CN108883984A - 使钙从炼钢渣中溶出的方法以及从炼钢渣中回收钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供能够使更大量的钙从炼钢渣向含有二氧化碳的水溶液中溶出的、使钙从炼钢渣中溶出的方法。本发明依次进行以下工序:对炼钢渣中包含的钙化合物实施水合处理的工序;以及使实施了所述水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。另外,本发明一边将炼钢渣粉碎或一边将炼钢渣的表面磨碎,一边使含有二氧化碳的水溶液与炼钢渣接触。利用这些方法,能够容易地使更大量的钙从炼钢渣向含有二氧化碳的水溶液中溶出。
Description
技术领域
本发明涉及使钙从炼钢渣中溶出的方法、以及从炼钢渣中回收钙的方法。
背景技术
炼钢工序中产生的炼钢渣(转炉渣、预处理渣、二次精炼渣及电炉渣等)使用于包括水泥材料、道路用路基材料、土木用材料及肥料的广泛的用途中(参照非专利文献1~3)。另外,在上述用途中未使用的一部分的炼钢渣被填埋处置。
已知在炼钢渣中包含磷(P)、钙(Ca)、铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)等元素。这些元素之中,炼钢渣中包含最多的元素是在炼钢工序中大量使用的钙。通常,炼钢渣的总质量中的20质量%~50质量%左右为钙。
在炼钢渣中,钙以在炼钢工序中投入的生石灰(CaO)的形态原样残留或以在凝固中析出的游离石灰的形态存在、以游离石灰与空气中的水蒸气或者二氧化碳反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)2)或碳酸钙(CaCO3)的形态存在、或者游离石灰在凝固中与硅或铝等反应生成的硅酸钙(Ca2SiO4或Ca3SiO5等)或氧化钙铁铝(Ca2(Al1-XFeX)2O5)等形态存在(以下,也将炼钢渣中存在的包含上述钙的化合物总称为“钙化合物”)。
碳酸钙及氧化钙为炼铁工序中的制生铁工序及炼钢工序中的主要的渣形成材料,作为该渣的碱度及粘度的调整剂、以及从钢水中脱磷的脱磷剂等来使用。另外,对氧化钙加水得到的氢氧化钙在排水工序中作为对酸等的中和剂来使用。因此,若将上述炼钢渣内包含的钙化合物回收并在炼铁工序中再利用,则期待能够削减炼铁的成本。
另外预计,今后,用于将炼钢渣用作道路用路基材料、土木用材料或者水泥材料等的土木工程的数量减少,或能够对炼钢渣进行填埋处置的土地减少。从该观点来看,也期待将炼钢渣中包含的钙化合物回收并再利用或者使被填埋处置的炼钢渣的体积减少。
炼钢渣内的钙例如可以溶出到盐酸、硝酸或者硫酸等酸性水溶液中从而回收。但是,该方法中生成的钙与上述酸的盐难以再利用。例如,对于使炼钢渣内的钙溶出到盐酸中生成的氯化钙,若加热而形成氧化物则能够再利用,但存在上述加热中产生的有害的氯气的处理成本高的问题。另外,若要使炼钢渣内的钙溶出到酸性水溶液中从而回收,则还存在酸的购入及溶出处理后的酸的废弃的成本高的问题。
另一方面,若使钙从炼钢渣中溶出到含有二氧化碳的水溶液(以下,简称为“CO2水溶液”)中并回收,则期待能够解决由于使用酸带来的上述问题(参照专利文献1~3)。
在专利文献1中记载有向使转炉渣中的钙溶出得到的水溶液吹入二氧化碳,并回收所沉淀的碳酸钙的方法。此时,为了抑制生成对水的溶解性较高的碳酸氢钙,将pH的下限值维持在10左右。在专利文献1中未记载将pH维持在10以上的具体方法,但可认为通过调整二氧化碳的吹入量来将pH维持在10以上。
在专利文献2中记载有以下方法:将破碎的炼钢渣分离为铁凝聚相及磷凝聚相,使磷凝聚相中的钙化合物溶解于溶解有二氧化碳的洗涤水中,之后,将洗涤水加热至50~60℃左右,使洗涤水中的碳酸氢钙作为碳酸钙而沉淀并回收。
在专利文献3中记载有分多次使钙化合物从炼钢渣中溶出并回收的方法。在该方法中记载有,通过在吹入了二氧化碳的水中多次浸渍炼钢渣(预处理渣),从而优先地溶出2CaO·SiO2相及固溶于该相的磷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭55-100220号公报
专利文献2:日本特开2010-270378号公报
专利文献3:日本特开2013-142046号公报
非专利文献
非专利文献1:中川雅夫,“鉄鋼スラグの有効利用の状況”,第205·206次西山纪念技术讲座讲演文本,一般社团法人日本铁钢协会,2011年6月,p.25-56
非专利文献2:“環境資材鉄鋼スラグ”,铁钢渣协会,2014年1月
非专利文献3:二冢贵之等,“鉄鋼スラグから人工海水への成分溶出挙動”,铁与钢,Vol.89,No.4,2014年1月,p.382-387
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,从炼钢渣中回收钙带来的好处较多,所以始终存在进一步提高从炼钢渣中回收钙的回收率的期望。
在专利文献1记载的方法中,若吹入较多的二氧化碳则pH值比10低,反之,若减少二氧化碳的吹入量则钙的析出量减少。因此,若要提高钙的回收率,需要精密地调节二氧化碳的吹入量,所以回收工序烦杂,回收成本较高。
在专利文献2记载的方法中,由于使用无机酸,所以即使以碳酸钙的形态析出并回收钙,其中也包含大量的无机酸、以及无机酸与钙的盐,为了将它们分离,需要大量的水及高温的加热。因此,专利文献2中记载的方法的工序烦杂,回收成本较高。此外,若利用含有二氧化碳的洗涤水(含有碳酸氢钙的水溶液)对炼钢渣进行洗涤从而使钙溶解,则溶解有钙的洗涤水由于含有碳酸氢钙,因此呈中性~弱碱性。若要将该洗涤液与通过无机酸浸出的液体混合,由此将通过无机酸浸出的液体中和并使碳酸钙析出,则混合液因无机酸而酸性化,水溶液的钙的溶解量(溶解度)变大。因此,即使碳酸钙析出,在混合液中还残留大量的钙,钙的回收效率变差。
