[發(fā)明專利]一種鋼渣資源化處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010019081.5
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111218533A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李輝;鄭伍魁;楊雨玄;張靜潔
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 張煥響

本發(fā)明公開了一種鋼渣資源化處理方法，屬于固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域，該方法通過耐高溫噴頭將高溫液態(tài)鋼渣噴出霧化，以高速空氣流進行粒化，粒化鋼渣落入收集槽收集；高速空氣流被高溫液態(tài)鋼渣升溫為熱空氣流，進入熱交換器進行熱量回收。與傳統(tǒng)方式相比，本發(fā)明所述方法可以直接與鋼鐵工業(yè)現(xiàn)有工藝銜接，在制備過程中回收熱量，還可以制備無機微珠，對鋼渣進行直接資源化處理，可以很好的應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)；該方法工藝簡單，在節(jié)能減排和固體廢棄物資源化領(lǐng)域均有較好的效益，可被大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼渣資源化處理方法。

背景技術(shù)

鋼渣是煉鋼過程產(chǎn)生的大宗工業(yè)固體廢物，鋼渣依據(jù)生產(chǎn)方式不同主要分為電爐鋼渣、平爐鋼渣和轉(zhuǎn)爐鋼渣3種。它由生鐵中的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)在熔煉過程中氧化而成的各種氧化物以及這些氧化物與溶劑反應(yīng)生成的鹽類所組成。鋼渣含有多種有用成分：金屬鐵2％～ 8％，氧化鈣40％～60％，氧化鎂3％～10％，氧化錳1％～8％，故鋼渣可作為鋼鐵冶金原料使用。鋼渣的礦物組成以硅酸三鈣為主，其次是硅酸二鈣、RO相、鐵酸二鈣和游離氧化鈣。

目前國內(nèi)鋼渣主要處理工藝有：熱潑法、風淬法、滾筒法、粒化輪法、熱悶法。其中熱潑法、滾筒法、熱悶法最為常用。但這些方法基本都是在鋼渣冷卻后再對其進行回收利用，或無法充分回收利用高溫液態(tài)鋼渣的熱能，造成鋼渣熱能資源的浪費。

鋼渣作為二次資源綜合利用有兩個主要途徑，一個是作為冶煉溶劑在本廠循環(huán)利用，不但可以代替石灰石，且可以從中回收大量的金屬鐵和其他有用元素；另一個是作為制造筑路材料、建筑材料或農(nóng)業(yè)肥料的原材料。但是，鋼渣在資源化利用過程中存在著以下問題：

(1)鋼渣穩(wěn)定性不良。現(xiàn)代煉鋼過程中為脫硫、脫磷常加入石灰和白云石等高鈣、高鎂材料做造渣劑，提高鋼渣粘度進行濺渣護爐，保護耐火磚不受侵蝕，提高轉(zhuǎn)爐爐齡。鋼渣中的氧化鈣、氧化鎂不能和二氧化硅等酸性氧化物充分反應(yīng)，而形成游離氧化鈣(f-CaO)和游離氧化鎂(f-MgO)，鋼渣中的f-CaO和f-MgO遇水發(fā)生水化反應(yīng)生成Ca(OH)₂和Mg(OH)₂，體積膨脹，造成鋼渣穩(wěn)定性不良。另外，鋼渣中的C2S在鋼渣冷卻過程中，其晶型由β型向γ型轉(zhuǎn)變使體積增大，也造成了鋼渣的體積膨脹。若應(yīng)用于道路、建材等行業(yè)，會出現(xiàn)膨脹開裂現(xiàn)象。

(2)鋼渣中金屬鐵含量高。金屬鐵的存在，造成磨礦難度和能耗的增加，對顆粒均勻性造成不利影響，另外，在使用過程中也較容易出現(xiàn)鐵銹現(xiàn)象，以上限制了尾渣的建材化利用；

(3)鋼渣組成波動性高。受煉鋼工藝、鋼種特點、造渣制度等因素影響，鋼渣的成分復(fù)雜、波動性大，尤其是鋼渣中f-CaO含量各個批次會存在較大差異，增大了其使用難度。

(4)鋼渣處置能耗較高。鋼渣密度高于較砂石骨料，為3.5t/m³左右，是普通建材的1.2～1.4倍，導(dǎo)致鋼渣在運輸和使用時的能耗要增加10％左右。

綜上所述，鋼渣在資源化利用過程中存在著穩(wěn)定性不良，難以大量用于建材和道路行業(yè)，而且鋼渣的易磨性差，密度高，導(dǎo)致其在處理和運輸?shù)倪^程中能耗較高。這些不足之處都限制了鋼渣的大規(guī)模資源化利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼渣資源化處理方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，既能在實現(xiàn)高溫液態(tài)鋼渣資源化處理并回收鋼渣資源的同時，又能實現(xiàn)回收高溫液態(tài)鋼渣熱能并生產(chǎn)蒸汽以供利用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種鋼渣資源化處理方法，通過耐高溫噴頭將高溫液態(tài)鋼渣噴出霧化，以高速空氣流進行粒化，粒化鋼渣落入收集槽收集；高速空氣流被高溫液態(tài)鋼渣升溫為熱空氣流，進入熱交換器進行熱量回收。

進一步地，所述耐高溫噴頭為碳化硅噴頭和/或氧化鋁噴頭。