[发明专利]一种热态块状钢渣快速稳定化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于热态块状钢渣处理技术领域，特别是提供了一种热态块状钢渣快速稳定化处理方法，适用于钢铁冶金工业炼钢过程中产生的各种温度的固态钢渣中游离氧化钙(氧化镁)的快速稳定化处理，并能够同时实现钢渣的粒化以及钢渣中金属的分离与回收。

背景技术

氧化钙和水反应生成氢氧化钙体积膨胀96％，氧化镁与水反应生成氢氧化镁，体积膨胀148％。由于钢渣中具有较高的游离氧化钙(f-CaO)，在将钢渣用于混凝土制备时，在混凝土硬化后，钢渣中的f-CaO继续发生水化反应，致使混凝土发生崩裂。同时，在钢渣形成过程中，由于钢水的沸腾喷溅，钢渣中往往含有钢粒，加之放渣时随渣流出的钢液，一般钢渣中含有5％～10％钢。钢渣与铁粒包裹在一起排出炉外，冷却后成块状，给废钢磁选回收和尾渣的利用带来困难，钢渣的处理技术一直是钢渣资源化利用的重大课题。

现有的钢渣处理技术，大多采用机械破碎和急冷、热闷的方法。机械破碎消耗动力大，成本高，所得钢渣尾渣安定性较差。热闷方法中，有的只能处理高碱度和高游离氧化钙的钢渣(如CN 1 048374A)；有的要在高压下进行处理，并要先粗破(如CN86104347)；有的则处理周期较长(如日本昭57—42599)。

专利号为CN 1073210A的专利《块状钢渣的综合热闷处理方法》，描述了一种块状钢渣的综合热闷处理方法，钢渣进入热闷槽前的表面温度为400℃～600℃，在槽中热闷20～30min；热激阶段在30～45分钟内降到160℃～200℃；蒸煮阶段使钢渣在110℃以上的蒸汽中保持2～3小时，使钢渣碎裂；再进入水浸阶段，使钢渣在70～100℃的水中浸泡10～12小时。

公开号为CN 1786200A的专利《一种热态钢渣热闷处理方法》，描述了一种热态钢渣热闷处理方法，主要包括喷雾、停喷、消解。该处理工艺中将温度300～800℃的钢渣放入热闷池后，用水雾喷淋3～7小时，到温度为75～85℃时，停止喷淋，再将钢渣静止降温3.5～4.5小时，获得产品。

授权公告号为CN 201 IO2937Y的专利《一种熔融钢渣热闷处理用设备》，描述了一种熔融钢渣热闷处理用设备，包括混凝土池和装置盖，通过向混凝土池中喷水雾产生蒸汽实现对钢渣的稳定化处理，可处理从转炉排出的温度为1600℃的液体钢渣。

公开号为CN 101220399A的专利《一种液态钢渣热焖工艺》，描述了一种将液态钢渣直接倒入热闷罐内进行处理的工艺，实现了将液态钢渣至形成钢渣碎粒的全部过程均在热闷罐内完成。

上述技术对钢渣的稳定化处理周期较长，并且只能处理高碱度和高游离氧化钙的钢渣，同时由于处理过程中对钢渣的粒化效果较差，不利于后续工序的渣、钢分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热态块状钢渣快速稳定化处理方法，解决了现有钢渣处理技术在钢渣快速稳定化处理、钢渣粒化以及渣钢分离等方面存在的问题，能够实现钢渣快速稳定化处理，并在此基础上实现钢渣粒化和渣钢分离。

本发明采用热态块状钢渣快速稳定化处理的装置进行处理，热态固体钢渣通过流槽进入钢渣快速稳定化处理装置，在固态钢渣快速稳定化处理装置转动同时，通入CO₂气体和水蒸汽，通过CO₂与钢渣中的f-CaO、f-MgO发生化学反应，生成难溶于水的CaCO₃和MgCO₃，并覆盖在钢渣中未反应的f-CaO、f-MgO物料颗粒表面；通过块状钢渣之间的相互作用或块状钢渣与研磨介质间的相互作用，在使钢渣粒化的同时使新生成的CaCO₃和MgCO₃硬壳发生破坏，暴露出钢渣中未反应的f-CaO、f-MgO；通过机械力作用在使钢渣中未反应f-CaO、f-MgO颗粒表面保持不断更新同时，通过CO₂、水蒸汽与f-CaO、f-MgO的不断反应，使钢渣中f-CaO、f-MgO得以全部反应，最终实现钢渣的快速稳定化处理。

在钢渣稳定化处理同时，由于对钢渣进行粒化处理，破坏已生成的、覆盖在未反应f-CaO、f-MgO颗粒表面的CaCO₃和MgCO₃硬壳，使f-CaO、f-MgO颗粒表面得以持续更新，从而保证了钢渣稳定化处理的快速、持续、彻底进行。

由于在处理过程中实现了钢渣的粒化，快速稳定化处理后的钢渣可直接通过磁选，实现钢渣中尾渣与金属的分离。