一种热钢渣资源化利用的方法与流程

本发明属于回收利用领域，具体而言，涉及一种热钢渣资源化利用的方法。

背景技术：

1、钢渣是在钢铁冶炼过程中设备排放的固体废弃物，成分及各组分含量与生产单位的工艺和设备有关，不同冶炼方法和设备产出的钢渣具有较大差异。国内钢渣一般的处理方式为气液内部循环回收、用于路基材料、制作钢渣砖、处理废水等低附加值利用，不但利用率低，而且会造成二次污染。

2、cn115354091a公开了一种钢渣分类处理及资源化利用方法，涉及资源综合利用技术领域。该钢渣分类处理及资源化利用方法，具体操作如下：将盛装转电炉排出的高温钢渣的渣罐运至风碎处理线，将渣罐上部的高温液态钢渣进行风碎处理，剩余钢渣采用热闷处理。该发明针对热钢渣成分复杂的特性进行分类处理，工艺步骤中的热闷处理与烧结需要消耗大量工业燃气或动力，且缺乏对燃烧尾气的处理手段，无法达到真正意义上的环保节能。

3、cn112760436a涉及一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统和方法，属于钢渣回收技术领域，包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置、有压热闷装置、混合装置、磨削装置和磁选装置；交换热装置采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置连接有熔盐蒸汽装置；有压热闷装置用于钢渣的二级冷却，采用水冷，有压热闷装置连接有汽水换热装置；汽水换热装置的冷却介质出口与熔盐蒸汽装置的冷却介质入口连通；钢渣经两级冷却后，进入混合装置与掺混物按比例混合均匀，然后经磨削装置磨成细粉，再由磁选装置从细粉中分离出铁粉。尽管该发明实现了高温钢渣的余热回收与资源化的双重利用，但熔盐蓄热系统设备投资成本较高，热量需要以高温蒸汽的形式输送至外网，没有充分考虑到对热能的直接应用。

4、cn111218533a公开了一种钢渣资源化处理方法，属于固体废弃物资源化技术领域，该方法通过耐高温喷头将高温液态钢渣喷出雾化，以高速空气流进行粒化，粒化钢渣落入收集槽收集；高速空气流被高温液态钢渣升温为热空气流，进入热交换器进行热量回收。该发明工艺简单，但液态废渣液滴快速冷却后形成的微珠成分复杂，回收后难以直接利用，不进行进一步的分离处理将很难实现高价值化。

5、根据现有技术文件，热钢渣资源化利用的总体比例并不高，其稳定可靠利用仍然存在制约因素。由于热钢渣成分波动较大，给生产控制带来一定困难，致使资源化处理的工艺流程复杂化，无法对各项工艺中的副产物进行完全利用，造成前期投资高、生产收益低、环保化处理困难的问题。

技术实现思路

1、一种热钢渣资源化利用的方法，其特征在于：把含1-100目碳酸钙二氧化碳气体预热到400-600℃，对向下流动钢渣热液体1400-1680℃进行吹散掺混，钢渣被吹散粒化冷却的同时，碳酸钙在热钢渣颗粒内部被加热分解成氧化钙与二氧化碳，二氧化碳气体促使钢渣颗粒内部形成多孔结构，氧化钙与钢渣结合变成碱式渣粒，碱式渣粒的温度为950~1150℃，气体温度900℃；气体送去作为发电热源，发电尾气降温到120~150℃进行除尘，分离并返回固体碳酸钙颗粒；除尘后的气体升压，部分用作粒状碳酸钙的输送气体，部分外排用于制造液体二氧化碳，碱式渣粒磨碎后用作钢渣水泥；碱式钢渣用于二氧化碳气体预热。

2、进一步地，所述碳酸钙加热分解为氧化钙与二氧化碳的反应公式是：caco3==cao+co2-q1。

3、进一步地，所述气体送去作为发电热源，所应用的传递热量方式为高温蒸汽，所应用的反应方程式为h2o(l)==h2o(g)-q2。

4、本发明公开了以下技术效果：

5、本发明通过对向下流动钢渣热液体吹散掺混含碳酸钙的二氧化碳气体，将热钢渣分解成碱式渣粒、碱式钢渣与高温气体三部分并分别进行回收利用，充分利用各个组分与其热量，实现钢渣更具效率的高附加值化。

6、本发明促使碳酸钙在粒状钢渣内分解释放二氧化碳，所产生的气体令粒状钢渣形成多孔结构，所产生的碱式渣粒的磨细难度相较于钢渣直接磨细大幅降低，多孔碱性钢渣有利于水化，增加钢渣在下一工艺阶段的反应速率。

7、本发明对高温气体采取了多种处理手法，回收热量用于发电后除尘回收碳酸钙颗粒，将除尘后气体分别用于输送粒状碳酸钙与制造液体二氧化碳，实现了工艺副产物的无害化处理，可以很好地进行大规模应用。

8、本发明选择对钢渣热液体进行吹散混合来收集热量与其他产物，回收效率高，工艺流程简单，设备投资成本低。

9、本发明中，热气体送去作为发电热源，降温后分离碳酸钙可用作输送气体和原料气，碱式渣粒磨碎后用作钢渣水泥，碱式钢渣用于二氧化碳气体预热，工艺流程产物可直接投入其他工艺，无需进行其他处理。

技术特征：

1.一种热钢渣资源化利用的方法，其特征在于：把含1-100目碳酸钙二氧化碳气体预热到400-600℃，对向下流动钢渣热液体1400-1680℃进行吹散掺混，钢渣被吹散粒化冷却的同时，碳酸钙在热钢渣颗粒内部被加热分解成氧化钙与二氧化碳，二氧化碳气体促使钢渣颗粒内部形成多孔结构，氧化钙与钢渣结合变成碱式渣粒，碱式渣粒的温度为950~1150℃，气体温度900℃；气体送去作为发电热源，发电尾气降温到120~150℃进行除尘，分离并返回固体碳酸钙颗粒；除尘后的气体升压，部分用作粒状碳酸钙的输送气体，部分外排用于制造液体二氧化碳，碱式渣粒磨碎后用作钢渣水泥；碱式钢渣用于二氧化碳气体预热。

2.根据权利要求1所述的一种热钢渣资源化利用的方法，其特征在于：所述碳酸钙加热分解为氧化钙与二氧化碳的反应公式是：caco3==cao+co2-q1。

3.根据权利要求1 所述的一种热钢渣资源化利用的方法，其特征在于：所述气体送去作为发电热源，所应用的传递热量方式为高温蒸汽，所应用的反应方程式为h2o(l)==h2o(g)-q2。

技术总结
本发明公开了一种热钢渣资源化利用的方法，其特征在于：预热碳酸钙二氧化碳气体，对向下流动钢渣热液体进行吹散掺混，钢渣被吹散粒化冷却的同时，碳酸钙在热钢渣颗粒内部被加热分解成氧化钙与二氧化碳，二氧化碳气体促使钢渣颗粒内部形成多孔结构，氧化钙与钢渣结合变成碱式渣粒；高温气体送去作为发电热源，发电尾气降温除尘，分离并返回固体碳酸钙颗粒；除尘后的气体升压，部分用作粒状碳酸钙的输送气体，部分外排用于制造液体二氧化碳；碱式渣粒磨碎后用作钢渣水泥，碱式钢渣用于二氧化碳气体预热。本发明解决了热钢渣热量回收过程中难以进行均衡利用与高附加值资源化的问题。

技术研发人员：杨皓,钟若钰,王娟芸,杨鹏,曲思霖
受保护的技术使用者：四川天人能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15