CN110951929B - 一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种钢渣还原活化剂以及还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法，其中，钢渣还原活化剂包括：石灰石10‑90％、含碳粉末1‑50％。本申请使用石灰石和含碳物质的复配应用，使得氧化铁的还原反应可以在较低温度实现，并且可以解决钢渣的易磨性的问题，提高了钢渣的活性，提高了钢渣中的铁收率，提高钢渣中磁选粉收率。

Description

一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法
技术领域
本发明涉及冶金渣综合利用领域，具体涉及一种改善钢渣中氧化铁性质的方法，特别涉及一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法。
背景技术
现有的高活性钢渣生产方法主要有如下几类：
一是在钢渣的液态高温时加入调质材料进行改性，利用钢渣的余热使之生成更多的活性矿物，以此提高钢渣的活性；
二是钢渣的一次处理方法创新，如水淬、热焖、干法粒化等，通过急冷，使钢渣活性提高；
三是加入化学激发剂类的材料，如添加早强作用的氯化物、硫酸盐等，加工生产活性较高的复合掺和料。
这些方法都存在一定的缺陷：目前许多专利方法是在液态钢渣中加入调质材料进行改性、以此提高钢渣的活性，但是这些专利方法实际是不能应用于实际的生产，如CN102503193A“一种热态保温处理钢渣制备类水泥熟料的工艺方法”，利用钢渣的余热对钢渣改性，实际上由于常温料的加入，温度不能达到活性矿物反应的温度要求，所以无法生成活性矿物；
又如CN102492792A公开的一种熔融钢渣调质改性处理方法，通过加入石灰石和高炉炼铁矿渣作为调质剂加入渣包中，提高钢渣水硬活性，降低钢渣中的氧化铁的含量；然而其并没有办法得到高活性的钢渣。
又如CN106636498A公开的一种资源化粉煤灰的方法，通过调节熔融转炉渣的碱度，然后对改质的熔融转炉渣进行旋转粒化得到炉渣颗粒和铁珠颗粒，进而回收炉渣与金属铁，对炉渣进行水淬处理后得到玻璃化率高的非晶态炉渣可以作为水泥的生产原料。
也正因为如此，这些专利方法虽然从原理上来说是可行的，但是基本没有一个是能够落地实施的；其次，钢渣的一次处理采用热焖、干法粒化等使钢渣活性提高，但是同时会带来易磨性、可磁选料减少等方面的问题，比如风淬渣，金属铁氧化后形成了难磨矿物，致使后续粉磨电耗大大增加，使得经济性能严重降低；再次，对加入化学激发剂类生产活性较高复合掺和料的方法，成本较高，不利推广。
同时，干法脱硫(小苏打)技术不断得到发展应用，其副产物脱硫废灰的应用成为行业难题，在一定程度上限制了小苏打脱硫技术的推广应用，脱硫废灰的主要成分是硫酸钠。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提出一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法。
本发明提供一种钢渣还原活化剂，其特征在于：包括石灰石10-90％、含碳粉末1-50％；
本发明使用石灰石和含碳粉末的复配应用，使得氧化铁的还原反应可以在较低温度实现。
优选的，还可以包括：硫酸钠0-10％；本发明中硫酸钠的加入加速了还原速度。
优选地，上述石灰石选自：混凝土搅拌站或石灰窑筛余的废弃石灰石粉；氧化钙含量30-55％。
优选地，上述硫酸钠选自：小苏打脱硫废灰、硫酸钠等；为降低成本，最优采用小苏打脱硫废灰。
优选地，上述含碳粉末为：废焦粉、含碳的高炉除尘灰等，含固定碳10-78％。
本发明还提供一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法，具体地包括如下步骤：
步骤1，将石灰石、小苏打脱硫灰、含碳粉末等材料粉磨到80-200目，过筛待用；
步骤2，利用粘结剂，将步骤1得到的粉料混合，造粒，得到的颗粒料粒径为1-5mm；
步骤3，晾干步骤2中得到的颗粒料晾干或者烘干至水分含量低于2％的钢渣还原活化剂；
步骤4，将步骤3中配制好的钢渣还原活化剂投加到液态钢渣中，投加量为：钢渣还原活化剂占液态钢渣的质量比为5-10％，之后静置2-12h；
步骤5，按照钢渣一次处理工艺，处理步骤4静置之后的钢渣。
优选地，上述石灰石选自：混凝土搅拌站或石灰窑筛余的废弃石灰石粉；
优选地，上述硫酸钠选自：小苏打脱硫灰、硫酸钠等；
优选地，上述碳粉为：废焦粉、含碳的高炉重力除尘灰等；
优选地，所述粘结剂为：如水玻璃、羧甲基纤维素钠、改性淀粉。
本发明的有益效果是：
1)本发明使用石灰石和含碳物质的复配应用，使得氧化铁的还原反应可以在较低温度实现；
2)本发明加入硫酸钠提高了还原速度；
3)成本低廉，解决现有技术中还原剂添加不均匀的问题；
4)解决了钢渣的易磨性的问题，提高了钢渣的活性，提高了钢渣中的铁收率，提高钢渣中磁选粉收率。
附图说明
图1为还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例1
将混凝土搅拌站筛余的石灰石粉80公斤、小苏打脱硫灰13公斤、焦碳仓除尘灰7公斤、羧甲基纤维素钠1公斤混合粉磨至150目，加水6公斤搅拌10分钟，使用压片机压成5mm大小的颗粒，晾干至含水率为2％备用。
将上述还原活化剂约100公斤加入到钢渣空罐中，倒入高温液态钢渣约2吨，利用冲击力实现搅拌目的。留置3小时后，之后对钢渣进行热焖作业，即打水冷却、焖渣。得到高活性钢渣，同时磁选出更多的金属铁。
实施例2
将石灰石63公斤、小苏打脱硫灰6公斤、高炉除尘灰30公斤、羧甲基纤维素钠1公斤混合粉磨至120目，加水6公斤搅拌10分钟，使用成球盘制成5mm大小的颗粒，晾干至含水率2％备用。
将上述还原活化剂约50公斤加入到钢渣空罐中，倒入高温液态钢渣约1吨，再加上述还原活化剂约50公斤，再加入约0.5吨液态钢渣，利用冲击力实现搅拌目的。留置5小时后，按正常程序对钢渣进行热焖等作业。得到高活性钢渣，同时磁选出更多的金属铁。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

