[发明专利]使钙从炼钢渣中溶出的方法以及从炼钢渣中回收钙的方法

说明书

本发明的目的在于，提供能够使大量的Ca从炼钢渣中向含有二氧化碳的水溶液中溶出的、使Ca从炼钢渣中溶出的方法。本发明依次进行以下工序：对炼钢渣实施磁选，从所述炼钢渣中去除含有铁的化合物的工序；以及使实施了所述磁选的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。另外，一边将炼钢渣粉碎或者一边将炼钢渣的表面磨碎，一边使含有二氧化碳的水溶液与炼钢渣接触。

技术领域

本发明涉及使钙从炼钢渣中溶出的方法、以及从炼钢渣中回收钙的方法。

背景技术

炼钢工序中产生的炼钢渣(转炉渣、预处理渣、二次精炼渣及电炉渣等)使用于包括水泥材料、道路用路基材料、土木用材料及肥料的广泛的用途中(参照非专利文献1～3)。另外，在上述用途中未使用的一部分的炼钢渣被填埋处置。

已知在炼钢渣中包含钙(Ca)、铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、磷(P)、钛(Ti)、铬(Cr)、硫(S)等元素。这些元素之中，炼钢渣中包含最多的元素是在炼钢工序中大量使用的Ca，通常除Ca以外包含最多的是Fe。通常，炼钢渣的总质量中的20质量％～50质量％左右为Ca，1质量％～30质量％左右为Fe。

炼钢渣中的Ca以下面的形态存在：在炼钢工序中投入的生石灰(CaO)原样残留或在炼钢渣的凝固中析出的游离石灰、游离石灰与空气中的水蒸气或二氧化碳反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)₂)或碳酸钙(CaCO₃)、或者钙与Si或Al等反应生成的硅酸钙(Ca₂SiO₄或Ca₃SiO₅等)或氧化钙铁铝(Ca₂(Al_1-XFe_X)₂O₅)等(以下，也将炼钢渣中存在的上述包含钙的化合物总称为“Ca化合物”)。

碳酸钙及氧化钙为炼铁工序中的制生铁工序及炼钢工序中的主要的渣形成材料，作为该渣的碱度及粘度的调整剂、以及从钢水脱磷的脱磷剂等来使用。另外，对氧化钙加水得到的氢氧化钙在排水工序中作为对酸等的中和剂来使用。因此，若将上述炼钢渣内包含的Ca化合物回收并在炼铁工序中再利用，则期待能够削减炼铁的成本。

另外，今后，随着社会环境的变化等，用于将炼钢渣作为道路用路基材料、土木用材料或者水泥材料等来使用的土木工程的数量有可能减少，或能够对炼钢渣进行填埋处置的土地有可能减少。从该观点来看，也期待将炼钢渣中包含的Ca化合物回收，并再利用或者使填埋处置的炼钢渣的体积减少。

对于炼钢渣内的Ca，例如可以使其溶出到盐酸、硝酸或者硫酸等酸性水溶液中，来将其回收。但是，该方法中生成的上述物质与上述酸的盐难以再利用。例如，对于使炼钢渣内的Ca溶出到盐酸中生成的氯化钙，若加热形成氧化物则能够再利用，但存在上述加热中产生的有害的氯气的处理成本高的问题。另外，若要使炼钢渣内的Ca溶出到酸性水溶液中并回收，则还存在酸的购入及溶出处理后的酸的废弃成本高的问题。

相对于此，若使Ca从炼钢渣溶出到含有二氧化碳的水溶液(以下，简称为“CO₂水溶液”)中并回收，则期待能够解决由酸的使用带来的上述问题(参照专利文献1～3)。此外，在废气中包含大量二氧化碳，在对废气进行脱硫及脱硝之后，除了空气和水蒸气以外，得到几乎为二氧化碳的气体。在工业上运用了如非专利文献4所示那样地从废气中提取二氧化碳的技术。

在专利文献1中记载有向使转炉渣中的钙溶出得到的水溶液中吹入二氧化碳，并回收所沉淀的碳酸钙的方法。此时，为了抑制生成对水的溶解性较高的碳酸氢钙，将pH值的下限值维持在10左右。在专利文献1中未记载将pH值维持在10以上的具体方法，但可认为通过调整二氧化碳的吹入量将pH值维持在10以上。

在专利文献2中记载有以下方法：将破碎的炼钢渣分离为铁凝聚相及磷凝聚相，使磷凝聚相中的钙化合物溶解于溶解有二氧化碳的洗涤水中，之后，将洗涤水加热至50～60℃左右，使洗涤水中的碳酸氢钙作为碳酸钙沉淀并回收。