转炉钢渣中氧化铁的回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高回收转炉钢渣回收方法，尤其是一种转炉钢渣中氧化铁的回收方法。
【背景技术】
[0002]转炉钢渣是转炉内造渣工艺产生的液态熔渣，温度高达1600°C，主要是石灰在熔渣中的逐步溶解过程，并最终获得含有大量固溶体相ss( —种或多种溶质的固态物质)的硅酸盐炉渣。
[0003]在熔炼过程中，依炼钢工艺要求加入一定量的石灰等造渣材料，最终产生的转炉钢渣中含有胶凝性能的硅酸盐，但由于各氧化物成分含量与水泥存在差异性，包括成型工艺不同，硅酸盐含量及质量均不及水泥熟料。其中，硅酸三钙(C3S)含量(3?5% )较熟料低50%，造成早期强度低；硅酸二钙(C2S)含量(40% )高于水泥熟料(20% )，使得钢渣的后期强度高于水泥熟料；铁酸盐及SS相高达50%，影响其胶凝性。而水泥烧结工艺是以石灰石和粘土为主要原料，经1300-1450°C高温煅烧得到以硅酸钙为主要成分的熟料(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙)。因此转炉钢渣属于“过烧低质熟料”。转炉钢渣中含有一定量的硅酸盐，但由于CaO含量少、Fe203偏多，致使C3S偏低，而C2S及SS相过多；加之在转炉内大部分呈液相状态，结晶速度较快并且发育都较完成，使得活性降低。另夕卜，钢渣中含有较高的氧化铁，Fe203达到25%以上，无法通过磁选工艺选尽，而随渣流失，形成了铁资源的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种可使转炉钢渣等废料得到全部的利用，节约C02排放，减少对现有矿山资源的开采的转炉钢渣中氧化铁的回收方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:转炉钢渣中氧化铁的回收方法，
[0006]当钢渣为固态状态时，包括以下步骤:
[0007]a、首先将冷却后的钢渣粉磨成比表面积大于10mVkg的微细粉，再将其压制成薄饼状；
[0008]b、将上述薄饼状钢渣加工至稳定的液态钢渣状态，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速；
[0009]C、在温度达到1300_1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ；
[0010]d、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状；
[0011]e、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工；
[0012]当钢渣为液态状态时，包括以下步骤:
[0013]a、在稳定的液态钢渣状态下，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速；
[0014]b、在温度达到1300_1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ；
[0015]C、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状；
[0016]d、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工。
[0017]进一步的是，步骤a中所述的焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，且含有少量的一氧化碳、二氧化碳和氧气。
[0018]本发明的有益效果是:本发明以转炉钢渣为主要原料，在液态状态下通过氧化作用将非磁性的或是弱磁性的三氧化二铁以及氧化亚铁转变为具有磁性的四氧化三铁，再通过常规的磁选工艺或是方法即可回收磁选铁的氧化物分离出来而加以利用，磁选铁可用于烧结，剩下的非磁性渣则能更好地应用于水泥中。该应用可使转炉钢渣等废料得到全部的利用，节约CO2排放，减少对现有矿山资源的开采。采用本发明可较好地实现废渣的利用，符合循环经济，尤其适用于回收转炉钢渣中氧化铁的回收工艺之中。
【具体实施方式】
[0019]转炉钢渣中氧化铁的回收方法，其特征在于:
[0020]当钢渣为固态状态时，包括以下步骤:
[0021]a、首先将冷却后的钢渣粉磨成比表面积大于10mVkg的微细粉，再将其压制成薄饼状；
[0022]b、将上述薄饼状钢渣加工至稳定的液态钢渣状态，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速；
[0023]C、在温度达到1300-1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ；
[0024]d、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状；
[0025]e、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工；
[0026]当钢渣为液态状态时，包括以下步骤:
[0027]a、在稳定的液态钢渣状态下，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速；
[0028]b、在温度达到1300-1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ；
[0029]C、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状；
[0030]d、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工。