在专利文献3记载的方法中,若要提高钙的回收率,需要进一步增加使钙化合物溶解的工序的次数。因此,回收工序及使已回收的钙化合物合并的工序烦杂,回收成本较高。
这样,在以往的方法中,若要提高钙的回收率,则回收工序烦杂,因此存在回收花费时间,回收成本较高的问题。相对于此,可认为,若能够使钙化合物向CO2水溶液中溶出的溶出量增多,则能够容易地提高钙的回收率。
但是,在专利文献1及专利文献2中,完全没有启示出用于使钙化合物向CO2水溶液中溶出的溶出量增多的方法。另外,在专利文献3记载的方法中可认为,若增加使钙化合物溶解的工序的次数,则钙的总溶出量也可增加,但该方法中,如上所述,存在工序烦杂、回收成本较高的问题。
鉴于上述问题,本发明的目的在于,提供能够使更大量的钙从炼钢渣向CO2水溶液中溶出的、使钙从炼钢渣中溶出的方法、以及回收利用该方法溶出的钙的方法。
解决问题的方案
鉴于上述目的,本发明涉及一种使钙从炼钢渣中溶出的方法,依次包括以下工序:对炼钢渣实施水合处理的工序;以及使实施了所述水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。
另外,本发明涉及一种使钙从炼钢渣中溶出的方法,其中,包括一边将炼钢渣粉碎或者一边将炼钢渣的表面磨碎,一边使含有二氧化碳的水溶液与炼钢渣接触的工序。
另外,本发明涉及一种从炼钢渣中回收钙的方法,其包括:利用上述任意一种方法使钙从炼钢渣中溶出的工序;以及回收所述溶出的钙的工序。
发明效果
根据本发明,提供能够使更大量的钙从炼钢渣向CO2水溶液中溶出的、使钙从炼钢渣中溶出的方法、以及将利用该方法溶出的钙回收的方法。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的使钙溶出的方法的流程图。
图2是上述实施方式中的水合处理的流程图。
图3是上述实施方式的第一变形例中的水合处理的流程图。
图4是上述实施方式的第二变形例的流程图。
图5是本发明的另一实施方式的回收钙的方法的流程图。
图6是上述本发明的另一实施方式中的使CO2水溶液与炼钢渣接触的工序的流程图。
图7是上述本发明的另一实施方式中的回收钙的工序的流程图。
具体实施方式
如上所述,炼钢渣中的钙以游离石灰、氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、硅酸钙(Ca2SiO4、Ca3SiO5)及氧化钙铁铝(Ca2(Al1-XFeX)2O5)等形态存在。
这些形态之中,游离石灰虽然易于溶解于CO2水溶液中,但通常在炼钢渣中仅包含小于10质量%左右。相对于此,硅酸钙通常在炼钢渣中包含25质量%~70质量%左右,氧化钙铁铝通常在炼钢渣中包含2质量%~30质量%左右。因此认为,若使上述游离石灰以外的钙化合物(硅酸钙及氧化钙铁铝等)中包含的钙更易于向CO2水溶液中溶出,则能够使从炼钢渣向CO2水溶液中溶出的钙的溶出量增多,也能够以更短的时间从炼钢渣中回收钙。
但是,硅酸钙及氧化钙铁铝等通常向CO2水溶液中溶解的溶解速度较慢。
另外,钙在CO2水溶液中的溶解度高,但硅、铝及铁等在CO2水溶液中的溶解度低。因此,在硅酸钙及氧化钙铁铝溶解于CO2水溶液时,虽然钙溶出,但硅、铝及铁等有时成为氢氧化物、碳酸化物或者水合物残留于炼钢渣的表面。另外,在CO2水溶液中的溶解度较低的硅、铝及铁等有时会在一次溶出后在炼钢渣的表面析出。此外,炼钢渣中的氧化铁或氧化钙铁铝等中包含的铁或锰等的溶解度也较低。因此,在上述氧化铁或氧化钙铁铝等在CO2水溶液中少量地溶出时,铁或锰等有时在炼钢渣的表面析出。残留或者析出在炼钢渣的表面的这些物质阻碍CO2水溶液与炼钢渣的表面的接触,因此可认为钙的溶出速度比理想状态更慢。
相对于此,本发明者们想到,通过对炼钢渣预先实施水合处理,或者一边进行炼钢渣的粉碎或者炼钢渣的表面的磨碎,一边使CO2水溶液与炼钢渣接触,从而使钙化合物更易于溶解于CO2水溶液中,从而完成了本发明。
以下,对本发明的使钙溶出的方法及回收钙的方法的更具体的例子进行说明。
1.使钙从炼钢渣中溶出的方法
图1是本发明的一实施方式的使钙从炼钢渣中溶出的方法的流程图。如图1所示,本实施方式的使钙从炼钢渣中溶出的方法包括:对炼钢渣实施水合处理的工序(工序S110:以下,也称为“第一工序”)、以及使实施了所述水合处理的炼钢渣与CO2水溶液接触的工序(工序S120-1:以下,也称为“第二工序”)。
[第一工序:炼钢渣的水合处理]
在本工序中,对炼钢渣实施水合处理(工序S110)。
对于炼钢渣的种类,只要是炼钢工序中排出的渣即可,不特别地进行限定。作为炼钢渣的例子,包括:转炉渣、预处理渣、二次精炼渣及电炉渣。
对于炼钢渣,虽然可以直接使用在炼钢工序中排出的炼钢渣,但是也可以使用在排出后经破碎的炼钢渣。在使用经破碎的炼钢渣时,优选经破碎的渣的颗粒(以下,简称为“渣颗粒”。此外,在简称为“炼钢渣”时,表示经破碎的渣颗粒及未经破碎的渣这两者)的最大粒径为1000μm以下。若上述最大粒径为1000μm以下,则每单位体积的表面积较大,且水或者CO2水溶液能够充分地渗透至炼钢渣的内部,因此在本工序中能够对大量的钙化合物进行水合,另外,在后述的第二工序中能够使更大量的钙溶出。能够利用公知的破碎机将炼钢渣破碎至上述范围。另外,从上述观点来看,优选渣颗粒的最大粒径为500μm以下,更优选为250μm以下,进一步优选为100μm以下。例如能够通过利用包含锤式粉碎机、滚压机及球磨机等的粉碎机,将经破碎的渣颗粒进一步粉碎,来使渣颗粒的最大粒径变小至上述范围。
从防止铁向本工序及第二工序中使用的水中不必要的溶出的观点来看,也可以在水合处理前从炼钢渣中除去金属铁。能够利用公知的磁选机将金属铁从炼钢渣中除去。从提高金属铁的除去效率的观点来看,优选在将炼钢渣破碎后除去金属铁,更优选在将炼钢渣粉碎后除去金属铁。
