CN114058789A - 一种再生kr脱硫尾渣及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种再生KR脱硫尾渣及其制备方法和应用，属于冶金固废综合利用技术领域，方法包括：将KR脱硫尾渣进行造块，获得尾渣块；以质量分数计，所述KR脱硫尾渣的成分包括：CaO：50％‑60％、SiO2：2％‑15％、S：2％‑5％；以质量分数计，所述尾渣块的原料包括：KR脱硫尾渣70％‑90％、轻烧镁粉0％‑5％、水5％‑10％；将所述尾渣块进行布料烧结，后进行破碎，获得再生KR脱硫尾渣和烟气；将烟气进行回收利用，获得硫酸；将脱硫渣通过烧结进行再生，产生的气体用于制备硫酸，再生后的脱硫渣可以用于KR脱硫，该发明可减少脱硫剂用量80％‑100％，即减少脱硫剂使用量5‑6kg/t铁。
Description
技术领域
本发明属于冶金固废综合利用技术领域，特别涉及一种再生KR脱硫尾渣及其制备方法和应用。
背景技术
随着低硫钢和超低硫钢需求量的增加，越来越多的钢铁企业开始使用铁水预处理工艺对铁水进行预脱硫处理。KR搅拌法脱硫技术最早由日本发明，20世纪70年代武钢从新日铁引进，由于其脱硫效率高、脱硫剂和耐材耗量少及成本低等优点，为济钢、宝钢、首钢等国内多家钢铁企业普遍采用，因而产生了大量脱硫渣。
KR脱硫渣是铁水在进入转炉前进行KR脱硫处理时产生的废弃物，其中渣铁占30％，尾渣占70％，在脱硫尾渣中，游离氧化钙约为20％～40％。传统处理工艺一般是将热态脱硫渣运往渣间热泼或热焖冷却后，上线磁选，实现尾渣与铁分离。上述工艺的优势在于回收了渣铁，实现了渣铁与渣土分离。然而回收的渣铁由于S含量高，往往难以全量利用；脱硫尾渣由于游离氧化钙含量高，难以资源化利用，长期堆存既造成环境污染又产生运渣成本。由于脱硫渣S组分的含量较高，在作为脱硫剂再利用时会发生“回硫”现象，从而限制了脱硫渣的循环再利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生KR脱硫尾渣及其制备方法和应用，以解决目前脱硫尾渣难以资源化利用，在作为脱硫剂再利用时会发生“回硫”现象的问题。
本发明实施例提供了一种再生KR脱硫尾渣的制备方法，所述方法包括：
将KR脱硫尾渣进行造块，获得尾渣块；以质量分数计，所述KR脱硫尾渣的成分包括：CaO：50％-60％、SiO2：2％-15％、S：2％-5％；以质量分数计，所述尾渣块的原料包括：KR脱硫尾渣70％-90％、轻烧镁粉0％-5％、水5％-10％；
将所述尾渣块进行布料烧结，后进行破碎，获得再生KR脱硫尾渣和烟气；
将烟气进行回收利用，获得硫酸。
可选的，所述尾渣块的粒度为10mm-30mm。
可选的，所述布料烧结中，20mm-30mm尾渣块块料铺底，10mm-20mm尾渣块块料布于料面表层，整个烧结料层的厚度为300mm-400mm。
可选的，所述再生KR脱硫尾渣的粒度＜5mm。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种再生KR脱硫尾渣，所述再生KR脱硫尾渣采用如上所述的再生KR脱硫尾渣的制备方法制备而成。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，所述应用包括将所述再生KR脱硫尾渣应用于铁水脱硫，所述铁水脱硫具体包括：
将所述再生KR脱硫尾渣和铝渣加入铁水，后搅拌，获得脱硫铁水。
可选的，每吨所述铁水加入所述再生KR脱硫尾渣的量为3Kg-6Kg。
可选的，每吨所述铁水加入所述铝渣的量为0.2Kg-1.5Kg；以质量分数计，所述铝渣中，Al2O3含量大于40％。
可选的，所述搅拌的速度为60RPM-80RPM，所述搅拌的时间为10min15min，所述搅拌过程中加入脱硫剂，每吨所述铁水加入所述脱硫剂0Kg-1Kg。
可选的，所述铁水的温度为1300℃-1350℃；以质量分数计，所述铁水中，Si的含量大于0.3％。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的再生KR脱硫尾渣的制备方法，所述方法包括：将KR脱硫尾渣进行造块，获得尾渣块；以质量分数计，所述KR脱硫尾渣的成分包括：CaO：50％-60％、SiO2：2％-15％、S：2％-5％；以质量分数计，所述尾渣块的原料包括：KR脱硫尾渣70％-90％、轻烧镁粉0％-5％、水5％-10％；将所述尾渣块进行布料烧结，后进行破碎，获得再生KR脱硫尾渣和烟气；将烟气进行回收利用，获得硫酸；将脱硫渣通过烧结进行再生，产生的气体用于制备硫酸，再生后的脱硫渣可以用于KR脱硫，该发明可减少脱硫剂用量80％-100％，即减少脱硫剂使用量5-6kg/t铁。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种再生KR脱硫尾渣的制备方法，所述方法包括：
