钢渣中有价组元回收及资源化利用的基础研究

发布时间：2020-06-26 14:07

【摘要】：随着我国粗钢产量的迅速增长,钢渣的排放总量也在急剧增加。目前,我国钢渣的综合利用率仍处于较低水平。有效提高钢渣的综合利用水平,对于我国钢铁工业的可持续发展具有重要意义。 本文在全面回顾钢渣综合利用技术发展历程的基础上,根据不同类型钢渣的成分及矿相特征,分别开展了钢渣中铁的富集方法及含铁相的磁选分离、钢渣熔融还原法回收铁磷、钢渣氧化焙烧法脱硫等过程的研究工作,在本实验条件下,得到以下重要结论： (1)转炉钢渣中的主要硅酸盐相为2CaO·SiO2,其晶体形状在急冷时为枝晶状,缓冷时为圆粒状。2CaO·SiO2中nCaO/nSiO2的值在2.1-2.4之间变化。钢渣中的磷以Ca2SiO4·0.05Ca3(PO4)2富集在2CaO·SiO2中。转炉渣以热泼、水淬方式冷却时,转炉渣中的大部分铁氧化物未进入磁性较强的富铁相,而主要赋存于玻璃相基体中。随着冷却速度的降低,含铁RO相固溶体数量逐渐增加,含铁相得到富集,形貌多以十字型枝晶或片状晶体为主。 (2)随着冷却速度的降低,转炉钢渣磁选出的精矿铁品位与铁回收率均呈上升趋势。将缓冷的转炉渣细磨至粒度小于0.074mm部分占70%以上,在磁场强度为0.16T条件下进行磁选,所得磁选精矿的铁品位达37.98%,铁的回收率达29.06%。 (3)综合考虑经济性与脱磷效果,钢渣熔融还原脱磷的较佳工艺条件为：采用碳饱和铁水,硅改质预熔渣,碱度为1.0,w(T.Fe)为12.88%,w(P205)为1.54%,反应温度为1550℃,渣金质量比为1：2。通过铁水循环利用进行多次熔融还原之后,钢渣中的MnO基本未被还原,铁氧化物和P205均能脱除的较为彻底。 (4)含硫钢渣中的硫以CaS相单独存在,或以CaS置换12CaO·7Al2O3中的CaO形成的复杂物相Ca12Al14O32S稳定存在。在900℃、氧气体积分数为21%的条件下焙烧60min,可使部分CaS生成CaSO4,继而升温至1100℃,在惰性气氛下焙烧40min,可使前期生成的CaSO4与CaS进行固-固反应,可以实现硫的脱除。采用此工艺处理工业含硫钢渣,硫的脱除率可达60%以上,除硫效果明显。 论文的研究成果对于钢渣的高附加值综合利用具有理论指导意义。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X757
【图文】：

可见，随着粗钢产量的迅速增长，钢澄的排放总量也在急剧增加。据统计，国历年堆放的各种黑色金属冶炼澄约2亿多吨，占地近2万亩，每年仍有近2000万的新渣弃置澄场，与农业争地。同时炉渣中的有害元素和粉尘又污染周边生态环境和源，对人类社会的生存环境造成重大影响。而且澄中尚含有5%?10%的废金属资源CaO、Si02、MgO、AI2O3等成分，具有极高的回收利用价值⑴。因此，控制和减少渣排放量，寻找高附加值利用方式是今后钢铁冶金工业必须面对的问题。

了详细研宄，他分别测量了 3Ca0 P205、2CaOSi02和CaO-SiOi-FetO的磁化曲线，如图2.3所示。图2.3(a)为不含a惖南啵�具有顺磁性，�

本文编号：2730420