[发明专利]一种钢渣除磷循环利用方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金二次资源再利用技术领域，具体涉及一种钢渣除磷循环利用方法。

背景技术

钢渣是我国钢铁工业综合利用率最低的一项大宗固体废弃物，钢渣的综合利用是现代钢铁工业技术进步的重要标志之一，也是绿色、可循环的生态钢铁工业发展的必然要求。按照每炼1 t钢产生120 kg钢渣计算，我国钢铁工业每年产生近1亿吨钢渣。工业发达国家历来注重钢渣的综合利用技术，美、德、日等国的钢渣利用率都在90%以上。目前，我国钢渣综合利用率仅有25%~30%，与发达国家存在明显差距，我国每年有大量钢渣因无法有效利用而堆存处理，不仅占用大量土地，破坏生态环境，同时也造成了资源浪费。

当前，国内主流的钢渣处理工艺为热闷（热泼）后多级破碎和磁选，得到的大块渣钢返回炼钢作冷却剂；具有磁性的钢渣粉返回烧结或高炉作为含铁原料使用；无磁性的尾渣则用于生产钢渣砖和水泥等建材。钢渣返回利用到烧结、炼铁、炼钢等工序，实现厂内有效循环利用渣中的铁和CaO等熔剂组分，能最大限度地避免资源浪费，并节约运输成本。

采用目前处理工艺处理后的钢渣，有一个无法避免的问题就是有害元素磷带来的影响。磷元素是钢中最主要的有害杂质之一，在铁矿石选矿和钢铁冶金过程中，除磷均是最重要的任务之一；由于钢渣中含有1%~3%的P₂O₅，因此钢渣的循环利用必然会造成铁水中磷元素的富集。根据宝钢的统计数据，烧结矿中钢渣配入量每增加10 kg/t，相应铁水中磷的含量会增加0.0076%。为减小磷富集对炼钢造成的不利影响，目前我国钢渣配入烧结矿的比例均低于3%；同时，对返回利用钢渣中的磷含量亦有严格限制，通常钢渣中磷含量超过0.8%则不能返回烧结使用。

为了减少磷对钢渣循环利用的影响，先后诞生过以下除磷方法：（1）利用含磷硅酸盐相比重比含铁物相小的特性，在高温熔融状态下使含磷物相自然上浮，达到分离的目的，然而该方法极为耗能且分离效果较差。（2）加碳粉还原或加硅粉进行热还原，使磷进入生铁或以气体的形式逸出；但碳热还原得到的生铁磷含量仍较高；硅热还原往往用于转炉溅渣护炉，对大量钢渣的除磷帮助有限。（3）在烧结过程中添加C₆H₁₂O₆和CaCl₂等脱磷剂进行气化脱磷；该方法脱磷效率较低。（4）利用强磁场使渣中的含磷物相和含铁物相分离；该方法需要将钢渣磨制极小的粒度。（5）利用强酸或强碱等对钢渣进行浸出。该方法易造成较大的铁损。（6）利用选矿的方法处理钢渣，实现渣中磷和铁的分离；该方法虽有一定效果，但除磷率不是很理想。

综上可以看出，由于种种原因，现有大多数钢渣除磷方法均停留在实验室研究阶段，目前尚无经济有效、可应用于大规模生产实践的钢渣除磷方法。有鉴于此，为了充分利用我国大规模的钢渣二次资源，并最大限度地降低钢渣循环利用过程中磷富集的问题，开发一种新的钢渣除磷方法势在必行。

发明内容

   针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种钢渣除磷循环利用方法，使其能够快速高效地降低钢渣中的磷含量，且具有避免较大铁损、工艺简单、成本低廉、适合大规模生产实践的特点。

   为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钢渣除磷循环利用方法，将钢渣破碎并磨细后，用柠檬酸-NaOH-HCl缓冲液浸出处理，得到含磷滤液和低磷钢渣；将所述低磷钢渣进行干燥处理后，返回烧结、炼铁或炼钢工序，进行循环利用。