CN105197975A - 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法 - Google Patents

一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105197975A
CN105197975A CN201510643312.9A CN201510643312A CN105197975A CN 105197975 A CN105197975 A CN 105197975A CN 201510643312 A CN201510643312 A CN 201510643312A CN 105197975 A CN105197975 A CN 105197975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium carbonate
furnace slag
light calcium
bessemer furnace
mixed gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510643312.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马国军
张翔
童志博
李奇男
蔡洵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201510643312.9A priority Critical patent/CN105197975A/zh
Publication of CN105197975A publication Critical patent/CN105197975A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。其技术方案是：将转炉钢渣粉碎至粒径<150μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~50）L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。然后在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述微波场的微波功率为100~1000W，微波频率为2.45GHz。本发明实现了对转炉钢渣的综合利用和浸出剂氯化铵溶液的循环利用；本发明具有成本低、节约资源和环境友好的特点，其制品的纯度和附加值高。

Description

一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法
技术领域
本发明属于轻质碳酸钙技术领域。尤其涉及一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。
背景技术
随着我国钢铁产量的不断增长，转炉钢渣作为钢铁冶炼过程中的必然产物，其每年的排放量逐渐增加。目前，对于转炉钢渣的处理主要是用于钢铁冶炼中的循环再利用、火法及湿法提取转炉钢渣中有价金属元素、筑路材料、建筑材料和农业肥料，或将其长期堆积。
将转炉钢渣应用于钢铁冶炼中的循环再利用时，转炉钢渣中的磷会逐渐富集到铁中，从而导致钢铁品质的下降；提取转炉钢渣中有价金属元素时，火法处理存在工艺复杂、伴随废气或废物产生、所需温度高和能耗高的缺点，湿法提取所使用的传统水浴加热法存在加热不均匀、热转化效率低、浸出时间长和浸出率低、杂质离子含量高的弊病；转炉钢渣中所富含的自由CaO和自由MgO会使得其被用作筑路材料和建筑材料时体积不稳定，导致后期强度差、产生裂纹或隆起；此外，将转炉钢渣用于农业肥料或长期堆放时，转炉钢渣中的氟和重金属会有被雨水浸出污染环境的危险，因而对转炉钢渣的合理化处理和利用成为亟须解决的问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产周期短、浸出率高、工艺简单、环境友好和成本低廉的利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，用该方法制备的轻质碳酸钙纯度高和附加值高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：
步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径<150μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~50）L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。
步骤二、在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
所述转炉钢渣的化学成分及其含量是：CaO为20~50wt%；SiO2为5~15wt%；Al2O3为1~5wt%；Fe2O3为15~45wt%；MgO为6~15wt%；MnO为1~5wt%，P为0.1~1wt%。
所述微波场的微波功率为100~1000W，微波频率为2.45GHz。
所述混合气体为CO2和N2的混合气体，CO2和N2体积比为1︰（0.1~5.5）。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
本发明以转炉钢渣为原料，采用微波辅助提取技术，所需温度低，能够显著缩短浸出时间。本发明不仅生产周期短，且能明显提高转炉钢渣中钙离子的浸出率（高达95%）。还能选择性地提取钙，所制备的轻质碳酸钙粒度均匀，纯度高达98%。
本发明能实现对CO2的固定，降低大气中CO2的含量，从而对减轻温室效应产生积极效果，同时通过对转炉钢渣的有效回收利用，降低了转炉钢渣因堆放所造成的资源浪费和水土污染，因而对环境友好。
本发明还能实现浸出剂NH4Cl溶液的循环利用，避免了资源的浪费，并且降低了成本，提高轻质碳酸钙产品的附加值。以转炉钢渣中主要物相Ca2SiO4为例，其化学反应为：
4NH4Cl(a)+Ca2SiO4(s)→2CaCl2(a)+SiO2(s)↓+4NH3(a)+2H2O(l)（1）