S0.将KR脱硫渣经破碎磁选，获得KR脱硫尾渣；
此时脱硫渣中金属铁已经通过磁选工艺除去，水冷后的尾渣中的主要成分为硅酸三钙C3S、CaO、CaS、以及水冷过程中CaO遇水后的产物Ca(OH)2等。
S1.将KR脱硫尾渣进行造块，获得尾渣块；以质量分数计，所述KR脱硫尾渣的成分包括：CaO：50％-60％、SiO2：2％-15％、S：2％-5％；以质量分数计，所述尾渣块的原料包括：KR脱硫尾渣70％-90％、轻烧镁粉0％-5％、水5％-10％；
作为一种可选的实施方式，尾渣块的粒度为10mm-30mm。
作为一种可选的实施方式，布料烧结中，20mm-30mm尾渣块块料铺底，10mm-20mm尾渣块块料布于料面表层，整个烧结料层的厚度为300mm-400mm。
S2.将所述尾渣块进行布料烧结，后进行破碎，获得再生KR脱硫尾渣和烟气；
作为一种可选的实施方式，再生KR脱硫尾渣的粒度＜5mm。
控制再生KR脱硫尾渣的粒度＜5mm原因是为了保证脱硫渣表面积足够大，烧结过程中与大气充分接触，提高脱硫效率。
S3.将烟气进行回收利用，获得硫酸。
具体而言，烟气进入烟气收集系统，制备硫酸。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，所述应用包括将所述再生KR脱硫尾渣应用于铁水脱硫，所述铁水脱硫具体包括：
将所述再生KR脱硫尾渣和铝渣加入铁水，后搅拌，获得脱硫铁水。
在实际操作时，通过喷枪向铁水喷入再生脱硫渣，加入量为3～6kg/t铁水。
控制再生KR脱硫尾渣的加入量为3～6kg/t铁水的原因是控制循环渣加入量，保证脱硫率的同时避免铁水温降过大。
在实际操作时，通过活动溜槽加入铝渣，加入量为0.2～1.5kg/t铁水，静置5～10分钟；
控制铝渣的加入量为0.2～1.5kg/t铁水的原因是保证脱硫速率的同时避免铁水温降过大。
具体而言，以质量分数计，所述铝渣中，Al2O3含量大于40％。
静置的目的是初步预热再生脱硫渣和铝渣，铝渣与再生脱硫渣中的CaO、C3S结合为低熔点物相，加快传质速度，提高脱硫速率。
在实际操作时，降下搅拌头进行搅拌，搅拌头转速提高至到60～80rpm，加入脱硫剂0～1kg/t铁水，搅拌10～15min，停止搅拌；脱硫结束，完成脱硫渣再生循环利用一次。
本发明中，脱硫渣循环使用工艺条件为：铁水温度1300～1350℃，Si含量大于0.3％。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的再生KR脱硫尾渣及其制备方法和应用进行详细说明。
实施例1
300tKR脱硫处理，KR脱硫结束后，脱硫渣化学成分按质量百分比有：CaO：55％，SiO2：8％，S：3.5％。运至热闷车间进行常规闷渣罐打水热闷，经破碎磁选后，尾渣颗粒小于5mm，将KR脱硫尾渣造块，造块原料配比为：脱硫尾渣85％，轻烧镁粉5％，水10％，混匀后冷压造块，常温堆存养护48h，粒度为20mm。运至烧结厂，烧结料层厚度为300mm。烟气进入制酸系统，用来生产硫酸；再生脱硫渣破碎至5mm以下，再生后渣中S含量为0.28％；通过喷枪向铁水喷入再生脱硫渣，加入量为6kg/t铁水，铁水硫含量为0.35％，通过活动溜槽加入铝渣，加入量为0.2kg/t铁水，静置5分钟。降下搅拌头进行搅拌，搅拌15min,停止搅拌。
实施例2
210tKR脱硫处理，KR脱硫结束后，脱硫渣化学成分按质量百分比有：CaO：53％，SiO2：7％，S：4％。运至热闷车间进行常规闷渣罐打水热闷，经破碎磁选后，尾渣颗粒小于5mm，将KR脱硫尾渣造块，造块原料配比为：脱硫尾渣85％，轻烧镁粉5％，水10％，混匀后冷压造块，常温堆存养护48h，粒度为20mm。运至烧结厂，烧结料层厚度为280mm。烟气进入制酸系统，用来生产硫酸；再生脱硫渣破碎至5mm以下，再生后渣中S含量为0.27％；通过料仓加入脱硫剂1kg/t铁水，通过喷枪向铁水喷入再生脱硫渣，加入量为5kg/t铁水，铁水硫含量为0.34％，通过活动溜槽加入铝渣，加入量为0.3kg/t铁水，静置5分钟。降下搅拌头进行搅拌，搅拌头转速提高至到60～80rpm，加入脱硫剂0～1kg/t铁水，搅拌15min,停止搅拌。
对比例1
