[发明专利]一种降低电炉钢渣中铬污染风险的方法

说明书

本发明公开了一种降低电炉钢渣中铬污染风险的方法。将熔融的不锈钢渣装入渣罐，并同时加入改质剂，通过搅拌使改质剂与熔融的不锈钢渣均匀混合；然后以小于20℃/min的降温速度冷却至1300℃以下，实现铬向稳定的尖晶石相富集；最后进行钢渣热焖处理。本发明不锈钢渣解毒彻底，熔融的不锈钢渣与改质剂均匀混合后，并经过降温处理，可实现铬向稳定的尖晶石相富集，完全满足环境排放标准。处理过程能耗低，利用熔融不锈钢渣的显热，不需要外加能耗和设备，在处理成本上有较大优势。处理后的不锈钢渣可进一步资源化利用，热焖后的不锈钢渣可安全用于水泥、路基材料等产品中。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种降低电炉钢渣中铬污染风险的方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济发展的基础产业，是实现我国现代化建设的重要物质保障。近年来，我国不锈钢工业取得了长足的发展，已经成为名副其实的不锈钢生产大国。截止2017年，我国不锈钢产量达到2577吨。按照每吨钢大约产生0.25吨不锈钢渣来计算，目前每年的不锈钢渣产量接近600万吨。

在不锈钢冶炼过程中，由于吹氧脱碳，钢液中的铬会不可避免地被氧化而进入渣中。铬是一种重金属元素，如果在钢渣不能稳定存在，就会以离子状态迁移于自然环境中，并被氧化为剧毒性的六价铬。由于不锈钢渣中铬的含量较低，直接回收铬的经济价值不足。而铬又是一种危险性元素；因此，一般采用堆存或填埋的方式来进行处理，并没有有效解决铬污染问题，同时也限制了不锈钢渣的资源化利用。

在不锈钢渣无害化研究过程中，干法、湿法及水泥固化处理等手段都无法根本上改变钢渣中铬的赋存形式，且处理成本高，还会产生二次污染。

(1)干法还原：主要采用在含铬废渣中添加一定量的还原剂，在高温条件下将六价铬还原为三价铬，从而形成稳定的含铬化合物。

(2)湿法还原：含铬废渣在酸性或碱性溶液中进行消解，使废渣中的铬大部分都转移到水溶液中，然后添加合适的还原剂将六价铬还原为三价铬，并以沉淀的形式析出，最后通过煅烧得到含铬的产品。

(3)固化封存处理：是利用稳定化物质来固定有害物质，主要是通过形成稳定的晶格结构和化学键，将有害组分固定或包封在惰性固体基材中，从而降低危险废物的浸出风险。

(4)熔融还原：熔融还原法是利用还原剂(C、Si、Al)将不锈钢渣中的CrO或Cr2O3还原为金属铬，这样不仅可以回收有价金属，而且也降低了不锈钢渣中铬的危害。

发明专利CN106517834A公开了一种利用熔融高炉渣高温无害化处理不锈钢渣的方法，是将不锈钢渣加入到熔融的高炉渣内，通电加热并搅拌，水淬得到玻璃态渣，而重金属Cr被固定于玻璃态炉渣中。但该方法处理不锈钢渣，并未全部实现炉渣玻璃化，不仅能耗较高，而且依然存在铬污染风险。

发明内容

针对不锈钢渣存在铬污染的问题，本发明目的在于提供一种抑制不锈钢渣铬溶出的处理方法，通过在熔融的不锈钢渣中加入改质剂，然后经过合适的降温方式处理，以较低的冷却速率降至1300℃以下，实现铬向稳定的尖晶石相富集，并促进尖晶石相结晶生长，由于尖晶石相结构非常稳定，能够有效的固定不锈钢渣中的铬，获得无铬危害的不锈钢渣。

为实现上述目的，采用技术方案如下：

降低电炉钢渣中铬污染风险的方法，包括以下步骤：

将熔融的不锈钢渣装入渣罐，并同时加入改质剂，通过搅拌使改质剂与熔融的不锈钢渣均匀混合；然后以小于20℃/min的降温速度冷却至1300℃以下，实现铬向稳定的尖晶石相富集；最后进行钢渣热焖处理。

按上述方案，所述改质剂为粉粹后的Al₂O₃、FeO、CaO或SiO₂粉末；添加量占不锈钢渣质量百分比1-25％。