[发明专利]一种全三脱工艺中炉渣脱硫脱磷协同铁素回收的方法

说明书

本发明公开了一种全三脱工艺中炉渣脱硫脱磷协同铁素回收的方法，用脱碳炉渣返回脱磷炉循环使用，脱磷炉渣中的FeO脱除脱硫渣中的硫，补加碳粉还原高温液态炉渣中剩余的FeO和P₂O₅，并利用钢渣余热达到回收铁的目的，以废治废，还可以利用二者反应生成气体减少渣铁板结。处理完结后的转炉渣作为预熔渣与含铁冷却料返回转炉重新应用。混合处理过程同时进行所述转炉渣的气态磷回收，经氧化水合处理，转变为磷酸和CO₂无害气体。

技术领域

本发明涉及一种全三脱工艺中炉渣脱硫脱磷协同铁素回收的方法，属于炼钢精炼技术领域。

背景技术

转炉渣是转炉炼钢生产的副产品，它浓聚了炉料被氧化后所形成的氧化物及硫化物，主要包括被侵蚀的炉衬及炉衬材料；金属炉料带入的杂质，如泥沙等；为调整钢渣性质所加入的造渣材料及助熔剂，如石灰石、铁矿石、萤石等。在炼钢工艺中，每吨钢产生的转炉渣为80～120kg，转炉钢渣作为冶金工业的主要废弃物，每年排放量非常大。

据统计，2014年我国堆弃的钢渣约为1.3亿吨，过去五年堆弃量在10亿吨以上。这势必造成占用土地，淤塞河流，破坏生态，污染环境及浪费资源的现象。脱硫渣由于硫含量高，返回烧结使用易造成烧结烟气硫超标，造成烧结回用困难，且脱硫渣中的碳难以利用。脱磷渣由于磷含量高，返回烧结易造成磷富集，且不利于资源化。此外，目前钢渣综合利用率仅为22％左右，且主要用于钢渣微粉及水泥原料，钢渣中FeO占20％左右，其中的FeO皆未能有效回收。因此，对钢铁冶金炉渣综合治理，回收其中有价元素，寻找高附加值利用方式，是钢铁冶金工业面临的重要问题。特别对于全三脱工艺下，脱硫渣、脱磷渣及脱碳渣的综合处理，是亟待解决的重中之重。

专利号为201511022546.8的专利《一种利用煤气还原转炉渣及炉渣循环利用的方法》以煤气为还原介质热态还原，热态还原处理过程同时进行所述转炉渣的余热回收与气态磷回收工作。

专利号为200610012514.4的专利《转炉溅渣护炉过程中气化脱除熔渣中磷的方法》在溅渣护炉前，向熔池中加入适量脱磷剂，在溅渣过程中，高压氮气通过氧枪后产生巨大冲击力，将炉内熔渣击碎成颗粒飞溅起来挂于炉衬，此过程为固(焦炭)-气(氮气)-液(熔渣)之间的反应、以及熔渣内部的化学反应提供了良好的动力学条件，使熔渣中的磷得以通过化学反应进入气相脱除，气化脱磷剂分碳质脱磷剂和硅质脱磷剂两种，碳质更具有工业应用现实意义，经多年实验室基础实验和钢铁企业工业试验，气化脱磷率达到40％水平，留渣率80％以上，吨炉渣量平均为50～70kg/t，取得了良好的效果。

专利为201510561089.3的专利《一种用转炉煤气溅渣护炉作业的方法》采用转炉煤气代替氮气进行转炉溅渣护炉作业，实现溅渣护炉作业时快速高效气化脱磷，降低炼钢成本。

专利号为20051009027.6的专利《一种从钢渣矿粉中回收铁的方法》采用破碎、逐级磨细和逐级磁选的方法将铁从钢渣中分离出来而回收，然而渣中FeO中的Fe不能磁选分离，该方法Fe的回收率并不高。

专利号为201010139211.5的专利《一种从钢渣中会回收铁的设备及方法》将钢渣在贫化炉中进行还原，该方法能够实现较高的铁回收率，然而投资成本较高。

以上专利分别公布了脱磷和铁的还原回收的主要方法，然而目前尚未见全三脱炉渣的脱硫、脱磷与铁的还原回收综合处理方法。

发明内容