另外,上述炼钢渣也可以是过滤残渣,该过滤残渣是将炼钢渣装入到装有水的容器中,并进行游离石灰与氢氧化钙的浸出、以及钙化合物表层的钙的浸出之后,进行过滤得到的。通过使用过滤残渣,能够使用以一定程度溶出钙后的渣,因此能够减轻后述的第二工序的负担。此时同时得到的、浸出了钙的过滤水是pH为11以上的高碱性的水溶液(以下,简称为“高碱浸出水”)。如后述那样,高碱浸出水能够使用于回收钙时的包含钙的固体成分的析出(第四工序)中。另外,高碱浸出水可以如对酸排水的中和剂等那样有效利用于需要碱性水溶液的用途中。另外,在使用过滤残渣通过后述的含水静置来实施水合处理的情况下,还具有不需要水的混揉的优点。
对于水合处理,只要利用能够使炼钢渣中包含的钙化合物、优选为游离石灰以外的任意的钙化合物、更优选为硅酸钙或者氧化钙铁铝水合的方法及条件来进行即可。
如表示本实施方式中的水合处理(工序S110)的具体例的流程图即图2所示,在水合处理的具体例中包含:将炼钢渣浸渍于水中的处理(工序S112:以下,简称为“向水中的浸渍”);在渣颗粒中添加水并混揉成糊状,然后静置的处理(工序S113:以下,简称为“含水静置”);以及将炼钢渣静置于具有相对湿度为70%以上的水蒸气量的容器中的处理(工序S114:以下,简称为“湿润静置”)等。根据这些方法,能够使炼钢渣与水充分地接触。此外,在通过上述湿润静置来实施水合处理的情况下,从通过毛细凝聚现象使水蒸气充分地凝聚于渣颗粒之间来使水可靠地附着于渣颗粒上的观点来看,优选相对湿度为70%以上。
对于水合处理(工序S110),可以仅实施上述向水中的浸渍(工序S112)、含水静置(工序S113)及湿润静置(工序S114)等中的一种,也可以按任意的顺序进行这些中的两种以上。
如图2所示,水合处理(工序S110)包括:选择利用哪种处理方法进行水合处理的工序(工序S111);以及利用从在上述向水中的浸渍(工序S112)、含水静置(工序S113)及湿润静置(工序S114)等中选择的一种或多种方法实施水合处理的工序。此外,在上述选择的工序(工序S111)中,也可以选择后述的变形第一工序(工序S112-1)。
若对炼钢渣实施这些水合处理,则例如通过以下的(式1)所示的反应,由硅酸钙生成硅酸钙水合物和氢氧化钙(Ca(OH)2),或通过以下的(式2)所示的反应,由氧化钙铁铝生成氧化钙系的水合物(以下,也将可通过水合处理生成的包含钙的化合物总称为“Ca水合物”)。
2(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2 (式1)
2CaO·1/2(Al2O3·Fe2O3)+10H2O→1/2(4CaO·Al2O3·19H2O)+HFeO2 (式2)
(式(2)表示氧化钙铁铝(Ca2(Al1-XFeX)2O5)中X=1/2的情况的例子。)
通过上述反应等生成的Ca水合物易于溶解于CO2水溶液中。因此,通过实施水合处理,使来源于在炼钢渣中包含的硅酸钙及氧化钙铁铝等的钙更容易溶出。
此外,通过水合处理生成的化合物的体积的合计通常比反应前的化合物的体积的合计大。另外,在水合处理中,炼钢渣中的游离石灰的一部分向处理用的水中溶出。因此,若实施水合处理,则在渣颗粒的内部产生裂纹,渣颗粒易于以该裂纹为起点崩解。如上述那样渣颗粒崩解后,渣颗粒的粒径变小,每单位体积的表面积变大,且水或者CO2水溶液能够充分地渗透至炼钢渣的内部,因此在本工序中能够将大量的钙化合物水合,另外,在后述的第二工序中能够使更大量的钙溶出。因此,仅通过上述例示的水合处理,也能够使钙的溶出量充分地增多。
在通过向水中的浸渍(工序S112)或者含水静置(工序S113)实施水合处理时,优选水合处理中使用的水中包含未离子化的游离碳酸及离子化的碳酸氢根离子(HCO3 -)等的二氧化碳的含量小于300mg/l。若上述二氧化碳的含量小于300mg/l,则游离石灰、氢氧化钙以外的钙化合物难以溶出到水合处理中使用的水中,所以能够使炼钢渣中包含的钙的大部分在第二工序中溶出到CO2水溶液中,钙的回收工序不容易变得烦杂。另外,若水的二氧化碳含量多,则从游离石灰或氢氧化钙等溶出的钙与二氧化碳反应而生成的碳酸钙析出并覆盖渣颗粒的表面,水合反应变得难以进行,但若二氧化碳的含量小于300mg/l,则不容易产生由上述碳酸钙的析出引起的对水合反应的妨碍。此外,工业用水中的上述二氧化碳的含量通常小于300mg/l。因此,对于通过上述向水中的浸渍(工序S112)或者含水静置(工序S113)进行的水合处理中使用的水,优选是未有意地添加或者含有二氧化碳的工业用水。
在通过向水中的浸渍(工序S112)或者含水静置(工序S113)实施水合处理时,水合处理中使用的水的温度为水不会剧烈蒸发的温度即可。例如在以大致为大气压的条件对炼钢渣实施水合处理时,优选水的温度为100℃以下。但是,在使用高压釜等以更高的压力进行水合处理时,只要是进行水合处理时的压力下的水的沸点以下,则上述水的温度也可以为100℃以上。具体而言,对于在通过向水中的浸渍(工序S112)实施水合处理时的水的温度,优选为0℃以上且为80℃以下,进一步优选为30℃以上且为80℃以下。在使用高压釜等以更高的压力进行水合处理时,不特别地设定温度的上限,但从装置的耐压性及经济方面考虑,优选为300℃以下。另外,对于通过含水静置(工序S113)实施水合处理时的水的温度,优选为0℃以上且为70℃以下。
在通过湿润静置(工序S114)对炼钢渣实施水合处理时,可以向大气、氮(N2)、氧(O2)、氩(Ar)、氦(He)等气体中导入水蒸气来提高相对湿度,也可以使用仅由水蒸气构成的气体。可以任意地设定容器内的相对湿度及温度,例如,在大致为大气压的条件下,向上述气体中导入水蒸气时,只要将气体的温度设为0℃以上且为100℃以下,优选为10℃以上且为100℃以下,且将相对湿度设为70%以上即可。此时,也可以对气体进行搅拌,使得钙化合物能够更均匀地水合。
