[發明專利]一種含碳鐵水對液態出爐鋼渣進行除鐵改性的方法

有效

• 申請號: 201910548107.2
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110218008B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 趙凱;韓偉剛;師學峰;張巧榮;甄常亮;王彬;魏志芳
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 瞿曉晶

本發明提供了一種含碳鐵水對液態出爐鋼渣進行除鐵改性的方法，屬于無機非金屬材料領域。本發明利用液態出爐鋼渣與含碳鐵水自身攜帶的顯熱，同時又可以高效回收液態出爐鋼渣中的鐵元素，方程式為[C]+(FeO)＝[Fe]+CO，通過這個反應就將液態出爐鋼渣中的鐵提取了出來，在這個過程中改性劑中的硅和鋁的氧化物在高溫條件下通過除鐵改性后與液態出爐鋼渣中已有的除鐵以外的氧化物一起形成了新的組成的爐渣。本發明能夠直接利用液態出爐鋼渣本身的熱量對液態出爐鋼渣進行高溫重構，即可以在完成優化鋼渣礦物相、提升鋼渣活性、分離鐵氧化物和提高安定性的前提下節省大量的能源，大幅提升鋼渣有價元素回收率、高值資源化利用率。

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料制備技術領域，尤其涉及一種含碳鐵水對液態出爐鋼渣進行除鐵改性的方法。

背景技術

鋼渣中含量較多的鐵氧化物，尤其是含量較多的FeO會對鋼渣的后續使用產生明顯的制約，FeO無法通過磁選分離，且本身不具備任何水化活性，其較差的易磨性還會導致鋼渣粉磨困難。對鋼渣改質即降低鋼渣中鐵氧化物含量是鋼渣循環利用過程中急需解決的問題。鋼渣的改質工藝主要包括兩種：成分改質和工藝改質。目前常見的鋼渣改質工藝大多是通過成分改質、工藝改質或者二者結合進行改質。目前鋼鐵企業主要采用滾筒、池式熱悶、鋼渣余熱有壓熱燜渣處理三種處理方式對出爐鋼渣進行處理，待鋼渣冷卻后才能對鋼渣進行磁選提鐵及制備水泥用激發劑等，后續鋼渣所采取的改質工藝多屬于“后期改質技術”，這些鋼渣改質工藝往往需要采用額外的物理、化學或者熱力學激發，從而在改質過程中難以避免會消耗更多能源，同時上述的鋼渣處理過程存在鐵氧化物回收不徹底，顯熱無法利用，處理后尾渣活性及安定性差等技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種含碳鐵水對液態出爐鋼渣進行除鐵改性的方法。本發明利用液態出爐鋼渣與含碳鐵水自身攜帶的顯熱，同時高效回收液態出爐鋼渣中的鐵元素。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種含碳鐵水對液態出爐鋼渣進行除鐵改性的方法，包括以下步驟：

對含碳鐵水進行加熱保溫，得到保溫含碳鐵水；

將改性劑和液態出爐鋼渣依次澆注到所述保溫含碳鐵水中，進行除鐵改性。

優選地，所述含碳鐵水的溫度為1450～1600℃，保溫含碳鐵水的溫度為1550～1650℃。

優選地，所述加熱保溫的升溫速率大于10℃/min。

優選地，所述含碳鐵水中C含量為2.0～6.69wt％，S含量小于0.3wt％，P含量小于0.1wt％，Mn含量小于0.4wt％，Si含量小于0.6wt％，其余元素為Fe。

優選地，所述含碳鐵水包括高爐產生的含碳鐵水或電爐熔化鑄造用生鐵產生的含碳鐵水。

優選地，所述保溫含碳鐵水與液態出爐鋼渣的質量比為5：1～15：1。

優選地，所述除鐵改性的溫度為1550～1650℃，時間為20～60min。

優選地，所述改性劑為高硅型鐵尾礦和/或煤矸石。

優選地，所述液態出爐鋼渣與改性劑的添加量滿足如下關系式：(W液態出爐鋼渣*CaOwt％+W液態出爐鋼渣*MgOwt％+W改性劑*CaOwt％+W改性劑*MgOwt％)/(W液態出爐鋼渣*SiO₂wt％+W液態出爐鋼渣*Al₂O₃wt％+W改性劑*SiO₂wt％+W改性劑*Al₂O₃wt％)為0.9～1.5。

優選地，所述除鐵改性后得到爐渣和反應后鐵水，將所述爐渣回收，將所述反應后鐵水送入轉爐作為煉鋼原料。