[发明专利]一种转炉钢渣固相氧化改质方法

说明书

本发明公开了一种转炉钢渣固相氧化改质方法，该方法包括以下步骤：称取50g原钢渣松装于100mL的重制氧化铝坩埚，置于高温箱式马弗炉内，实验前先将N₂通入炉内，以确保马弗炉内没有空气存在，升温速率设定为10℃/min，当到达1100℃时，将N₂切换为合成空气，通过LZB玻璃转子流量计监控合成空气通入量，调节空气通入量为7.5L/min，在设定氧化时间到达40min后，将合成空气重新切换为N₂并快速冷却至室温。该方法以粒径＜0.3mm的钢渣细粉作为主要研究目标，通过采取氧化气氛下煅烧的方式，以期完成钢渣原矿中非磁性氧化亚铁和氧化镁向磁性富铁相聚集的转变，并通过磁选分离对氧化改质结果进行评价。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地说，涉及一种转炉钢渣固相氧化改质方法。

背景技术

由于转炉钢渣内部矿物相的易磨性差异，经鄂式破碎和磨细后按照粒径大小可将钢渣颗粒分为三类：粒径＞2.36mm、粒径在0.3mm-2.36mm之间和粒径＜0.3mm。粒径＞2.36mm的钢渣经磁选后的磁选精矿可直接用于回炉冶炼处理，尾矿则需进一步磨细处理。粒径在0.3mm到2.36mm之间钢渣的磁选精矿可回炉冶炼，磁选剩余尾矿再次粉磨处理。将以上两部分磁选尾矿收集后磨细至粒径＜0.3mm，即为本章钢渣固相改质工艺研究用钢渣。通过对磁选后三种不同粒径钢渣磁选精矿进行分析可知(表1)，粒径＞2.36mm的钢渣原矿在所有磁选原矿中含量较少，仅为3.7％。然而磁选后精矿产率较高，可以达到100％，结合图1对不同粒径精矿X射线衍射分析结果可知，粒径＞2.36mm钢渣精矿中主要是易于磁选的单质铁。粒径在0.3mm到2.36mm之间的原矿细粉在整个钢渣体系中质量比为20.99％，精矿产率为32.86％，X射线衍射结果显示该粒径精矿中主要矿物相为单质铁、磁铁矿和少量的铁酸钙。粒径＜0.3mm的原矿细粉在钢渣中占有非常大的比重(达到55.56％)，然而这部分钢渣中由于磁性矿物相含量较少，因而精矿产率只有11.65％。精矿中矿物相较为复杂，其中以磁铁矿和铁酸钙居多，几乎没有检测到单质铁的存在。综合以上分析可知，钢渣中矿物相在磁选过程中会表现出差异明显的磁性和易磨性。易磨性较差的单质铁和磁铁矿容易通过磁选分离，其余无磁性富铁相难以通过磁选直接分离，然而后者在整个钢渣原矿中占据了较大的比重。

表1钢渣磁选后精矿粒径、分布与产率之间分布关系

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉钢渣固相氧化改质方法，该方法以粒径＜0.3mm的钢渣细粉作为主要研究目标，通过采取氧化气氛下煅烧的方式，以期完成钢渣原矿中非磁性氧化亚铁和氧化镁向磁性富铁相聚集的转变，并通过磁选分离对氧化改质结果进行评价。

其具体技术方案为：

一种转炉钢渣固相氧化改质方法，包括以下步骤：称取50g原钢渣松装于100mL的重制氧化铝坩埚，置于高温箱式马弗炉内，实验前先将N₂通入炉内，以确保马弗炉内没有空气存在，升温速率设定为10℃/min，当到达1100℃时，将N₂切换为合成空气，通过LZB玻璃转子流量计监控合成空气通入量，调节空气通入量为7.5L/min，在设定氧化时间到达40min后，将合成空气重新切换为N₂并快速冷却至室温。

进一步，将冷却后氧化改质钢渣过0.3mm振动筛后，通过XCGS-01磁选管对原钢渣和改质钢渣分别进行湿式弱磁选实验，并分别计算精矿产率与回收率。

再进一步，所述湿式弱磁选实验方法如下：取10g钢渣粉末溶于300g蒸馏水和1g乙醇中，搅拌10分钟使钢渣在溶液中混合均匀。将混合溶液导入磁选管内，磁选管工作电流设置为预定值后开始磁选。磁选完成后磁性物质会吸附在磁选管上，磁选产物经超纯水清洗后放入烘箱干燥24小时进行称重，钢渣中Fe²⁺含量通过YB/T140-2009《钢渣化学分析方法》进行测定。