此外,在使用仅由水蒸气构成的气体,通过湿润静置(工序S114)对炼钢渣实施水合处理时,优选对水蒸气进行加热,将水蒸气压设为大气压以上。通过将水蒸气压设为大气压以上,易于将水蒸气填充于容器内,例如不需要为了将水蒸气导入至容器内而预先对容器内进行减压,因此设备成本及管理成本不会变高,而能够更容易且廉价地进行水合处理。对于已将上述水蒸气压设为大气压以上的水蒸气的温度,例如可以设为100℃以上。与高压釜同样地,不特别地设定温度的上限,但从装置的耐压性及经济方面考虑,优选为300℃以下。
对于进行水合处理(工序S110)的持续时间,可以根据渣的平均粒径及进行水合处理的温度(包含水或者水蒸气的空气的温度)等来任意地设定。渣的平均粒径越小,进行水合处理的持续时间越短即可,而水合处理的温度越高,进行水合处理的持续时间越短即可。
例如,在对渣颗粒的最大粒径为1000μm以下的炼钢渣以常温实施通过向水中的浸渍(工序S112)进行的水合处理时,可以将水合处理的持续时间设为连续的8小时左右,优选设为3小时以上且30小时以下。在通过向40℃以上且70℃以下的水中的浸渍来实施上述水合处理时,优选将水合处理的持续时间设为连续的0.6小时以上且8小时以下。
另外,在对渣颗粒的最大粒径为1000μm以下的炼钢渣以常温实施通过含水静置(工序S113)进行的水合处理时,可以将水合处理的持续时间设为连续的7小时左右,优选设为3小时以上且30小时以下。在40℃以上且60℃以下通过含水静置来实施上述水合处理时,优选将水合处理的持续时间设为连续的0.5小时以上且8小时以下。
另外,在对渣颗粒的最大粒径为1000μm以下的炼钢渣以常温实施通过相对湿度为90%的环境下的湿润静置(工序S114)进行的水合处理时,可以将水合处理的持续时间设为连续的10小时左右,优选为1小时以上且40小时以下。在使用100℃以上的仅由水蒸气构成的气体来实施上述水合处理时,优选将水合处理的持续时间设为连续的0.2小时以上且5小时以下。
也可以预先求得用于充分地提高钙的回收率的(例如,回收率达到极限的)、炼钢渣的平均粒径及水合处理的条件(温度及持续时间等),从下一次起参照上述平均粒径及水合处理的条件。
另外,优选水合处理进行至硅酸钙充分地成为水合物与氢氧化钙的程度,和/或进行至氧化钙铁铝充分地成为氧化钙系的水合物的程度。例如,优选水合处理实施至炼钢渣中包含的硅酸钙的量变为50质量%以下为止,或实施至氧化钙铁铝的量变为20质量%以下为止。
[第二工序:炼钢渣与CO2水溶液的接触]
在本工序中,将炼钢渣浸渍于CO2水溶液中,来使炼钢渣中的钙溶出到水溶液中(工序S120-1)。
在本工序中,既可以使炼钢渣浸渍于预先溶解有二氧化碳的水中,也可以在将炼钢渣浸渍于水中之后使二氧化碳溶解于水中。此外,在将炼钢渣浸渍于CO2水溶液中的期间,从提高反应性的观点来看,优选对它们进行搅拌。
例如,能够通过包含二氧化碳的气体的鼓泡(吹入)来使二氧化碳溶解于水。从提高从钙炼钢渣中溶出的溶出性的观点来看,优选在CO2水溶液中溶解有30mg/l以上的未离子化的二氧化碳(游离碳酸)。此外,一般的自来水中可能包含的游离碳酸的量为3mg/l以上且为20mg/l以下。
所述包含二氧化碳的气体既可以是纯净的二氧化碳气体,也可以是包含二氧化碳以外的成分(例如,氧或氮)的气体。作为所述包含二氧化碳的气体的例子,包括:燃烧后的废气、以及、二氧化碳、空气及水蒸气的混合气体。从提高CO2水溶液中的二氧化碳浓度以提高钙化合物(硅酸钙等)从炼钢渣向CO2水溶液中溶出的溶出性的观点来看,优选所述包含二氧化碳的气体以高浓度(例如,90%)包含二氧化碳。
此外,在钙溶出时,钙与二氧化碳反应生成水溶性的碳酸氢钙,所以伴随钙的溶解,CO2水溶液中的二氧化碳减少。因此,优选在将炼钢渣浸渍于CO2水溶液之后也继续向CO2水溶液中供给二氧化碳。
从使炼钢渣中的钙充分地溶出的观点来看,优选CO2水溶液中的渣的量为1g/l以上且为100g/l以下,进一步优选为2g/l以上且为40g/l以下。另外,从使炼钢渣中的钙充分地溶出的观点来看,优选浸渍进行3分钟以上,更优选进行5分钟以上。
[效果]
根据本实施方式,能够使炼钢渣中包含的钙化合物、优选为硅酸钙及氧化钙铁铝进行水合,从而形成更易于溶出到CO2水溶液中的Ca水合物,因此能够以更短的时间使更大量的钙溶出到CO2水溶液中。另外,本实施方式由于可以容易地进行,所以实施时的成本的负担少。
1-1.第一变形例
图3是上述实施方式的第一变形例中的水合处理(工序S110)的流程图。如图3所示,在本变形例的使钙从炼钢渣中溶出的方法中,通过向水中的浸渍来实施水合处理(工序S110),此时,同时将浸渍的炼钢渣破碎或粉碎,或者将炼钢渣的表面磨碎(以下,简称为“破碎等”)(工序S112-1:以下,也称为“变形第一工序”)。此外,在本变形例中,第二工序能够以与上述的实施方式相同的方式进行,因此省略说明。
[变形第一工序:通过一边进行破碎等一边进行向水中的浸渍来实施的水合处理]
对于上述的水合处理的反应,是通过钙化合物与水在炼钢渣的表面附近或者内部接触而产生的。此处,虽然向炼钢渣的内部也渗透一定程度的水,但在表面附近与水的接触量较多。因此,在炼钢渣的表面附近更易于生成Ca水合物。另外,炼钢渣中包含的成分溶解于水合处理中使用的水中后,与溶解于上述的CO2水溶液中时同样地,硅、铝、铁及锰或者它们的氢氧化物、碳酸化物及水合物等有时残留或者析出在炼钢渣的表面。若这些残留或者析出的物质妨碍水向炼钢渣的内部的渗透,则在炼钢渣的内部难以生成Ca水合物。
相对于此,在水合处理中,通过将浸渍于水中的炼钢渣破碎等来增大渣颗粒的表面积,水与渣颗粒的接触面积变得更大。另外,通过将浸渍于水中的炼钢渣破碎等来连续地形成上述物质尚未残留或者析出的新的表面,水从该连续地形成的表面渗透至炼钢渣的内部,因此在炼钢渣的内部也更易于生成Ca水合物。另外,通过将炼钢渣的表面磨碎来除去上述残留或者析出的物质,水与渣颗粒的接触面积变得更大,且水易于渗透至炼钢渣的内部。
