的直径范围为2-10厘米。
飞灰为泥浆状粉末型，水份多且粘性大，不透气。干燥时为粉末，遇高温时大部分氧化成三氧化二铁，体积较轻，不能还原，如不成球状，则难以在炉内冶炼。由于飞灰含硅和钙元素不足，在造渣阶段，即炉内1100℃-1200℃高温条件下，铁分子与一氧化碳反应过程中不能形成炉渣，铁分子与杂质不能分离。所以需向飞灰加入一定量的二氧化硅和氢氧化钙，这样一来，既能降低氧化铁的熔点，也能使飞灰球体遇空气氧化时增强其硬度，降低破损程度，有利于充分燃烧。
黄粘土的主要化学成份为粘土、氧化铁、二氧化硅、二氧化钙，加入黄粘土后能使飞灰球体粘结得更好，提高其硬度，在熔炼过程中能降低氧化铁熔点，除去氧化铁的氧原子，加速其还原过程。
本发明的优点在于能彻底解决转炉飞灰对环境造成的严重污染问题，变害为利；同时只需用一般的高炉、采用常规炼铁方法就能将转炉飞灰球提炼回收其全部铁及生产水泥的原料——硅酸钙。因而，本发明所产生的积极效果是显而易见的。
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1将含水量为4％的转炉飞灰95％(重量)，SiO22％(重量)，Ca(OH)23％(重量)混合拌匀成混合料后，用滚筒式压球机压成椭圆形球体，其洛氏硬度达到2.5，飞灰球体直径在4-6厘米范围内。在高炉内可以承受物料压力而不会破碎，因而，不会影响炉内通风燃烧。可获得足够的CO气体与铁分子起还原反应。产量为每吨飞灰球体可提炼成铁500公斤，余下炉渣硅酸钙即为水泥生产原料。
实施例2将含水量为5％的转炉飞灰90％(重量)，SiO26％(重量)，Ca(OH)24％(重量)混合拌匀成混合料后，用滚筒式压球机压成椭圆形球体，其洛氏硬度为2.2，飞灰球体直径在6-10厘米范围内。产量为每吨飞灰球体可提炼成铁480公斤，余下为硅酸钙。加入6％氧化硅和4％氢氧化钙，虽然不会影响到铁分子的还原，但与实施例1相比较，本实施例成本稍高、铁产量稍低。
实施例3将含水量为6％的转炉飞灰85％(重量)，SiO210％(重量)，Ca(OH)25％(重量)混合拌匀成混合料后，用滚筒式压球机压成圆形球体，其洛氏硬度为2，飞灰球体直径在2-4厘米范围内。产量为每吨飞灰球体可提炼成铁450公斤。
实施例4将含水量为4％的转炉飞灰92％(重量)，SiO22％(重量)，Ca(OH)23％(重量)及黄粘土3％(重量)拌匀后，用滚筒式压球机压成椭圆形球体，其洛氏硬度达到2.5，飞灰球体直径6-10厘米范围内，产量为每吨飞灰球体可提炼成铁480公斤。因黄粘土是由多种氧化物组成，在高温气氛中，CO气体和黄粘土一起参与化学反应，除去飞灰内氧化铁中的氧原子，加速其还原过程，并降低其熔点。与实施例1相比较，其成本增大了一些，每吨飞灰球体的铁产量亦减少了一些，但在冶炼过程中，因降低了氧化铁熔点，从而，节省了燃料，并且缩短了每炉冶炼时间，所以，相对来说，其实际产量比上述三个实施例要高些。
实施例5
将含水量为6％的转炉飞灰8O％(重量)，SiO210％(重量)，Ca(OH)25％(重量)及黄粘土5％(重量)拌匀后，用滚筒式压球机压成椭圆形球体，其洛氏硬度达到2.5。每吨飞灰球体铁产量为400公斤。在冶炼过程中，由于飞灰在原料总量中所占比例减少，即铁含量低了，所以，炉渣相应增多，铁产量就会相应降低些。
在冶炼过程中，飞灰球体洛氏硬度只需保持在2-2.5范围内，这样，就不会影响高炉内的还原反应程序。对飞灰球体的几何形状无特殊要求，可以说，什么形状的飞灰球体都可以，但最好是椭圆形或圆形球体，因为，滚筒式压球机压出椭圆形球体容易实施，产量亦大。飞灰球体直径在2-10厘米范围内是适合的。若飞灰球体直径在2厘米以下时，在高炉内，球体与燃料(焦炭或煤块)不成比例，容易堵塞炉内燃料间隙，从而，影响通风及炉内正常的还原程序。当飞灰球体直径在10厘米以上时，因高炉内热量不能满足飞灰球体熔融所需的热量，球体内部氧化铁达不到熔点，从而，影响了氧化铁的还原。
本发明的方法是将转炉飞灰成球提炼成铁，之后，用常规的炼钢方法，加入各种钢材所需的金属元素，就能将提炼所获得的铁精炼成各种钢种，产品多元化，可满足工业生产上的各种需要。
权利要求
1.一种转炉飞灰成球提炼铁的方法，包括(1)将含水量为4-6％的转炉飞灰与SiO2、Ca(OH)2按下述配比(重量百分比)混合拌匀成混合料含水量为4-6％的转炉飞灰.85-95％，SiO22-10％，Ca(OH)23-5％；(2)将上述混合料加压成球体，其洛氏硬度为2-2.5；(3)采用常规的炼铁方法，将上述转炉飞灰混合料球体提炼成铁及生产水泥的原料--硅酸钙。
2.根据权利要求1所述的转炉飞灰成球提炼铁的方法，其特征在于加入黄粘土3-5％(重量)，拌匀后加压成球体。
3.根据权利要求1或2所述的转炉飞灰成球提炼铁的方法，其特征在于所述球体为圆球体或椭圆球体。
4.根据权利要求3所述的转炉飞灰成球提炼铁的方法，其特征在于所述球体的直径范围为2-10厘米。
全文摘要
本发明公开了一种转炉飞灰成球提炼铁的方法，将转炉飞灰、二氧化硅、氢氧化钙按一定配比混合拌匀后加压成球体，该球体洛氏硬度为2-2.5，采用常规的炼铁方法，将飞灰球体提炼成铁及生产水泥的原料——硅酸钙。本发明的优点在于能彻底解决转炉飞灰对环境造成严重污染问题，变害为利；同时，只需采用常规炼铁方法就能回收飞灰球内全部铁元素，其炉渣为硅酸钙，亦是水泥生产的重要原料。
文档编号C22B1/14GK1147558SQ96108828
公开日1997年4月16日 申请日期1996年7月6日 优先权日1996年7月6日
发明者黄伟芬 申请人:唐仕全, 梁耀南, 黄国和, 黄伟芬, 罗响成