CN102864311B - 一种高铬渣中铬在炼钢-lf工序的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法，包括以下几个步骤：（1）将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为10:1到20:1之间；（2）从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；（3）向钢包内的钢水吹入惰性气体搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在钢水中还原成金属铬。本发明的有益效果为：由于本发明将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，投入到处于从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间的钢包内，向钢包内吹入氩气，并使钢包内处于还原气氛中，促使高铬渣中的六价铬发生化学反应，还原六价铬为金属铬融入钢水之中，形成高碳含铬钢。

Description

一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法
技术领域
本发明涉及一种高价铬的还原方法，尤其涉及一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法。
背景技术
1973年世界卫生组织(WHO)公布了14种人体必需微量元素，铬(Cr)是其中之一。低氧态的三价铬是人体必需的微量元素，具有重要营养作用，而六价铬是一种毒性较大的致畸、致突变剂，六价铬的毒性是三价铬的100倍。它是美国EPA公认的129种重点污染物之一。铬在空气中的最大允许值为0.lmg／m3，世界卫生组织规定六价铬在饮用水的极限值为0.O5mg/l，对于排入江河或者湖泊中的废水，其三价铬的极限值为2mg/l，六价铬的极限值为0.1mg/l。对于农业耕地土壤，推荐100mg/kg，为总铬的极限值。至今没有证据表明三价铬化合物有任何毒性，相反都是哺乳类代谢过程中必须的微量组份。
含铬污泥的危害主要是由于其所含的六价铬所引起的。六价铬对人体的危害极大，由于它的强氧化性，会对污染水源，损害人畜和其他生物。六价铬具有刺激性和腐蚀性，还可对组织细胞和血管造成损伤。在体内可影响物质的氧化、还原和水解过程，可使蛋白质变性，能与核酸、核蛋白结合而影响其结构导致功能减弱与破坏，干扰一些酶系统，如抑制尿素酶的活性，阻止半肤氨酸酶氧化，还可促进维生素C氧化，铬在小剂量时可加速淀粉酶的分解，而高浓度时则减慢分解过程。六价铬在体内过量蓄积，会造成机体脂代谢紊乱，促使胆固醇和甘油三脂向血液中移动，导致血脂浓度增高。六价铬化合物还会对水体中的水生物产生致死作用，并抑制水体的自净作用。
高铬渣是一种微粒状细粉，它产生于提钒过程，其中含有贵重铬等元素也因含有水溶性六价铬而具有毒性，对环境有害的元素，处理困难，其成分见下表。
重铬渣成分（%）
  Cr2O3   MnO   P   V2O5   SiO2   TFe   K2O   Na2O
  20-36   0.1-2.0   0.020-0.10   5.0-1.20   8-14   3-5   0.12-0.20   3.0-4.0
我国对铬渣的处置问题进行了大量研究，开发了多种处理技术，如干法还原、湿法还原，铬渣综合利用制砖、钙镁磷肥、铸石、水泥添加剂、玻璃着色剂等等，取得了一定的成效。但是，这些铬渣处理技术均存在一定的局限性，有的解毒不彻底，存在二次污染；有的铬渣用量少，处置周期长，进度缓慢。目前国内普遍采用露天堆放和填埋处理，个别厂将铬渣直接进入冶金烧结混匀料进行烧结解毒。总之，因多种原因导致铬渣处理困难。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法，以解决铬渣污染环境的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法，包括以下几个步骤：
（1）将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为10:1到20:1之间；
（2）从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；
（3）向钢包内的钢水吹入惰性气体搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在还原成金属铬；
作为一种优选，所述惰性气体优选为氩气；
特别地，所述还原气氛为钢包内钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，即刚中氧含量最终到达10ppm一下。
本发明的有益效果为：由于本发明将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，投入到处于从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间的钢包内，向钢包内吹入氩气，并在钢包内处于还原气氛中，促使高铬渣中的六价铬发生化学反应，还原六价铬为金属铬融入钢水之中，形成高碳含铬钢。
附图说明
图1本发明具体实施方式1提供的一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，如图1所示，LF钢包精炼炉是用于对来自转炉钢进行加热升温、成分调整、脱硫、脱氧、去夹杂、均匀钢水成分和温度，以满足对钢水的质量要求；钢包底吹氩是为实现钢水搅拌使钢水温度和化学成分均匀，有效脱除钢水中的气体及非金属夹杂物，提高钢液质量。在LF精炼过程中，实行全程吹氩，不同阶段采用不同的吹氩强度，在加热时采用弱吹氩，使钢液发生轻微蠕动；在加料、测温取样时，采用强吹氩。
本发明中所发生的还原反应的原理为，钢中[C]及渣中（溶解）C(S)等脱氧元素对精炼顶渣中的Cr2O3进行还原，还原出的Cr作为有益元素进入钢液，主要反应为：
（Cr2O3）+3C（S）=2Cr+3CO  ΔGθ=787740-558.97T J/mol
（Cr2O3）+3[C]=2Cr+3CO  ΔGθ=719970-462.19T J/mol
以上反应为吸热反映，LF的不断加热和还原性气氛有利于反映的持续进行。
本方法充分利用了钢包中的还原气氛和高温条件，其中，还原气氛是指钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，刚中氧含量最终到达10ppm一下，高温条件是指在1400℃至2000℃的高温下，在这种气氛和温度条件下，可以有效地将高铬渣中的六价铬还原成金属铬，使大约90%的铬被还原，进入钢水中。
具体实施例1：
一种高铬渣中铬在炼钢LF工序的回收方法，包括以下几个步骤：
（1）将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为10:1，此步骤为对原料进行配比，保证还原效果；
（2）从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；
（3）向钢包内的钢水吹入惰性气体搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在钢水中还原成金属铬；
作为一种优选，所述惰性气体为氩气；
特别地，所述还原气氛为在钢包内钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，刚中氧含量最终到达10ppm；
具体实施例2：
（1）将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为15:1，此步骤为对原料进行配比，保证还原的质量；
（2）从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；
（3）向钢包内的钢水吹入惰性气体搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在钢水中还原成金属铬；
作为一种优选，所述惰性气体为氩气；
特别地，所述还原气氛为在钢包内钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，刚中氧含量最终到达7ppm；
具体实施例3：
（1）将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为20:1，此步骤为对原料进行配比，保证还原的质量；
（2）从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；
（3）向钢包内的钢水吹入惰性气体搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在钢水中还原成金属铬；
作为一种优选，所述惰性气体为氩气；
特别地，所述还原气氛为在钢包内钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，刚中氧含量最终到达5ppm。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种高铬渣中铬在炼钢-LF工序的回收方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)将干燥的高铬渣和碳粉组成混合物，其中高铬渣和碳粉的比例为10:1到20:1之间；所述高铬渣中Cr2O3的含量为20％-36％；
(2)从转炉炼钢出钢到钢包到达LF站期间，将干燥的混合物加入钢包中；
(3)向钢包内的钢水吹入氩气搅拌并在LF加热，在高温还原气氛中，将重铬渣中的六价铬在钢水中还原成金属铬，金属铬融入钢水之中，形成高碳含铬钢；所述还原气氛为在钢包内钢水的氧势低至Cr6+可以还原的条件，即钢中氧含量最终到达10ppm以下。
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