具体而言,能够通过使炼钢渣浸渍于水中,同时使用能够以湿式使用的公知的破碎机来将浸渍的炼钢渣破碎。另外,能够使投入有渣颗粒、水及粉碎球的球磨机旋转来将渣颗粒在水中粉碎,同时实施水合处理。
根据本工序,能够以比包含所述第一工序的实施方式更短的时间,容易地使与包含所述第一工序的实施方式相同程度或者其以上的钙溶出。例如,在最大粒径为1000μm以下的炼钢渣的情况下,优选将本工序的持续时间设为连续的0.1小时以上且5小时以下,更优选设为0.2小时以上且3小时以下。
另外,优选本工序进行至渣颗粒的最大粒径变为1000μm以下、优选变为500μm以下、更优选变为250μm以下、进一步优选变为100μm以下为止。通过这样做,能够与本工序同时进行上述的炼钢渣的破碎或者渣颗粒的粉碎,因此能够在不使工序烦杂的情况下进行本工序。
[效果]
根据第一变形例,能够以更短的时间使更大量的钙溶出到CO2水溶液中。另外,本实施方式例如能够与炼钢渣的破碎或者渣颗粒的粉碎同时进行等,能够在不使工序烦杂的情况下进行,因此实施时的成本的负担少。
1-2.第二变形例
图4是本发明的另一实施方式的使钙从炼钢渣中溶出的方法(以下,也称为“第二变形例”)的流程图。如图4所示,本变形例的使钙从炼钢渣中溶出的方法包括:选择是否对炼钢渣实施水合处理的工序(工序S100);任意地对炼钢渣实施水合处理的工序(工序S110);以及一边对炼钢渣进行破碎等一边使CO2水溶液与炼钢渣接触的工序(工序S120-2:以下,也称为“变形第二工序”)。在工序S100中选择了实施水合处理时,在对所述炼钢渣实施水合处理的工序(工序110)之后,进行变形第二工序(工序S120-2)。在工序S100中选择了不实施水合处理时,不进行所述第一工序或者所述变形第一工序而仅进行变形第二工序(工序S120-2)。此外,在本变形例中,实施水合处理的工序(工序S110)可以是所述第一工序及所述变形第一工序中的任意一个。第一工序及变形第一工序能够以与上述的实施方式相同的方式进行,因此省略说明。
[变形第二工序:炼钢渣的水合处理]
对于钙从炼钢渣中的溶出,是通过钙化合物或者Ca水合物与CO2水溶液在炼钢渣的表面附近或者内部接触而产生的。此处,与上述的炼钢渣与水的接触同样地,向炼钢渣的内部也渗透一定程度的CO2水溶液,但在表面附近与CO2水溶液的接触量较多。因此,钙更易于从炼钢渣的表面附近溶出。另外,炼钢渣中包含的成分溶解于CO2水溶液中后,如上所述,硅、铝、铁及锰或者它们的氢氧化物、碳酸化物及水合物等有时残留或者析出在炼钢渣的表面。若这些残留或者析出的物质妨碍CO2水溶液向炼钢渣的内部的渗透,则钙难以从炼钢渣的内部溶出。
相对于此,在使炼钢渣与CO2水溶液接触时,通过将与CO2水溶液接触的炼钢渣破碎等,能够增大渣颗粒的表面积,从而进一步增大CO2水溶液与渣颗粒的接触面积。另外,通过将与CO2水溶液接触的炼钢渣破碎等来连续地形成上述物质尚未残留或者析出的新的表面,CO2水溶液从该连续地形成的表面渗透至炼钢渣的内部,因此从炼钢渣的内部也易于溶出钙。另外,通过将炼钢渣的表面磨碎来除去上述残留或者析出的物质,CO2水溶液与渣颗粒的接触面积变得更大,且水易于渗透至炼钢渣的内部。
本工序中将炼钢渣破碎等的方法可以设为与所述变形第一工序中将炼钢渣破碎等的方法同样的方法。具体而言,能够通过使炼钢渣浸渍于CO2水溶液中,同时使用能够以湿式来使用的公知的破碎机来将浸渍的炼钢渣破碎。另外,能够通过使投入有渣颗粒、CO2水溶液及粉碎球的球磨机旋转来将渣颗粒在CO2水溶液中粉碎,同时将渣颗粒破碎等。
另外,从使钙的溶出量进一步增多的观点来看,优选本工序进行至渣颗粒的最大粒径变为1000μm以下、优选变为500μm以下、更优选变为250μm以下、进一步优选变为100μm以下为止。
[效果]
根据第二变形例,能够以更短的时间使更大量的钙溶出到CO2水溶液中。另外,本变形例能够容易进行,因此实施时的成本的负担少。
2.从炼钢渣中回收钙的方法
图5是本发明的另一实施方式的从炼钢渣中回收钙的方法的流程图。如图5所示,本实施方式的从炼钢渣中回收钙的方法包括:利用上述的任意一种方法使钙从炼钢渣中溶出的工序;以及将溶出的钙回收的工序。具体而言,本实施方式的从炼钢渣中回收钙的方法包括:选择是否对炼钢渣实施水合处理的工序(工序S100);任意地对炼钢渣实施水合处理的工序(工序S110);使CO2水溶液与炼钢渣接触的工序(工序S120);以及将溶出到CO2水溶液中的钙回收的工序(工序S130)。此外,在本实施方式中,工序S100及工序S110能够利用上述的任意一种方法来进行,因此省略说明。
图6是本实施方式中的使CO2水溶液与炼钢渣接触的工序(工序S120)的流程图。如图6所示,CO2水溶液与炼钢渣的接触(工序S120)包括:选择是否在与CO2水溶液的接触过程中将炼钢渣破碎等的工序(工序S121);以及利用在未进行破碎等而进行接触的所述第二工序(工序S120-1)、或者一边进行破碎等一边进行接触的所述变形第二工序(工序S120-2)中选择出的方法,使CO2水溶液与炼钢渣接触的工序。此外,在本实施方式中,工序S120-1及工序S120-2能够利用上述的方法进行,因此省略说明。
图7是本实施方式中的将溶出到CO2水溶液中的钙回收的工序(工序S130)的例示性的流程图。如图7所示,回收钙的工序(工序S130)例如可以包括以下工序来进行:将炼钢渣与CO2水溶液分离的工序(工序S131:以下,也称为“第三工序”);使钙析出的工序(工序S132:以下,也称为“第四工序”);以及将析出的固体成分回收的工序(工序S133:以下,也称为“第五工序”)等。
[第三工序:炼钢渣与CO2水溶液的分离]