300tKR脱硫处理，通过料仓加入脱硫剂6.0kg/t铁水，铁水硫含量为0.35％，降下搅拌头进行搅拌，搅拌15min,停止搅拌。
对比例2
210tKR脱硫处理，通过料仓加入脱硫剂6.5kg/t铁水，铁水硫含量为0.35％，降下搅拌头进行搅拌，搅拌15min,停止搅拌。
试验结果如下表所示。
| 铁水中硫含量 | 外加脱硫剂加入量 | |
| 实施例1 | 0.0025％ | 0kg/t |
| 实施例2 | 0.0020％ | 1kg/t |
| 对比例1 | 0.0025％ | 6.0kg/t |
| 对比例2 | 0.0020％ | 6.5kg/t |
由上表可得，采用本发明提供的方法制得的再生KR脱硫尾渣作为脱硫剂使用，最终铁水中硫含量不高于0.0025％，达到KR工序深脱硫要求，与平均脱硫剂消耗相比，节约脱硫剂使用量5～6kg/t铁水。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的方法分为两个阶段，其中，第一阶段分为以下步骤：将KR脱硫尾渣造块后，运至烧结厂，布料烧结，制备再生脱硫渣；烟气进入烟气收集系统，制备硫酸。第二阶段分为以下步骤：通过喷枪向铁水喷入破碎后的再生脱硫渣，静置；通过活动溜槽加入铝渣；降下搅拌头进行搅拌，加入脱硫剂；停止搅拌，脱硫结束，完成脱硫渣再生循环利用一次。通过该发明，将脱硫渣通过烧结进行再生，产生的气体用于制备硫酸，再生后的脱硫渣可以用于KR脱硫，该发明可减少脱硫剂用量80％～100％，即减少脱硫剂使用量5～6kg/t铁。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种再生KR脱硫尾渣的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将KR脱硫尾渣进行造块，获得尾渣块；以质量分数计，所述KR脱硫尾渣的成分包括：CaO：50％-60％、SiO2：2％-15％、S：2％-5％；以质量分数计，所述尾渣块的原料包括：KR脱硫尾渣70％-90％、轻烧镁粉0％-5％、水5％-10％；
将所述尾渣块进行布料烧结，后进行破碎，获得再生KR脱硫尾渣和烟气；
将烟气进行回收利用，获得硫酸。
2.根据权利要求1所述的再生KR脱硫尾渣的制备方法，其特征在于，所述尾渣块的粒度为10mm-30mm。
3.根据权利要求2所述的再生KR脱硫尾渣的制备方法，其特征在于，所述布料烧结中，20mm-30mm尾渣块块料铺底，10mm-20mm尾渣块块料布于料面表层，整个烧结料层的厚度为300mm-400mm。
4.根据权利要求1所述的再生KR脱硫尾渣的制备方法，其特征在于，所述再生KR脱硫尾渣的粒度＜5mm。
5.一种再生KR脱硫尾渣，其特征在于，所述再生KR脱硫尾渣采用如权利要求1至4中任意一项所述的再生KR脱硫尾渣的制备方法制备而成。
6.一种再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，所述应用包括将所述再生KR脱硫尾渣应用于铁水脱硫，所述铁水脱硫具体包括：
将所述再生KR脱硫尾渣和铝渣加入铁水，后搅拌，获得脱硫铁水。
7.根据权利要求6所述的再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，每吨所述铁水加入所述再生KR脱硫尾渣的量为3Kg-6Kg。
8.根据权利要求6所述的再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，每吨所述铁水加入所述铝渣的量为0.2Kg-1.5Kg；以质量分数计，所述铝渣中，Al2O3含量大于40％。
9.根据权利要求6所述的再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，所述搅拌的速度为60RPM-80RPM，所述搅拌的时间为10min15min，所述搅拌过程中加入脱硫剂，每吨所述铁水加入所述脱硫剂0Kg-1Kg。
10.根据权利要求6所述的再生KR脱硫尾渣的应用，其特征在于，所述铁水的温度为1300℃-1350℃；以质量分数计，所述铁水中，Si的含量大于0.3％。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2021
- 2021-10-18 CN CN202111209717.3A patent/CN114058789A/zh active Pending
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