[發明專利]一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構的改性工藝

無效

• 申請號: 201210284924.X
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102796833A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 金強;王幼琴;汪海龍;楊剛
• 申請（專利權）人: 上海寶冶鋼渣綜合開發實業有限公司;中冶寶鋼技術服務有限公司
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06;C21C5/36;C21C5/54
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及冶金渣處理領域，特別是涉及一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構的改性工藝。?

背景技術

鋼渣是一種工業固體廢棄物，是煉鋼過程中排出的廢渣，依爐型可分為轉爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗鋼產量的15～20%。全球的科學家們早在二十世紀初期就已經開始研究鋼渣的回收利用，但由于它的成分波動較大，遲遲未能得到實際應用。七十年代初，美國率先把每年排放的1700萬噸鋼渣全部利用起來。目前為止，在德意志聯邦共和國，鋼渣絕大部分已得到利用。英國、法國的鋼渣利用率為60%左右,日本的鋼渣利用率為50%左右,而中國僅僅為21%左右。?

可見鋼渣的資源化利用仍然是一個巨大的難題。在鋼鐵冶煉過程中，熔融鋼渣隨著鋼渣處理工藝（滾筒、悶罐等）變成了固態的鋼渣顆粒，鋼渣的主要化學成分有CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Fe、FeO、MgO、Al₂O₃、f.CaO、及少量的S、P和微量元素。f.CaO（游離氧化鈣）是影響鋼渣穩定性的重要因素，嚴重制約了鋼渣的利用；由于冶煉時渣鐵分離的不徹底，固態鋼渣顆粒中經常出現渣包裹鐵、鐵包裹渣的現象，除非磨成粉，否則很難通過磁選工藝高效的選出鋼渣顆粒中的鐵；同時，這些鋼渣處理工藝需要大量的純凈水將熔融鋼渣降溫至常溫，需要浪費大量的水資源且鋼渣的熱能無法有效利用，能源浪費嚴重。?

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明第一方面提供一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構的改性工藝，包括如下步驟：?

（1）在熔融鋼渣中投入改性料，所述改性料的組分包括焦炭和SiO₂，所述焦炭、SiO₂和熔融鋼渣的質量比為焦炭：SiO₂：熔融鋼渣=0.08～0.12：0.10～0.12：1，將混合后的熔融鋼渣的溫度升至1500～1700℃；?

（2）待所述改性料與所述熔融鋼渣充分反應后（所述充分反應為熔渣頂面沸騰趨于平靜，無上下翻騰），使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水。（鐵水由于密度大，沉于底部，可通過底部的開口獲得鐵水）?

優選的，所述熔融鋼渣為鋼鐵廠冶煉過程中在線得到（在生產線上直接得到）的熔融鋼渣，所述熔融鋼渣的種類為轉爐鋼渣或電爐鋼渣。?

優選的，在所述步驟1中，可以邊升溫邊投入改性料。?

優選的，所述SiO₂選自玻璃和黃砂中的一種或兩種的混合物。?

優選的，所述玻璃為廢玻璃，所述玻璃指的是廢棄的、或者回收的碎玻璃。?

所述廢玻璃、黃砂、焦炭，均是市場可直接購得的物品。廢玻璃、黃砂等主要成分是二氧化硅，價格較低，易于利用。焦炭是冶煉用的還原劑、本工藝加入的焦炭質量上并無要求，無需整粒。?

優選的，所述廢玻璃和焦炭在投料前先進行破碎，粒徑小于20mm，這樣廢玻璃、黃砂單摻、混摻等同使用時，利于分散均化。?

優選的，所述焦炭為焦炭屑粉末，可進一步降低成本。?

優選的，步驟1中投入改性料時，所述熔融鋼渣的溫度為1100～1300℃。?

本發明第二方面提供所述熔融鋼渣鐵還原及其組份重構的改性工藝所制備的鋼渣作為微晶玻璃的粒料在直接生產微晶玻璃中的應用。本發明涉及一種利用熔融態鋼渣的改性處理。在熔融態鋼渣中添加合適的材料，利用熔融鋼渣的余熱，使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水，通過對鋼渣的組份改性重構，還原出鋼渣中的鐵資源，并完全消除鋼渣中的f.CaO，形成鋼渣改性料。該改性料可以作為微晶玻璃原料的粒料供微晶玻璃廠生產微晶玻璃。微晶玻璃（CRYSTOE?and?NEOPARIES）又稱微晶玉石或陶瓷玻璃，是一種新型材料，廣泛應用于航空航天、建筑裝飾、光學儀器、電子等行業，它的學名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我們常見的玻璃看起來大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內部的原子排列是沒有規則的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說，它的原子排列是有規律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強。微晶玻璃的原材料礦棉的市場價約在2000元/噸左右，將價值極低的鋼渣變成鐵和微晶玻璃原料，大大提高了鋼渣的附加值，為國內的鋼鐵廠找到新的利潤增長點。?