在本工序中,将溶解有钙的CO2水溶液(上层清液)与炼钢渣分离(工序S131)。能够通过公知的方法进行分离。作为分离方法的例子,包括:过滤、以及将CO2水溶液静置来使炼钢渣沉淀的方法。在使渣沉淀时,可以进一步仅回收上层清液,只要在后面的工序中析出的固体成分不与炼钢渣混一起,也可以在包含上层清液及沉淀的炼钢渣的二成分体系中,仅对上层清液进行此后的工序。
[第四工序:包含钙的固体成分的析出]
能够以公知的方法使溶出到CO2水溶液中的钙作为包含钙的固体成分析出(工序S132)。使溶出到CO2水溶液中的钙作为固体成分析出的方法的例子包括:从CO2水溶液中除去二氧化碳的方法以及提高CO2水溶液的pH值的方法。
(二氧化碳的除去)
例如,可以从第三工序(工序S131)中与炼钢渣分离后的CO2水溶液中除去二氧化碳,使第二工序(工序S120)中溶出到CO2水溶液中的钙析出。作为此时析出的钙化合物的例子,包括:碳酸钙、碳酸钙水合物、及氢氧化钙。
不特别地限定从CO2水溶液中除去二氧化碳的方法。作为除去二氧化碳的方法的例子,包括:(1)气体的导入、(2)减压、以及(3)加热。
(1)气体的导入
通过将具有比CO2水溶液中的二氧化碳的平衡压力更低的二氧化碳分压的气体导入至溶解有钙的CO2水溶液中,从而能够将溶解的二氧化碳与所导入的气体置换、或者使二氧化碳扩散(转移)至所导入的气体的气泡中,以从CO2水溶液中除去二氧化碳。导入的气体可以是与水反应的气体(氯气、二氧化硫等),但从抑制因通过导入至CO2水溶液中生成的离子与溶出到水中的钙形成盐引起的、钙的析出量的减少的观点来看,优选为与水的反应性低的气体。导入至CO2水溶液中的气体既可以是无机系气体,也可以是有机系气体。这些气体之中,更优选为无机系气体,这是由于即使漏出到外部,燃烧或爆炸的可能性也较小。作为与水的反应性低的无机系气体的例子,包括:空气、氮气、氧气、氢气、氩气及氦气以及它们的混合气体。在混合气体中,包括以大概4:1的比例包含氮气和氧气的、实施本工序的环境中的空气。作为与水的反应性低的有机系气体的例子,包括:甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷及氟代烃。
(2)减压
在1气压(约100kPa)左右及其以下的压力环境下,若施加于CO2水溶液的压力变低,则二氧化碳的溶解度减少。因此,通过将CO2水溶液置于减压环境下,能够从CO2水溶液中除去二氧化碳。例如,能够通过将CO2水溶液装入密闭容器并利用泵等将容器内的空气排出(脱气)以使容器内成为减压环境,来除去二氧化碳。从使二氧化碳的除去量进一步增多的观点来看,除了减压以外,也可以同时进行对CO2水溶液施加超声波、或者CO2水溶液的搅拌。
(3)加热
在1气压(约100kPa)左右及其以下的压力环境下,若CO2水溶液的温度变高,则二氧化碳的溶解度减少。因此,通过对CO2水溶液进行加热,能够从CO2水溶液中除去二氧化碳。此时,从降低加热成本的观点来看,优选加热至水的蒸气压不超过环境压力的范围内的温度。例如,在环境压力为1气压时,优选加热温度小于100℃。若对CO2水溶液进行加热,则不仅可除去二氧化碳,而且钙化合物(碳酸钙)的溶解度也会降低,所以钙更易析出。
从进一步增加二氧化碳的除去量的观点来看,也可以将上述(1)~(3)加以组合来进行。此外,对于这些组合,只要考虑气体或热量的供给体制、产地、工厂内副产气体的利用等来选择最佳的组合即可。
例如,通过一边将气体导入至CO2水溶液中,一边进行气体的导入量以上的量的排气以形成减压环境,从而可得到由气体的导入带来的二氧化碳的除去效果和搅拌效果、以及由CO2水溶液的减压带来的二氧化碳的除去效果,能够高效地除去二氧化碳。此时,通过进一步加热,来进一步促进二氧化碳的除去效果。另外,此时,通过向CO2水溶液中导入气体的效果和CO2水溶液的减压的累加效果,能够容易地除去二氧化碳,所以不需要提高加热温度,能够削减加热成本。
(pH值的上升)
另外,通过提高与炼钢渣分离后的CO2水溶液的pH值,能够使包含钙的固体成分在CO2水溶液中析出。提高pH值后,CO2水溶液中的氢离子(H+)量减少,所以在下述的平衡式(式3)中,平衡向碳酸氢根离子(HCO3 -)分解为氢离子(H+)和碳酸根离子(CO3 2-)的方向移动。在本工序中,可以认为,这样增加的碳酸根离子与钙离子结合而成为难溶性的碳酸钙(CaCO3),从而使钙析出。
钙开始析出后,在CO2水溶液中产生由碳酸钙引起的白浊。对于CO2水溶液的pH值,提高至能够通过目视确认该白浊的程度即可。从使钙更充分地析出以进一步提高钙的回收率的观点来看,对于在第三工序(工序S131)中与炼钢渣分离后的CO2水溶液的pH值,优选将pH值提高0.2以上,更优选提高0.3以上,进一步优选提高1.0以上,再进一步优选提高1.5以上,更进一步优选提高2.0以上。
此时,优选一边测定CO2水溶液的pH值一边进行。能够通过公知的玻璃电极法测定CO2水溶液的pH值。
在本工序中,不仅包含钙还包含磷等其他元素的固体成分析出,但根据本发明者的见解,使pH值开始上升后立即析出的固体成分(以下,也称为“初期析出物”)中,包含磷的化合物(以下,简称为“磷化合物”)的含量比较高,之后析出的固体成分(以下,也称为“后期析出物”)中,磷的含量比较低。因此,通过在使pH值上升的中途进行后述的回收的工序(工序S133)以回收初期析出物,能够将磷的比率较高的固体成分与磷的比率较低的固体成分分离并回收。
从炼钢渣中回收的磷化合物能够作为磷资源再利用。由此,若将磷化合物的含量多的固体成分回收,则易于进行磷的再利用。另外,从炼钢渣中回收的钙化合物能够作为炼铁原料再利用,但是若该炼铁原料包含磷化合物,则铁较脆。由此,在作为炼铁原料再利用的固体成分中,最好磷化合物的含量较少。因此,若从包含磷及钙的CO2水溶液中分别地得到磷化合物的含量较多的固体成分、和磷化合物的含量较少的固体成分,则所回收的固体成分的精炼变得容易或者不需要进行精炼,且能够进一步提高使用回收的固体成分的产品的品质。
