[发明专利]一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法

说明书

本发明提供了一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法，属于无机非金属材料领域。本发明利用液态出炉钢渣与含碳铁水自身携带的显热，同时又可以高效回收液态出炉钢渣中的铁元素，方程式为[C]+(FeO)＝[Fe]+CO，通过这个反应就将液态出炉钢渣中的铁提取了出来，在这个过程中改性剂中的硅和铝的氧化物在高温条件下通过除铁改性后与液态出炉钢渣中已有的除铁以外的氧化物一起形成了新的组成的炉渣。本发明能够直接利用液态出炉钢渣本身的热量对液态出炉钢渣进行高温重构，即可以在完成优化钢渣矿物相、提升钢渣活性、分离铁氧化物和提高安定性的前提下节省大量的能源，大幅提升钢渣有价元素回收率、高值资源化利用率。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料制备技术领域，尤其涉及一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法。

背景技术

钢渣中含量较多的铁氧化物，尤其是含量较多的FeO会对钢渣的后续使用产生明显的制约，FeO无法通过磁选分离，且本身不具备任何水化活性，其较差的易磨性还会导致钢渣粉磨困难。对钢渣改质即降低钢渣中铁氧化物含量是钢渣循环利用过程中急需解决的问题。钢渣的改质工艺主要包括两种：成分改质和工艺改质。目前常见的钢渣改质工艺大多是通过成分改质、工艺改质或者二者结合进行改质。目前钢铁企业主要采用滚筒、池式热闷、钢渣余热有压热焖渣处理三种处理方式对出炉钢渣进行处理，待钢渣冷却后才能对钢渣进行磁选提铁及制备水泥用激发剂等，后续钢渣所采取的改质工艺多属于“后期改质技术”，这些钢渣改质工艺往往需要采用额外的物理、化学或者热力学激发，从而在改质过程中难以避免会消耗更多能源，同时上述的钢渣处理过程存在铁氧化物回收不彻底，显热无法利用，处理后尾渣活性及安定性差等技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法。本发明利用液态出炉钢渣与含碳铁水自身携带的显热，同时高效回收液态出炉钢渣中的铁元素。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法，包括以下步骤：

对含碳铁水进行加热保温，得到保温含碳铁水；

将改性剂和液态出炉钢渣依次浇注到所述保温含碳铁水中，进行除铁改性。

优选地，所述含碳铁水的温度为1450～1600℃，保温含碳铁水的温度为1550～1650℃。

优选地，所述加热保温的升温速率大于10℃/min。

优选地，所述含碳铁水中C含量为2.0～6.69wt％，S含量小于0.3wt％，P含量小于0.1wt％，Mn含量小于0.4wt％，Si含量小于0.6wt％，其余元素为Fe。

优选地，所述含碳铁水包括高炉产生的含碳铁水或电炉熔化铸造用生铁产生的含碳铁水。

优选地，所述保温含碳铁水与液态出炉钢渣的质量比为5：1～15：1。

优选地，所述除铁改性的温度为1550～1650℃，时间为20～60min。

优选地，所述改性剂为高硅型铁尾矿和/或煤矸石。

优选地，所述液态出炉钢渣与改性剂的添加量满足如下关系式：(W液态出炉钢渣*CaOwt％+W液态出炉钢渣*MgOwt％+W改性剂*CaOwt％+W改性剂*MgOwt％)/(W液态出炉钢渣*SiO₂wt％+W液态出炉钢渣*Al₂O₃wt％+W改性剂*SiO₂wt％+W改性剂*Al₂O₃wt％)为0.9～1.5。

优选地，所述除铁改性后得到炉渣和反应后铁水，将所述炉渣回收，将所述反应后铁水送入转炉作为炼钢原料。