[发明专利]一种脱硫渣的改性方法及应用

说明书

一种脱硫渣的改性方法，步骤是：将铁水脱硫渣破碎，磁选除去铁及氧化物，再球磨成脱硫渣粉末；将粉末用氢氧化钠在80～100℃全部溶解，过滤，将所得沉淀物用浓盐酸溶解或与SiOsubgt;2/subgt;粉末混合，当采用浓盐酸溶解，将溶解后溶液再过滤，所得滤液用氢氧化钠溶液进行沉淀分离，过滤得到沉淀物，将其干燥后，在900～1100℃下煅烧2～4h，然后再磨成粉末，得到改性的C脱硫渣；当采用与SiOsubgt;2/subgt;粉末混合，将混合粉末在1000～1200℃煅烧2～4h，再将其磨成粉末，得到改性的C2S脱硫渣。本发明不仅对稀土Cesupgt;3+/supgt;离子吸附率超过93％，且方法简便高效，同时解决了铁水预处理脱硫渣和Cesupgt;3+/supgt;离子的回收处理问题。

技术领域

本发明属于冶金资源回收利用技术领域，具体涉及一种脱硫渣的改性方法及应用。

背景技术

稀土是世界关注的重要战略资源，因其独特的物理、化学性质，广泛应用于新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等科技领域，是现代工业不可或缺的重要元素，被誉为“工业黄金”。中国稀土储量世界第一，但随着稀土需求量的增加以及长期以来稀土资源掠夺式开采等因素的影响，使得中国稀土储量锐减。中国现已加强对稀土资源和环境的保护，使得稀土开采和供应急剧减少。在资源短缺、成本大幅提高和技术不断发展的大背景下，稀土回收产业逐渐被重视起来。然而，从原料废弃物、工业生产残留物和含有稀土元素被淘汰的终端产品来回收稀土离子是缓解我国稀土资源供需矛盾的重要途径。

回收Ce³⁺离子等稀土金属离子的方法主要有化学沉淀法、萃取法、离子交换法、膜分离法及吸附法等。其中，吸附法因具有分离效果好、操作简单，不需要外加辅助条件、能耗低和分类富集等特点，被认为是回收分离低浓度金属离子最可行方法之一。在过去的十多年里，通过吸附法处理或回收低浓度金属离子所做的工作，主要是围绕天然矿物、氧化物、合成材料和微生物等吸附剂对金属离子的吸附及其应用。

尽管Ce³⁺离子等新型稀土离子吸附剂材料在提高最大吸附量和脱附率方面取得了一定进展，但是在生产成本、再生之后吸附量衰退严重、使用寿命及稳定性较低等方面仍然存在不少科学和技术问题，从而限制了其工业化大规模使用。

另外，每年我国钢铁企业可产约200万吨的脱硫渣，目前处理脱硫渣工艺一般都是先将其磁选回收铁，而尾渣则与钢渣一同处理，资源利用率很低。大量脱硫渣的堆积不仅造成了资源浪费，占用大量土地，而且其中的有害元素对周围环境造成了二次污染。因此寻求高效和高值化的脱硫渣回收利用方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题和不足，提供一种脱硫渣的改性方法及应用。

本发明是以低成本固体废弃物铁水脱硫渣为原料，通过对其先进行改性，然后对稀土Ce3+离子进行吸附，改性后脱硫渣对稀土Ce3+离子具有好的吸附性和脱附性能。

本发明利用改性后脱硫渣吸附稀土离子，不但解决了稀土离子的回收利用问题，同时大大提高了钢铁企业废物的综合利用，体现了“以废治废”的新环境治理理念。

本发明采用的脱硫渣为转炉炼钢前铁水预处理产生的钢渣，即铁水脱硫渣，该脱硫渣主要含有CaO、CaS和金属Fe，另外还含有少量Ca2SiO4、SiO2和Al2O3等相。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。