此时,在CO2水溶液的pH值提高1.0之前磷的大部分析出。因此,从进一步提高初期析出物中的磷的含量比,且进一步提高后期析出物中的钙的含量比的观点来看,优选初期析出物在pH值提高1.0以前回收,更优选在上升0.6以前回收,进一步优选在上升0.4以前回收。
例如能够通过向CO2水溶液投入碱性物质来提高CO2水溶液的pH值。作为能够向CO2水溶液中投入的碱性物质的例子,包括:氢氧化钙、氨及氢氧化钠。在投入氢氧化钙、氨或者氢氧化钠时,可以在所述CO2水溶液中添加使这些物质溶解于水而得到的溶液。氢氧化钙、氨及氢氧化钠既可以是市场销售的,也可以是包含在废液等其他的液体中的。在投入废液中的氢氧化钙时,例如,可以在CO2水溶液中添加使碳化钙(calcium carbide)与水反应来制造乙炔时产生的废液。另外,在投入氢氧化钙时,也可以将使炼钢渣浸渍于水中而准备好的渣浸出水或者在第一工序或变形第一工序中用于水合处理的水,投入到所述CO2水溶液中。对于渣浸出水,既可以将准备回收钙的炼钢渣在水合处理(工序S110)之前浸渍于水中而得到,也可以将其他的炼钢渣浸渍于水中而得到。
提高CO2水溶液的pH值后,CO2水溶液中包含的铁、锰及磷等也作为所述固体成分析出。因此,对于通过本实施方式的方法回收钙之后的CO2水溶液,能够简化或者不需要排水处理,以抑制排水处理的成本。
从进一步提高钙的回收率的观点来看,也可以将二氧化碳的除去与pH值的上升加以组合来进行。
[第五工序:固体成分的回收]
在本工序中,将在第四工序中析出的固体成分回收(工序S133)。能够通过包括减压过滤及加压过滤在内的公知的方法来回收所析出的固体成分。该固体成分中包含来源于炼钢渣的钙。
以下,参照实施例,对本发明进行更具体的说明。此外,这些实施例不将本发明的范围限定于以下所记载的具体方法。
[实施例]
[实验1]
在实验1中示出以下例子:对炼钢渣实施水合处理,之后,使其与含有二氧化碳的水溶液接触,使钙从炼钢渣中溶出。
准备了具有表1中记载的成分比率的炼钢渣。此外,通过ICP发光分光分析法及化学分析法测定了炼钢渣的成分。使用锤式粉碎机对渣进行了粉碎,使得最大粒径为200μm。另外,使用激光衍射·散乱式粒径分布测定装置、以及筛眼大小为200μm的筛子,对经粉碎的渣的最大粒径进行了确认。
[表1]
表1:渣的成分比率
1-1.水合处理
利用以下的任意一种方法对上述经粉碎的炼钢渣实施了水合处理。
1-1-1.向水中的浸渍
在相对于炼钢渣的质量为50质量%的量的水中加入上述炼钢渣,搅拌之后静置了表2所示的时间。静置过程中,使炼钢渣成为在水中沉淀的状态。将静置中的水温调整为25℃或者50℃。
1-1-2.含水静置
将相对于炼钢渣的质量为27%的水添加于上述炼钢渣中,以变成糊状的方式进行混揉,使炼钢渣整体含水。将上述糊状的含水炼钢渣装入到容器中,为了不干燥而盖上盖子,静置了表2所示的时间。将静置中的糊的温度调整为25℃。
1-1-3.湿润静置
在填充有温度为25℃、相对湿度为95%的大气且利用横式的搅拌机对内部的气体成分进行搅拌的腔室内,将炼钢渣静置了表2所示的时间。将静置中的腔室内的压力设为大气压(约1气压(约0.1MPa))。
1-2.与含有二氧化碳的水溶液的接触
使上述水合处理后的炼钢渣在容器内悬浮于50l的水中。此外,在形成有炼钢渣的颗粒彼此以低强度结合而成的粒径较大的块时,利用辊来捣碎,直至上述块消失为止,之后使其浸渍于上述水中。在悬浮有该炼钢渣的水中,在常温(20~30℃)下一边吹入将流量设为8l/min的二氧化碳,一边使用叶轮进行了搅拌。
60分钟后,将上述水溶液分离,利用ICP分光分析法及化学分析法测定了溶出到上述水溶液中的钙的量(kg/50l)。将测定出的钙的量除以如下值,即,所浸渍的炼钢渣的质量乘以所述炼钢渣中的Ca的成分比而获得的值,从而测定了上述处理的钙的溶出率(%)(实施例1~实施例15)。
为了比较,对未实施上述水合处理的炼钢渣也进行相同的处理,利用相同的方法,测定了溶出的钙的量及钙的溶出率(比较例1及比较例2)。
在表2中示出:对所浸渍的炼钢渣实施的水合处理的种类、温度及时间、所浸渍的炼钢渣的量、与含有二氧化碳的水溶液接触的方法(Ca溶出法)、以及钙溶出量(kg/50l)及钙溶出率(%)。
[表2]
表2:水合处理的条件以及钙的溶出量及溶出率
在使实施了水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触时,与使未实施水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触时相比,钙的溶出量及溶出率增加。另外,在将通过向水中的浸渍进行的水合处理中使用的水的温度设为50℃时,能够以更短的时间使钙溶出。
[实验2]
在实验2中示出以下例子:一边将炼钢渣粉碎,一边使其与含有二氧化碳的水溶液接触,使钙从炼钢渣中溶出。
2-1.水合处理
对在实验1中准备出的、以最大粒径变为200μm的方式粉碎后的炼钢渣,以与实验1相同的步骤,通过向水中的浸渍、含水静置或者湿润静置中的任意一个方式实施了水合处理。此外,水合处理进行了表3所示的时间。此外,对于上述准备出的炼钢渣的一部分未实施上述水合处理。
2-2.与含有二氧化碳的水溶液的接触
将上述水合处理后的炼钢渣及未实施上述水合处理的炼钢渣中的任意一个、100l的水、以及表观体积为20l的量的粉碎球,投入至球磨机的容器内,在常温(20~30℃)下一边向容器内吹入将流量设为15l/min的二氧化碳,一边以100m/min的圆周速度使容器旋转。粉碎球的球径为10mm。
30分钟后,将上述水溶液分离,利用ICP分光分析法测定了溶出到上述水溶液中的钙的量(kg/100l)。将测定出的钙的量除以如下值,即,所浸渍的炼钢渣的质量乘以所述炼钢渣中的Ca的成分比而获得的值,从而测定了上述处理的钙的溶出率(%)(实施例21~27)。