NH4Cl(a)+CaO(s)→CaCl2(a)+2NH3(a)+H2O(l)（2）
4NH3(a)+2CO2(a)+2CaCl2(a)+4H2O(l)→2CaCO3(s)↓+4NH4Cl(a)（3）
本发明所制备的轻质碳酸钙颗粒形状规则，均为类正立方体，粒径均小于5μm。
因此，本发明实现了对转炉钢渣的综合利用，能对大气中的CO2进行固定，转炉钢渣中钙的转化率高，能实现浸出剂氯化铵溶液的循环利用；本发明具有生产周期短、浸出率高、工艺简单、节约资源、环境友好和成本低廉的特点，所制备的轻质碳酸钙纯度和附加值高，为橡胶、塑料和油漆行业的优选化工原料。
附图说明
图1本发明制备的一种轻质碳酸钙的扫描电镜图片。
具体实施方式
具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式所述的转炉钢渣的化学成分及其含量统一描述如下，实施例中不再赘述：所述转炉钢渣的化学成分及其含量是：CaO为20~50wt%；SiO2为5~15wt%；Al2O3为1~5wt%；Fe2O3为15~45wt%；MgO为6~15wt%；MnO为1~5wt%，P为0.1~1wt%。
实施例1
一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径<74μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（30~50）L将所述颗粒与浓度为2~3mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为200~500rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出35~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。
步骤二、在搅拌速率为100~250rpm和水浴温度为35~75℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
所述微波场的微波功率为100~500W，微波频率为2.45GHz。
所述混合气体为CO2和N2的混合气体，CO2和N2体积比为1︰（2.5~5.5）。
实施例2
一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径为50~100μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（20~40）L将所述颗粒与浓度为0.5~2.5mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~300rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出25~50min，过滤，得到含钙离子浸出液。
步骤二、在搅拌速率为350~600rpm和水浴温度为15~50℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
所述微波场的微波功率为500~1000W，微波频率为2.45GHz。
所述混合气体为CO2和N2的混合气体，CO2和N2体积比为1︰（1.5~3.5）。
实施例3
一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。所述方法的具体步骤是：
步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径为74~150μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~25）L将所述颗粒与浓度为2.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为400~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~30min，过滤，得到含钙离子浸出液。
步骤二、在搅拌速率为200~400rpm和水浴温度为45~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
所述微波场的微波功率为350~750W，微波频率为2.45GHz。
所述混合气体为CO2和N2的混合气体，CO2和N2体积比为1︰（0.1~2.1）。
本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：
本具体实施方式以转炉钢渣为原料，采用微波辅助提取技术，所需温度低，能够显著缩短浸出时间。本具体实施方式不仅生产周期短，且能明显提高转炉钢渣中钙离子的浸出率（高达95%）。还能选择性地提取钙，所制备的轻质碳酸钙粒度均匀，纯度高达98%。
本具体实施方式能实现对CO2的固定，降低大气中CO2的含量，从而对减轻温室效应产生积极效果，同时通过对转炉钢渣的有效回收利用，降低了转炉钢渣因堆放所造成的资源浪费和水土污染，因而对环境友好。
本具体实施方式还能实现浸出剂NH4Cl溶液的循环利用，避免了资源的浪费，并且降低了成本，提高轻质碳酸钙产品的附加值。以转炉钢渣中主要物相Ca2SiO4为例，其化学反应为：
4NH4Cl(a)+Ca2SiO4(s)→2CaCl2(a)+SiO2(s)↓+4NH3(a)+2H2O(l)（1）
NH4Cl(a)+CaO(s)→CaCl2(a)+2NH3(a)+H2O(l)（2）
4NH3(a)+2CO2(a)+2CaCl2(a)+4H2O(l)→2CaCO3(s)↓+4NH4Cl(a)（3）
本具体实施方式所制备的轻质碳酸钙如图1所示，图1为实施例1所制备的一种轻质碳酸钙的扫描电镜图，从图1可看出，所制备的轻质碳酸钙的颗粒形状规则，均为类正立方体，粒径均小于5μm。
因此，本具体实施方式实现了对转炉钢渣的综合利用，能对大气中的CO2进行固定，转炉钢渣中钙的转化率高，能实现浸出剂氯化铵溶液的循环利用；具有生产周期短、浸出率高、工艺简单、节约资源、环境友好和成本低廉的特点，所制备的轻质碳酸钙纯度和附加值高，为橡胶、塑料和油漆行业的优选化工原料。

