[發明專利]一種生物質灰渣改質轉爐鋼渣除磷的循環利用方法

有效

• 申請號: 201811183045.1
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109207658B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 呂寧寧;楊金星;蘇暢;杜傳明;桂德培;王海川;孔輝
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06;C22B1/11;C05G1/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美;閆飛

本發明公開了一種生物質灰渣改質轉爐鋼渣除磷的循環利用方法，屬于冶金資源再利用技術領域。該方法利用生物質灰渣對熔融轉爐鋼渣進行改質處理，之后將改質轉爐鋼渣破碎磨細，將磨細的轉爐鋼渣加入檸檬酸溶液中，在電動攪拌器作用下將轉爐鋼渣中的磷浸出，得到含磷濾液和除磷鋼渣；將含磷的有機酸溶液用于液體磷肥，除磷鋼渣干燥處理后用于冶金過程。鋼渣中磷浸出率可達90％，而鐵浸出率低于10％，有效避免了鐵損；采用弱酸性的檸檬酸溶液，浸出處理對設備要求較低，避免了使用強酸處理帶來的一系列成本和環境污染問題。

技術領域

本發明屬于冶金資源再利用技術領域，涉及一種生物質灰渣改質轉爐鋼渣除磷的循環利用方法，更具體地說，涉及一種利用檸檬酸回收利用改質轉爐鋼渣中磷的方法。

背景技術

鋼渣是煉鋼過程產生的固體廢棄物，產量約為粗鋼產量的10～20％左右，由于鋼渣中的磷元素以及含有較高的自由氧化鈣，限制了其在鋼廠內部和水泥混凝土等建筑材料領域的有效利用。例如，2017年我國的粗鋼產量約為8億噸，鋼渣的排放量接近1億噸，其綜合利用率僅為25～30％。目前，大部分鋼渣經過選鐵后被棄置或填埋，不僅占用堆棄用地，還嚴重影響生態環境，因此，加強鋼渣高效綜合利用，對企業發展及環境保護具有重要意義。

通常鋼渣中P₂O₅含量在3％～5％左右，若能全部實現磷資源的回收，每年可從鋼渣中提取300～500萬噸的P₂O₅，相當于我國每年開采的磷礦中P₂O₅總量的20％。統計表明，世界現有磷礦資源只能維持50～400年，因此，若高效利用轉爐鋼渣中的磷資源，可極大緩解工業生產對磷礦石的依賴，而且隨著高磷鐵礦石的開發利用以及轉爐雙聯脫磷工藝的實施，鋼渣中的P₂O₅含量可增加至10％以上，這使鋼渣磷資源的回收利用變得更加現實和迫切。另外，除磷后的鋼渣可返回鋼廠內部進行循環利用，從而最大限度減少鋼渣在外部的排放。

目前，鋼渣脫磷研究，主要有以下幾種：(1)浮選法：利用含磷硅酸鹽的上浮現象去除鋼渣中的磷，但存在固液相分離不完全，磷的脫除率低等問題；(2)磁選法：首先利用轉爐鋼渣改質或其他方法促進磷在硅酸鹽等非磁性相中的富集率，之后通過磁選的方式實現與鐵氧化物等磁性相的分離，但是強磁性的(Mg，Mn)O·Fe₂O₃易與2CaO·SiO₂形成嵌布，干擾磁選，很難實現磷的完全去除；(3)還原法：即在高溫下，通過碳及硅質等還原劑將鋼渣中磷進行氣化脫除或還原進入鐵水中，但只有在溫度較高的條件下才能達到較好的脫磷效果；(4)強酸或強堿浸出：即利用強酸或強堿處理鋼渣，但是處理成本過高，也會造成鐵損以及強酸強堿的后期處理問題。

經專利檢索，已有類似的技術方案公開。如：中國專利申請號：201510318286.2，申請日2015年9月9日，發明名稱為：一種鋼渣除磷循環利用方法，該發明將鋼渣破碎并磨細后，用檸檬酸-NaOH-HCl緩沖液浸出處理，得到含磷濾液和低磷鋼渣；將低磷鋼渣進行干燥處理后，返回燒結、煉鐵或煉鋼工序，進行循環利用；對鋼渣中磷元素的浸出率高達92％，鐵元素的浸出率僅有19％，在保證高效去除鋼渣中磷元素的同時，有效避免了大量鐵損，該發明所用浸出液安全無毒易于回收、工藝操作簡單、設備要求低、成本低廉、環境友好的特點。但該發明方法僅將鋼渣中的磷當作有害元素處理，浸出液的后期處理問題待解決，沒有充分考慮到鋼渣中磷資源的回收價值及利用前景。

綜上可以看出，鋼渣中磷的去除方法大都把磷當作有害雜質去除或者改質鋼渣，分離富磷相，沒有充分回收其中的磷資源及考慮鋼渣改質劑成本問題。因此，緩解我國對于磷礦石的依賴并充分循環利用我國的大規模鋼渣二次資源，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

1.要解決的問題