为了比较,使未实施上述水合处理的炼钢渣在容器内浸渍于100l的水中,在常温(20~30℃)下一边吹入流量为15l/min的二氧化碳,一边使用叶轮以不使炼钢渣悬浮液破碎等的方式搅拌了30分钟(比较例21)。之后,利用相同的方法测定了溶出的钙的量及钙的溶出率。
在表3中示出:对所浸渍的炼钢渣进行的水合处理的种类、温度及时间、所浸渍的炼钢渣的量、与含有二氧化碳的水溶液接触的方法(Ca溶出法)、以及钙溶出量(kg/100l)及钙溶出率(%)。
[表3]
表3:水合处理的条件、钙的溶出法以及钙的溶出量及溶出率
一边将炼钢渣粉碎一边使其与含有二氧化碳的水溶液接触时,与简单地一边进行搅拌一边使其与含有二氧化碳的水溶液接触时相比,钙的溶出量及溶出率增加。此时,与含有二氧化碳的水溶液接触的时间短于实验1,但钙的溶出量及溶出率高于实验1。特别是在一边将实施了水合处理的炼钢渣粉碎一边使其与含有二氧化碳的水溶液接触时,钙的溶出量及溶出率进一步增加。此外,即使不对炼钢渣实施水合处理,钙的溶出率也高于实验1。
[实验3]
在实验3中示出以下例子:在一边将炼钢渣粉碎一边实施水合处理之后,使其与含有二氧化碳的水溶液接触,使钙从炼钢渣中溶出。
3-1.水合处理
将在实验1中准备出的、以最大粒径变为200μm的方式粉碎后的炼钢渣、2.5l的水、以及表观体积为1.0l的量的粉碎球,投入至球磨机的容器内,在常温(20~30℃)下,以180m/min的圆周速度使容器旋转而实施了水合处理。粉碎球的球径为10mm。
3-2.与含有二氧化碳的水溶液的接触
利用以下的任意一种方法,使实施了上述水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触。
3-2-1.进行搅拌时的接触
将去除了粉碎球的上述水合处理后的炼钢渣转移至别的容器中,以水量变为50l的方式投入了水。之后,在常温(20~30℃)下,一边吹入将流量设为7l/min的二氧化碳,一边使用叶轮对炼钢渣悬浮液进行了搅拌。
3-2-2.进一步进行粉碎时的接触
将去除了粉碎球的上述水合处理后的炼钢渣转移至别的球磨机中,以水量变为50l的方式投入了水。并且,将表观体积为10l的量的粉碎球投入至球磨机的容器内,在常温(20~30℃)下,一边向容器内吹入将流量设为7l/min的二氧化碳,一边以100m/min的圆周速度使容器旋转。粉碎球的球径为10mm。
30分钟后,将上述水溶液分离,利用ICP分光分析法及化学分析法测定了溶出到上述水溶液中的钙的量(kg/50l)。将测定出的钙的量除以如下值,即,所浸渍的炼钢渣的质量乘以所述炼钢渣中的Ca的成分比而获得的值,从而测定了上述处理的钙的溶出率(%)(实施例31~33)。
为了比较,使未实施上述水合处理的炼钢渣在容器内浸渍于50l的水中,在常温(20~30℃)下一边吹入流量为7l/min的二氧化碳,一边使用叶轮对炼钢渣悬浮液搅拌了30分钟。之后,利用相同的方法,测定了溶出的钙的量及钙的溶出率(比较例31)。
在表4中示出:对所浸渍的炼钢渣进行的水合处理的种类、温度及时间、所浸渍的炼钢渣的量、与含有二氧化碳的水溶液接触的方法(Ca溶出法)、以及钙溶出量(kg/50l)及钙溶出率(%)。
[表4]
表4:水合处理的条件、钙的溶出法以及钙的溶出量及溶出率
在使一边进行粉碎一边实施了水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触时,与使未实施水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触时相比,钙的溶出量及溶出率增加。此时,与含有二氧化碳的水溶液接触的时间短于实验1及实验2,但钙的溶出量及溶出率与实验1及实验2为相同程度,或者更高。
本申请是主张基于在2016年3月24日提出的日本专利申请特愿2016-060493号的优先权的申请,将该申请的权利要求书、说明书及附图中记载的内容引用到本申请中。
工业实用性
本发明的使钙溶出的方法能够容易地提高炼钢渣中的钙向含有二氧化碳的水溶液中溶出的溶出量,能够容易地提高从炼钢渣中回收钙的回收率,因此作为炼铁中的钙资源的回收方法是有用的。
Claims (10)
1.一种使钙从炼钢渣中溶出的方法,依次包括以下工序:
对炼钢渣实施水合处理的工序;以及
使实施了所述水合处理的炼钢渣与含有二氧化碳的水溶液接触的工序。
2.如权利要求1所述的方法,其中,
所述水合处理是将所述炼钢渣浸渍于水中的处理。
3.如权利要求2所述的方法,其中,
在实施所述水合处理的工序中,将浸渍于水中的所述炼钢渣破碎或粉碎,或者将浸渍于水中的所述炼钢渣的表面磨碎。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中,
在所述水合处理中使用的所述水的二氧化碳的含量小于300mg/l。
5.如权利要求1所述的方法,其中,
所述水合处理是在经破碎或粉碎的所述炼钢渣中添加水并混揉成糊状,然后静置的处理。
6.如权利要求1所述的方法,其中,
所述水合处理是将炼钢渣静置于存在相对湿度为70%以上的水蒸气的容器中的处理。
7.如权利要求1~6中任意一项所述的方法,其中,
在所述接触的工序中,将与所述含有二氧化碳的水溶液接触的所述炼钢渣破碎或者粉碎,或者将与所述含有二氧化碳的水溶液接触的所述炼钢渣的表面磨碎。
8.一种使钙从炼钢渣中溶出的方法,其中,
包括一边将炼钢渣粉碎或者一边将炼钢渣的表面磨碎,一边使含有二氧化碳的水溶液与炼钢渣接触的工序。
9.如权利要求8所述的方法,其中,
所述炼钢渣是实施了水合处理的炼钢渣。
10.一种从炼钢渣中回收钙的方法,其包括:
利用权利要求1~9中任意一项所述的方法,使钙从炼钢渣中溶出的工序;以及
回收所述溶出的钙的工序。
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