[0031]传统的熔炼过程，会依炼钢工艺要求加入一定量的石灰等造渣材料，而最终产生的转炉钢渣中含有胶凝性能的硅酸盐，但由于各氧化物成分含量与水泥存在差异性，包括成型工艺不同，硅酸盐含量及质量均不及水泥熟料。其中，硅酸三钙(C3S)含量(3?5% )较熟料低50%，造成早期强度低；硅酸二钙(C2S)含量(40% )高于水泥熟料(20% )，使得钢渣的后期强度高于水泥熟料；铁酸盐及SS相高达50%，影响其胶凝性。而水泥烧结工艺是以石灰石和粘土为主要原料，经1300-1450°C高温煅烧得到以硅酸钙为主要成分的熟料(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙)。因此转炉钢渣属于“过烧低质熟料”。转炉钢渣中含有一定量的硅酸盐，但由于CaO含量少、Fe2O3偏多，致使C 3S偏低，而C2S及SS相过多；加之在转炉内大部分呈液相状态，结晶速度较快并且发育都较完成，使得活性降低。另夕卜，钢澄中含有较高的氧化铁，Fe2O3达到25%以上，无法通过磁选工艺选尽，而随澄流失，形成了铁资源的浪费。
[0032]本发明另辟蹊径，在液态状态下通过氧化作用将非磁性的或是弱磁性的三氧化二铁以及氧化亚铁转变为具有磁性的四氧化三铁，再通过常规的磁选工艺或是方法即可回收磁选铁的氧化物分离出来而加以利用，磁选铁可用于烧结，剩下的非磁性渣则能更好地应用于水泥中。
[0033]另外，步骤a中所述的焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，且含有少量的一氧化碳、二氧化碳和氧气，保证氧化的进行。
[0034]实施例
[0035]在稳定的液态钢渣状态下，以220ml/min的流速向其中吹入高炉煤气(其中可燃成分CO含量约占25%左右，H2、CH4的含量很少，C02、N2的含量分别占15%、55% )，氧化反应过程持续30min，随着温度的升高氧化随之加速。在1400°C时，适当增加煤气中二氧化碳的含量，降低氧气含量以抑制氧化速度，持续反应lh，温度最高达到1550°C即可，此时已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe 304的再氧化，最后以5K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状。
[0036]另外的，钢渣的碱度越高，越有利于FeO向Fe3O4的氧化，Fe 304的含量越高。冷却后的钢渣即可进行分选深加工，通过破碎、筛分、磁选等工艺回收磁选钢渣用于烧结，尾渣则用于水泥或是混凝土的混合材。
【主权项】
1.转炉钢渣中氧化铁的回收方法，其特征在于: 当钢渣为固态状态时，包括以下步骤: a、首先将冷却后的钢渣粉磨成比表面积大于10mVkg的微细粉，再将其压制成薄饼状； b、将上述薄饼状钢渣加工至稳定的液态钢渣状态，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速； c、在温度达到1300-1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ； d、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状； e、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工； 当钢渣为液态状态时，包括以下步骤: a、在稳定的液态钢渣状态下，以100-500ml/min的流速向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min，且氧化反应会随着温度的升高而随之加速； b、在温度达到1300-1400°C时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，而降低氧气含量以抑制氧化速度，继续持续反应l_2h，直至温度最高达到1400-1600°C ； C、经过上述步骤，已基本完成FeO向Fe3O4的氧化，同时还需要阻止Fe 304向Fe 203的进一步氧化，从而避免Fe3O4的再氧化，与此同时的，以l-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状； d、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工。
2.如权利要求1所述的转炉钢渣中氧化铁的回收方法，其特征在于:步骤a中所述的焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，且含有少量的一氧化碳、二氧化碳和氧气。
【专利摘要】本发明涉及一种提高回收转炉钢渣回收方法，尤其是一种转炉钢渣中氧化铁的回收方法。所要解决的技术问题是提供一种可使转炉钢渣等废料得到全部的利用，节约CO2排放，减少对现有矿山资源的开采的转炉钢渣中氧化铁的回收方法，主要包括以下步骤：a、在稳定的液态钢渣状态下，向液态钢渣中吹入高炉煤气或是焦炉煤气，所进行的氧化反应过程持续15-35min；b、在温度达到1300-1400℃时，增加高炉煤气或是焦炉煤气中二氧化碳的含量，直至温度最高达到1400-1600℃；c、以1-8K/min的冷却速率将液态钢渣冷却至饼状；d、通过破碎、筛分、磁选等回收工艺对冷却后的钢渣进行分选深加工。本发明可较好地实现废渣的利用，符合循环经济，适用于回收转炉钢渣中氧化铁的回收工艺之中。
【IPC分类】C01G49-08
【公开号】CN104828877
【申请号】CN201510282540
【发明人】范泽宇, 李贤书, 钱强
【申请人】攀枝花钢城集团有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月28日