Claims (3)

1.一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的钢渣还原活化剂，其特征在于，按照质量百分比，包括：
石灰石10-90％、含碳粉末1-50％，还包括：
硫酸钠0.1-10％，所述石灰石为混凝土搅拌站或者石灰窑筛余的废弃石灰石粉，氧化钙的含量为30-55％，所述硫酸钠为小苏打脱硫废灰，所述含碳粉末为废焦粉或含碳高炉除尘灰中的一种或多种，其中，固定碳的含量为10-78％。
2.一种如权利要求1所述的还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的钢渣还原活化剂的制备方法，其特征在于，包括：
将所述石灰石、硫酸钠、含碳粉末，粉磨到80-200目，并过筛得到混合物；
将粘结剂与所述石灰石混合物混合均匀，造粒，得到粒径为1-5mm的颗粒；
对颗粒进行晾干或者烘干处理，得到含水量低于2％的颗粒，作为钢渣还原活化剂；
将所述钢渣还原活化剂投入液态钢渣中，投加量为：所述钢渣还原活化剂占所述液态钢渣质量比的5-10％，之后静置2-12h；
按照一次处理工艺，处理投入所述钢渣还原活化剂的液态钢渣，得到氧化铁和高活性钢渣；
所述粘结剂为水玻璃、羧甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种；
所述碳粉为废焦粉、含碳高炉重力除尘灰中的一种或多种；
所述硫酸钠为小苏打脱硫灰。
3.根据权利要求2所述的一种还原钢渣中氧化铁和生产高活性钢渣的钢渣还原活化剂的制备方法，其特征在于，所述钢渣还原活化剂占液态钢渣质量比的8％。
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