[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)協(xié)同鉻渣和電解鋁炭渣無(wú)害化的處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111609728.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN115386685B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);郝永利;董亞明;趙雪輝;李淑媛;蘭孝峰;沈慶海;賈生元;王策;張如海;黃小鳳;邢建旭;趙濟(jì)洋;馬國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王強(qiáng)
• 主分類號(hào): C21C7/076
• 分類號(hào): C21C7/076;C21C5/36;C22B1/243
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)協(xié)同鉻渣和電解鋁炭渣無(wú)害化的處理方法，涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和鉻渣、電解鋁工業(yè)產(chǎn)生的炭渣無(wú)害化處理技術(shù)三個(gè)領(lǐng)域。本發(fā)明利用鉻渣中的鉻酸鈉和鉻酸鈣作為脫硅脫磷材料，并且加入電解鋁炭渣作為助熔材料，生產(chǎn)成為球團(tuán)，替代轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的螢石，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中作為化渣材料加入，利用鉻渣中的六價(jià)鉻作為脫硅脫磷材料，利用炭渣作為發(fā)熱助熔材料，促進(jìn)爐渣的熔解，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鉻渣中的部分鉻被轉(zhuǎn)爐熔池中的碳、硅、磷、錳等元素還原為金屬鉻或者三價(jià)鉻，金屬鉻進(jìn)入鐵液，成為煉鋼的合金化元素，三價(jià)鉻進(jìn)入爐渣，與渣中的氧化鎂、氧化鐵等形成鎂鉻尖晶石、鐵鉻尖晶石，完成了鉻渣的無(wú)害化轉(zhuǎn)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)協(xié)同鉻渣和電解鋁炭渣無(wú)害化的處理方法。

背景技術(shù)

鉻渣是指在鉻鹽生產(chǎn)過程中由鉻鐵礦、純堿和鈣質(zhì)填料按一定比例混合經(jīng)高溫煅燒，用水浸取鉻酸鈉后產(chǎn)生的殘?jiān)ｃt渣中的有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈣等六價(jià)鉻(Cr⁶⁺?)離子，對(duì)人體的消化道、呼吸道、皮膚和黏膜都有危害，甚至致癌。因此，鉻渣被原國(guó)家環(huán)保總局等國(guó)家行政主管部門列為國(guó)家危險(xiǎn)廢物；查閱文獻(xiàn)（1）肖瑜，蔣大春在2012年第35卷《重慶大學(xué)學(xué)報(bào)》上公布了題為“利用冶金燒結(jié)爐和高爐協(xié)同處置鉻渣技術(shù)研究”的論文，文中有：“針對(duì)目前鉻渣處理方法不完善，開發(fā)了一種利用燒結(jié)爐和高爐協(xié)同處置鉻渣的技術(shù)及工藝方法，在不改變燒結(jié)爐和高爐工藝的前提下，用無(wú)數(shù)個(gè)小球內(nèi)核的還原氣氛小環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)鉻渣的徹底解毒處理及資源化利用”的內(nèi)容表述；（2）王貞、袁守謙、任宇君等人在2016年第1期的《鐵合金》雜志上公布了題為“無(wú)鈣鉻渣冶煉鉻鐵的原料配比試驗(yàn)”的論文，文中有“甘肅錦世化工有限責(zé)任公司是一家以鉻鹽為主要產(chǎn)品、多種副產(chǎn)品同步生產(chǎn)的化工企業(yè)。也是中國(guó)首家使用無(wú)鈣焙燒工藝生產(chǎn)鉻鹽的化工企業(yè)。對(duì)于該工藝產(chǎn)生的細(xì)渣．在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)成功找到了同時(shí)可以處理鉻渣和釩渣的方法．即藍(lán)炭作為還原劑，釩渣和硅石作為熔劑還原鉻渣生產(chǎn)含鉻鑄鐵。此方法在一定程度上解決了細(xì)渣的處理問題并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益”的內(nèi)容表述。

通過以上的文獻(xiàn)介紹可知，以上文獻(xiàn)沒有提及利用鉻渣和炭渣應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝。

轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前生產(chǎn)煉鋼產(chǎn)品的主流生產(chǎn)工藝。其基本工藝過程是使用65%～100%的鐵水，配加0～35%的廢鋼，利用高速氧氣射流向鐵水和廢鋼組成的熔池表面吹入氧氣，氧化去除鐵液中的Si、Mn、P、C、S等有害元素，并且利用鐵水的物理熱和氧氣吹煉過程中產(chǎn)生的化學(xué)熱，實(shí)現(xiàn)吹煉過程中的熱平衡和物料平衡。為了完成去除鋼液中的有害元素和系統(tǒng)化優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉的工藝，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中還要加入石灰、白云石、螢石等造渣材料，所以轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個(gè)以堿性材料為主，在鋼渣和鐵液之間不斷發(fā)生氧化還原反應(yīng)的高溫過程，其中氧氣射流反應(yīng)區(qū)的溫度在2250℃～3500℃之間。轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，在吹入氧氣的同時(shí)，開始分批加入渣輔料，為了促進(jìn)渣輔料的熔解，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中還要加入助熔劑，常見的助熔劑有鐵礦石、氧化鐵皮、螢石、鋁礬土等。轉(zhuǎn)爐的吹煉分為三個(gè)階段，即轉(zhuǎn)爐開吹前1～3min，是熔池中的Si、Mn、P發(fā)生氧化反應(yīng)的階段，被稱為硅錳氧化期；在熔池中的硅錳被大部分氧化，形成氧化物進(jìn)入爐渣后，熔池中的碳開始發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO或CO₂氣體，其中CO的產(chǎn)生量占碳氧反應(yīng)的90%以上。脫碳反應(yīng)主要是依靠堿性爐渣不斷向熔池傳遞O^2-離子完成的，反應(yīng)生成的CO進(jìn)入爐氣后被煤氣回收系統(tǒng)回收，這一階段稱為碳氧反應(yīng)期；在完成大部分的脫碳反應(yīng)后，轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)入調(diào)整溫度和終點(diǎn)成分的階段，在完成成分調(diào)整和溫度調(diào)整后，基本上完成了吹煉任務(wù)，這一階段，稱為精煉期。轉(zhuǎn)爐煉鋼精煉期結(jié)束后，進(jìn)入出鋼脫氧合金化過程。在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，使用氟化鈣化渣，主要功能是氟化鈣解離為氟離子，一部分與加入的CaO形成低熔點(diǎn)共晶體，一部分在發(fā)生離子交換反應(yīng)的過程中，降低了爐渣中高熔點(diǎn)物質(zhì)的熔點(diǎn)，起到化渣的作用。