Claims (4)

1.一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述方法的具体步骤是：
步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径<150μm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~50）L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合，于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液；
步骤二、在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
2.如权利要求1所述利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述转炉钢渣的化学成分及其含量是：CaO为20~50wt%；SiO2为5~15wt%；Al2O3为1~5wt%；Fe2O3为15~45wt%；MgO为6~15wt%；MnO为1~5wt%，P为0.1~1wt%。
3.如权利要求1所述利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述微波场的微波功率为100~1000W，微波频率为2.45GHz。
4.如权利要求1所述利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述混合气体为CO2和N2的混合气体，CO2和N2体积比为1︰（0.1~5.5）。
CN201510643312.9A 2015-10-08 2015-10-08 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法 Pending CN105197975A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510643312.9A CN105197975A (zh) 2015-10-08 2015-10-08 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510643312.9A CN105197975A (zh) 2015-10-08 2015-10-08 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105197975A true CN105197975A (zh) 2015-12-30

Family

ID=54946011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510643312.9A Pending CN105197975A (zh) 2015-10-08 2015-10-08 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105197975A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838896A (zh) * 2016-06-17 2016-08-10 武汉科技大学 一种基于铵浸电炉渣残渣为原料的硅铝铁合金及其制备方法
CN107311111A (zh) * 2017-05-04 2017-11-03 武汉科技大学 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法
CN108840362A (zh) * 2018-09-30 2018-11-20 长江师范学院 一种利用钢渣制备轻质碳酸钙的方法
CN109226203A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 湖南机电职业技术学院 一种机械制造废弃粉料处理系统及处理方法
CN109505003A (zh) * 2019-01-08 2019-03-22 东北大学 不锈钢渣湿法微波浸出制备硫酸钙晶须的方法
CN110577232A (zh) * 2019-10-24 2019-12-17 长江师范学院 一种纳米碳酸钙的制备方法
CN110589866A (zh) * 2019-10-24 2019-12-20 长江师范学院 一种利用钢渣制备超细粉体球霰石的方法
CN110950338A (zh) * 2019-12-25 2020-04-03 江西理工大学 转炉钢渣-炼钢废水闭路循环捕集转炉烟气中二氧化碳联产npcc的方法
CN116462217A (zh) * 2023-01-18 2023-07-21 国家能源集团科学技术研究院有限公司 一种利用钢渣制备碳酸钙的方法
CN117105253A (zh) * 2023-07-13 2023-11-24 郑州中科新兴产业技术研究院 富含游离CaO冶金渣湿法碳化制备高附加值碳酸钙的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922563B1 (ko) * 2002-09-24 2009-10-21 재단법인 포항산업과학연구원 재강슬래그와 이산화탄소를 이용한 탄산칼슘 제조방법
CN101891229A (zh) * 2010-07-19 2010-11-24 重庆大学 一种利用电石渣制备高纯超细碳酸钙的方法
CN101920983A (zh) * 2010-08-06 2010-12-22 东北大学 一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法
CN104310452A (zh) * 2014-09-30 2015-01-28 武汉科技大学 一种利用lf精炼废渣制备轻质碳酸钙的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922563B1 (ko) * 2002-09-24 2009-10-21 재단법인 포항산업과학연구원 재강슬래그와 이산화탄소를 이용한 탄산칼슘 제조방법
