[發明專利]一種熔融鋼渣還原重構的全固廢改性劑、改性工藝及產品

有效

• 申請號: 202110118205.X
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112723761B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王秀龍;張明飛;胡芝娟
• 申請（專利權）人: 天津水泥工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B5/06
• 分類號: C04B5/06;C04B7/147;C04B18/14
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 王超

本發明屬于鋼鐵冶煉廢料處理、固廢資源利用技術領域，尤其涉及一種熔融鋼渣還原重構的全固廢改性劑、改性工藝及產品，所述熔融鋼渣還原重構的全固廢改性劑包括：改性劑，所述改性劑為工業固體廢棄物組成的混合物，所述改性劑包括大宗工業固廢赤泥、電解鋁灰、粉煤灰、廢棄土、電石渣、鐵尾礦、電解廢石墨、煤矸石中的一種或幾種組成，所述改性劑的主要化學成分按重量百分比為：SiO₂3％?95％、Al₂O₃ 5％?85％、CaO 0.1％?70％、C 5％?20％。本發明提供一種消除鋼渣建材應用穩定性風險、全量還原回收鐵氧化物、顯著提升鋼渣利用率，并實現赤泥等多行業固廢協同消納的技術、工藝方法具有重要的現實意義。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉廢料處理、固廢資源利用技術領域，尤其涉及一種熔融鋼渣還原重構的全固廢改性劑、改性工藝及產品。

背景技術

現有技術和缺陷：

轉爐煉鋼時產生的鋼渣，一般為粗鋼產量的15％左右，全國每年鋼渣的產排量約1.2億噸。鋼渣含有fCaO等成分用于建材領域影響建材安定性，含有RO相則引起建材制品強度低，鋼渣顆粒經常出現渣鐵互相包裹導致粉磨電耗高。鋼渣的上述特性嚴重制約了鋼渣的利用，至今鋼渣的綜合利用率仍維持在30％左右，鋼渣的高度資源化利用仍然是一個巨大的難題。

現有的鋼渣處理工藝(如滾筒、悶罐等)須將熔融鋼渣降溫至900℃左右，形成固態鋼渣才能進行滾筒或悶罐處理，鋼渣的熱能無法有效利用，能源浪費嚴重。處理后的鋼渣仍含有3％左右的fCaO，無法根除建材安定性問題。根據統計，鋼渣原渣中TFe含量平均在30％左右，其中MFe含量約10％左右。現有鋼渣處理工藝采用磁選，僅能將金屬鐵MFe回收，全鐵TFe折算回收率僅33％左右，仍有約67％左右的TFe遺留在鋼渣尾渣中，形成了巨大的鐵資源浪費。

我國工業固廢排放量極其龐大，全國每年會產生赤泥1億噸、鋁灰300萬噸、粉煤灰6億噸、鐵尾礦約3億噸，煤矸石3億噸。相關固廢排污企業不僅要提供專用土地建造堆場，還要承擔大額的環保排污稅，周邊環境及居民健康也會受到影響，工業固廢大量消納利用已迫在眉睫。然而，工業固廢資源化利用過程中，固廢摻量少、制品成本高、性能差、附加值低、市場開拓難等根本問題一直無法解決。

將赤泥等難處理的大宗工業固廢應用到鋼渣處理工藝，可實現多種大宗固廢協同互補消納，為企業帶來顯著的經濟效益及社會效益。

解決上述技術問題的難度和意義：

因此，基于現有這些問題，提供一種消除鋼渣建材應用穩定性風險、全量還原回收鐵氧化物、顯著提升鋼渣利用率，并實現赤泥等多行業固廢協同消納的技術、工藝方法具有重要的現實意義。

發明內容

本發明目的在于為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種熔融鋼渣還原重構的全固廢改性劑、改性工藝及產品。全固廢改質劑是經烘干破碎、混勻、造粒等工藝處理的電石渣、粉煤灰、赤泥、鋁灰、鐵尾礦、煤矸石和廢石墨等大宗工業固廢的一種或幾種組成的混合物，主要化學成分按重量百分比滿足以下條件SiO₂ 3％-95％、Al₂O₃ 5％-85％、CaO0.1％-70％、C 5％-20％。改性劑與轉爐熔融鋼渣在改質電爐中完成還原重構反應，實現料鐵分層并進行出鐵、排料處理，獲得煉鋼用鐵水和重構活性料。重構活性料fCaO含量0.2％，無建材安定性風險，按照國家標準替代水泥使用時，可滿足S95級或S105級礦渣粉的技術要求。本發明利用固廢處置固廢，實現了多行業固廢協同消納。轉爐渣的鐵相還原成鐵水，與現有鋼渣處置工藝相比，鐵資源增收倍數ω＞2以上，轉爐渣的渣相轉化為重構活性料，實現了高活性、零安定性風險的建材化處理。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：