[发明专利]一种LF炉精炼渣碳酸化预处理工艺

说明书

本发明公开了一种LF炉精炼渣碳酸化预处理工艺，属于精炼渣处理领域，包括以下步骤：S1、LF精炼渣热泼处理；S2、磁选处理；S3、碳酸化反应；S4、粉磨处理。与现有技术相比较，本工艺解决了精炼渣难以处理使用的钢铁行业难题，实现冶金废渣的综合利用；节能环保且可降低水泥的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种精炼渣处理，特别是一种适用于LF炉精炼渣的碳酸化预处理工艺。

背景技术

目前在水泥生产中，国标中允许可加入的混合材主要为矿渣、火山灰质混合材、粉煤灰、石灰石等，但矿渣、粉煤灰、石灰石由于资源紧缺价格不断攀升，造成成本大幅度提高，亦有部分企业添加钢渣试图生产钢渣水泥。但钢渣水泥生产中存在以下缺陷：①钢渣本身易磨性差，因此钢渣作为水泥磨机混合材，会降低磨机台时产量20-30t/h，增加水泥电耗；②钢渣加入至水泥中具有缓凝特性，导致水泥凝结时间延长，造成水泥质量波动大，市场反馈效果差。

而LF精炼渣是LF炉精炼过程中产生的副产物，其易磨性较好，含有35％的钙质料。因其是LF炉在钢水精炼过程中加入的活性石灰、铝矾土和硅石等造渣材料在高温下生成，使得精炼完成后的废渣物相组成比较复杂，大部分以C₂S和Ca(OH)₂的形式存在的，其中很小一部分以游离CaO形式存在。这些自由CaO在冶炼过程中并未与其它组分发生反应，小部分仍然以未熔固态颗粒状存在，存在易膨胀等特点，其利用率相对较低。且由于渣中CaO活性较高和自由CaO的水化活性较低等原因，容易引起LF精炼渣的体积膨胀，所以限制了其用于建筑材料和水泥的生产。因其早期水化速度慢，初凝及终凝时间过长，早期强度低的缺陷，目前的再利用多仅限于铺路，如发明专利申请CN201510899782.1《一种环保型路面基层用水泥基材料》中将精炼渣，破碎、除铁、粉磨得到细粉，作为原料掺入。精炼渣具有的潜在水硬胶凝性没有得到合理利用，如何克服游离氧化钙水化缺陷，提升体系强度支持，缓解易膨胀特性，解决初凝终凝时间过长，早期强度低的技术问题，在一定程度上使水泥结构体系中转炉钢渣的比例得到提高，是提高LF精炼渣利用率的关键。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种的LF炉精炼渣碳酸化预处理工艺及其装置，以碳酸化工艺预处理为技术核心，解决了精炼渣难以处理使用的钢铁行业难题，同时解决水泥、混凝土等建材企业目前生产紧缺混合材原料，降低水泥的生产成本。对固体废弃物的处理作创新性突破。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种LF炉精炼渣碳酸化预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、LF精炼渣热泼处理：将液态渣直接泼到渣坑，利用精炼渣余热，经喷水冷却后，在热胀冷缩和游离氧化钙水解膨胀作用下，促使精炼渣破裂、自解粉化；

S2、磁选处理：将热泼处理后的精炼渣进行磁选处理，以分离其中夹杂的铁屑；

S3、碳酸化反应：将磁选处理后的精炼渣加入到碳酸化反应釜内，烟气中的CO₂含量在40％-50％之间，N2含量在38～42％之间，控制SO₂和NO_X的总含量＜3％；反应釜内的压力稳定控制在0.6MPa-0.7MPa，反应时间为2小时；

S4、粉磨处理。

上述的LF精炼渣热泼处理时间为7天。

经S2磁选处理后，水分含量控制在6～8％，金属铁含量控制在≤2％。

S3碳酸化反应中还包括喷水雾搅拌过程，将精炼渣的水分控制在8％-10％。

S3碳酸化反应中引入烟气温度为85-90℃。

所述的S4粉磨处理后的形成的中间产品用于混料。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：