CN101891229A (zh) * 2010-07-19 2010-11-24 重庆大学 一种利用电石渣制备高纯超细碳酸钙的方法
CN101920983A (zh) * 2010-08-06 2010-12-22 东北大学 一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法
CN104310452A (zh) * 2014-09-30 2015-01-28 武汉科技大学 一种利用lf精炼废渣制备轻质碳酸钙的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张翔: "微波强化铵盐浸出炼钢废渣的机理研究", 《中国学位论文全文数据库》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838896A (zh) * 2016-06-17 2016-08-10 武汉科技大学 一种基于铵浸电炉渣残渣为原料的硅铝铁合金及其制备方法
CN107311111A (zh) * 2017-05-04 2017-11-03 武汉科技大学 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法
CN108840362A (zh) * 2018-09-30 2018-11-20 长江师范学院 一种利用钢渣制备轻质碳酸钙的方法
CN109226203A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 湖南机电职业技术学院 一种机械制造废弃粉料处理系统及处理方法
CN109505003A (zh) * 2019-01-08 2019-03-22 东北大学 不锈钢渣湿法微波浸出制备硫酸钙晶须的方法
CN110589866A (zh) * 2019-10-24 2019-12-20 长江师范学院 一种利用钢渣制备超细粉体球霰石的方法
CN110577232A (zh) * 2019-10-24 2019-12-17 长江师范学院 一种纳米碳酸钙的制备方法
CN110589866B (zh) * 2019-10-24 2022-03-25 长江师范学院 一种利用钢渣制备超细粉体球霰石的方法
CN110577232B (zh) * 2019-10-24 2022-07-12 长江师范学院 一种纳米碳酸钙的制备方法
CN110950338A (zh) * 2019-12-25 2020-04-03 江西理工大学 转炉钢渣-炼钢废水闭路循环捕集转炉烟气中二氧化碳联产npcc的方法
CN110950338B (zh) * 2019-12-25 2023-05-16 江西理工大学 转炉钢渣-炼钢废水闭路循环捕集转炉烟气中二氧化碳联产npcc的方法
CN116462217A (zh) * 2023-01-18 2023-07-21 国家能源集团科学技术研究院有限公司 一种利用钢渣制备碳酸钙的方法
CN117105253A (zh) * 2023-07-13 2023-11-24 郑州中科新兴产业技术研究院 富含游离CaO冶金渣湿法碳化制备高附加值碳酸钙的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105197975A (zh) 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法
CN103290215B (zh) 强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法
CN102965721B (zh) 一种低成本制备硫酸钙晶须的方法
CN104478255A (zh) 一种含有氧化镁脱硫废液的硫氧镁水泥及其制备方法
CN104529196A (zh) 一种电解锰渣提氨改质的方法
CN102701221B (zh) 一种煤矸石制备纳米白炭黑的方法
CN103910344A (zh) 六方氮化硼的制备方法
CN101920983A (zh) 一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法
CN104120267A (zh) 高温酸浸从钛白废酸和拜尔法赤泥中提取高纯氧化钪的方法
CN105084395A (zh) 一种钾长石生产可溶性钾的方法
CN104291539A (zh) 一种利用co2与废酸联合处理拜耳法赤泥脱碱的方法
CN103911521B (zh) 一种从除磷底流渣中回收钒的方法
CN103949217B (zh) 四氧化三铁碳泡沫复合物的制备方法和碳泡沫的制备方法
CN104310452A (zh) 一种利用lf精炼废渣制备轻质碳酸钙的方法
CN102732727B (zh) 从高钒钠铝硅渣中提取钒的方法
CN104593867A (zh) 一种以磷尾矿为原料制备原位改性纳米氢氧化镁晶须的方法
CN104451201A (zh) 一种石煤钒矿的两级熟化提钒方法
CN106011493A (zh) 一种低品位钒渣的焙烧方法
CN102701219B (zh) 高压微波消解石英石尾砂及制备纳米非晶氧化硅的方法
CN104229892A (zh) 一种高效提取与分离回收提钒尾渣中铬和硅的方法
CN101913571B (zh) 利用低品位磷矿石生产过磷酸钙的工艺方法
CN102653403A (zh) 一种回收电石渣制备电石的工艺方法
CN105039729A (zh) 一种从稀土光学玻璃废渣中回收稀土氧化物的方法
CN104787791B (zh) 一种利用煤矸石制备精煤副产氟硅酸铵及偏铝酸钠产品的方法
CN107779590A (zh) 一种提取钼铼的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151230

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication