CN118048490A - 一种不锈钢红渣循环再利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不锈钢红渣循环再利用方法,包括以下步骤:S1.红渣聚集;S2.AOD炉预熔前处理;S3.pH环境控制;S4.AOD炉预熔;S5.产品分类;S6.贵金属精炼;本发明将炼钢过程中产生水淬余渣、连铸中包余渣、钢包余渣等红渣在AOD炉化钢阶段实现循环回收利用,实现红渣的循环利用;将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣,提高了水淬渣产量;利用生物氧化还原反应提炼贵金属,降低了贵金属的损耗,提高了贵金属的回收利用率,提高了经济效益,同时缩短渣包周转周期,提高渣包周转率,实现了绿色环保生产,避免了扬尘和固体废物的产生,减少了环保处理费用。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢冶炼技术领域,具体为一种不锈钢红渣循环再利用方法。
背景技术
在使用AOD炉(氩氧精炼法的精炼炉)、LF炉(钢包精炼炉)、连铸这些方式生产不锈钢时,会产生很多固体红渣,如:AOD炉冶炼不锈钢过程中产生的精炼渣,经过水淬处理,由于碱度不合适或者放置时间长,导致部分钢渣凝固结块无法进行水淬,这部分钢渣需被作为固体废物进行处理;连铸浇铸结束后中包中的余渣;钢包整备时清理出的钢包余渣等。
对于这些固体红渣现有的处理方法是经过渣包装载、冷却、翻倒渣包、球磨、白渣专项处理等一系列工序环节处理,需要大面积的场地存放处、大量渣包、车辆运输、人员进行翻渣作业等配套设施进行处理,经过处理后才能重新利用或者废弃使用。
目前常规的不锈钢红渣处理技术有以下缺点:1、不锈钢红渣经炉渣处理场处理,只能回收大块的钢渣,还有部分细小的贵重金属无法回收,造成合金铬、镍、锰等贵重金属损耗,金属回收利用率低;2、不锈钢红渣温度高,需要使用专用渣包进行转运,且需要经过冷却后方可翻转倒渣,处理周期至少需要24小时,渣包周转率低,对生产节奏造成影响;3、不锈钢红渣转运至炉渣处理场,需要大量的车辆进行转运,运输费用高;4、不锈钢红渣在炉渣处理场处理,需要配置另外的作业人员和设备,处理费用高;5、不锈钢红渣在转运和处理过程中容易发生扬尘,且炉渣处理场处理后的炉渣不能直接使用,需要作为固体废物进行处理,环保处理费用高。
发明内容
针对现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种不锈钢红渣循环再利用方法,本发明将炼钢过程中产生水淬余渣、连铸中包余渣、钢包余渣等红渣在AOD炉化钢阶段实现循环回收利用,实现红渣的循环利用;将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣,提高了水淬渣产量;利用生物氧化还原反应提炼贵金属,降低了贵金属的损耗,提高了贵金属的回收利用率,提高了经济效益,同时缩短渣包周转周期,提高渣包周转率,实现了绿色环保生产,避免了扬尘和固体废物的产生,减少了环保处理费用。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种不锈钢红渣循环再利用方法,包括以下步骤:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-17°~-14°,然后将红渣暂存区中的红渣加入AOD炉内;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入石灰,将红渣的碱度调整至1.2~1.3;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为-6°~0°,顶枪高度为10.4~10.7m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为80~90m3/min,AOD炉内部压力≤11.5pa,全氧吹炼10~20分钟,AOD炉升温至红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质。
优选的,S601中,所述酸浸池中的液体为质量百分比为90~98%的浓硫酸。
优选的,S602中,所述pH的调节范围为6.5-8。
优选的,S603中,所述微生物发酵池中接种的菌种为硫还原菌属。
优选的,S1中,红渣暂存区为半封闭的保温室。
优选的,S2中,AOD炉内温度为1350~1400℃。
优选的,S4中,炉龄为0~20回时,AOD炉的倾角度为0°,顶枪高度为10.4m;
炉龄为21~40回时,AOD炉的倾角度为-2°,顶枪高度为10.5m;
炉龄为41~60回时,AOD炉的倾角度为-4°,顶枪高度为10.6m;
炉龄为61~80回时,AOD炉的倾角度为-6°,顶枪高度为10.65m;
炉龄为≥81回时,AOD炉的倾角度为-6°,顶枪高度为10.7m。
优选的,S4中,钢渣碱度为1.2~1.3,钢渣温度为1450~1500℃。
优选的,S5中,水淬作业残余的钢渣可以送入红渣暂存区,重新进行步骤S1-S5的循环作业。
优选的,所述钢渣碱度依据钢渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比值进行动态调整。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)将炼钢过程中产生水淬余渣、连铸中包余渣、钢包余渣等红渣在AOD炉化钢阶段实现循环回收利用,实现红渣的循环利用;
(2)将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣,提高了水淬渣产量;
(3)利用生物氧化还原反应提炼贵金属,降低了贵金属的损耗,提高了贵金属的回收利用率,提高了经济效益,同时缩短渣包周转周期,提高渣包周转率;
(4)将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣后,不需要转运至炉渣处理场,减少运输费用和人工费用,同时可取消炉渣处理场,将炉渣处理场另作他用,提高土地或厂房利用率;
(5)将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣,实现了绿色环保生产,避免了扬尘和固体废物的产生,减少了环保处理费用。
附图说明
图1为本发明的不锈钢红渣循环再利用方法的工艺流程图;
图2为本发明的贵金属精炼的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:
实施例1:
一种不锈钢红渣循环再利用方法:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣,此时红渣中金属含量约10%,渣含量约90%;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-15°,然后将红渣暂存区中的200kg红渣加入AOD炉内,AOD炉升温至1350℃;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入50kg石灰,将红渣的碱度调整至1.2;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为-6°,顶枪高度为10.65m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为85m3/min,AOD炉内部压力10pa,全氧吹炼10分钟,AOD炉升温至1500℃,红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将19kg不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值为7;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质,并计算贵金属回收利用率。
上述步骤S6中,酸浸池中液体为质量百分比为98%的浓硫酸;
微生物发酵池中的微生物菌种为硫还原弯杆菌及硫还原黑色杆菌;
实施例1中,所述S1中红渣暂存区为半封闭的保温室,减少红渣热能损失,在取放红渣时打开保温室的门,可以减少热量散失,充分利用红渣的余热;
红渣主要含有Cr、AI、Mn、Mg等贵重金属,红渣的主要成分如下所示:
元素 | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Cr2O3 | MnO |
成分(%) | 25~40 | 40~55 | 5~8 | 1~3 | <2 | <2 |
实施例2
一种不锈钢红渣循环再利用方法:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣,此时红渣中金属含量约10%,渣含量约90%;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-15°,然后将红渣暂存区中的300kg红渣加入AOD炉内,AOD炉升温至1384℃;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入72kg石灰,将红渣的碱度调整至1.29;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为-4°,顶枪高度为10.6m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为85m3/min,AOD炉内部压力11.2pa,全氧吹炼18分钟,AOD炉升温至1500℃,红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将27kg不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值为7;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质,并计算贵金属回收利用率。
上述步骤S6中,酸浸池中液体为质量百分比为98%的浓硫酸;
微生物发酵池中的微生物菌种为硫还原弯杆菌及硫还原黑色杆菌;
实施例1中,所述S1中红渣暂存区为半封闭的保温室,减少红渣热能损失,在取放红渣时打开保温室的门,可以减少热量散失,充分利用红渣的余热;
红渣主要含有Cr、AI、Mn、Mg等贵重金属,红渣的主要成分如下所示:
元素 | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Cr2O3 | MnO |
成分(%) | 25~40 | 40~55 | 5~8 | 1~3 | <2 | <2 |
实施例3
一种不锈钢红渣循环再利用方法:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣,此时红渣中金属含量约10%,渣含量约90%;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-15°,然后将红渣暂存区中的400kg红渣加入AOD炉内,AOD炉升温至1378℃;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入100kg石灰,将红渣的碱度调整至1.3;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为-2°,顶枪高度为10.5m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为85m3/min,AOD炉内部压力11.5pa,全氧吹炼15分钟,AOD炉升温至1500℃,红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将42kg不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值为7;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质,并计算贵金属回收利用率。
上述步骤S6中,酸浸池中液体为质量百分比为98%的浓硫酸;
微生物发酵池中的微生物菌种为硫还原丙酸杆菌及硫还原多营养杆菌;
实施例1中,所述S1中红渣暂存区为半封闭的保温室,减少红渣热能损失,在取放红渣时打开保温室的门,可以减少热量散失,充分利用红渣的余热;
红渣主要含有Cr、AI、Mn、Mg等贵重金属,红渣的主要成分如下所示:
元素 | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Cr2O3 | MnO |
成分(%) | 25~40 | 40~55 | 5~8 | 1~3 | <2 | <2 |
实施例4
一种不锈钢红渣循环再利用方法:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣,此时红渣中金属含量约10%,渣含量约90%;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-15°,然后将红渣暂存区中的500kg红渣加入AOD炉内,AOD炉升温至1396℃;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入125kg石灰,将红渣的碱度调整至1.25;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为0°,顶枪高度为10.4m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为85m3/min,AOD炉内部压力11.3pa,全氧吹炼13分钟,AOD炉升温至1500℃,红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将51kg不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值为7;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质,并计算贵金属回收利用率。
上述步骤S6中,酸浸池中液体为质量百分比为98%的浓硫酸;
微生物发酵池中的微生物菌种为硫还原丙酸杆菌及硫还原多营养杆菌;
实施例1中,所述S1中红渣暂存区为半封闭的保温室,减少红渣热能损失,在取放红渣时打开保温室的门,可以减少热量散失,充分利用红渣的余热;
红渣主要含有Cr、AI、Mn、Mg等贵重金属,红渣的主要成分如下所示:
元素 | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Cr2O3 | MnO |
成分(%) | 25~40 | 40~55 | 5~8 | 1~3 | <2 | <2 |
对比例
对比例1:对比例1与实施例1存在以下区别,区别仅在于,在对比例1中将实施例1中原来存在的S6步骤进行了替换处理,在对比例1中采用了本领域常规的化学氧化还原方法精炼贵金属,其余步骤在对比例1中与实施例1中完全相同。
分别收集实施例1-4,对比例1生产的贵金属,并计算其产率,结果如下表所示:
原料量(kg) | 收集的贵金属单质的质量(kg) | 产率(%) | |
实施例1 | 19 | 13.68 | 72 |
实施例2 | 27 | 18.9 | 70 |
实施例3 | 42 | 31.5 | 75 |
实施例4 | 51 | 35.19 | 69 |
对比例1 | 18 | 9.36 | 52 |
通过对贵金属产率的计算得出,实施例1-4的贵金属的回收利用率约为70%,对比例1的贵金属回收率为52%,这有力的证明了本发明提供的不锈钢红渣循环再利用的方法,可以有效的收集红渣中的贵金属,提高了经济效益,并且本发明将炼钢精炼渣以及各生产环节产生的固体红渣全部制成水淬渣,提高了水淬渣产量,同时缩短渣包周转周期,提高渣包周转率;不需要转运至炉渣处理场,减少运输费用和人工费用,同时可取消炉渣处理场,将炉渣处理场另作他用,提高土地或厂房利用率;实现了绿色环保生产,避免了扬尘和固体废物的产生,减少了环保处理费用,具有明显的应用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.红渣聚集:将无法水淬的余渣、连铸浇铸结束后中包中的余渣、钢包整备清理出的余渣堆放至红渣暂存区备用并组成红渣;
S2.AOD炉预熔前处理:预备AOD炉,开始AOD炉化钢预熔阶段,将AOD炉的炉角调至-17°~-14°,然后将红渣暂存区中的红渣加入AOD炉内;
S3.pH环境控制:向AOD炉内加入石灰,将红渣的碱度调整至1.2~1.3;
S4.AOD炉预熔:调整AOD炉的倾角为-6°~0°,顶枪高度为10.4~10.7m,将顶枪下进AOD炉内吹送氧气,控制氧气流量为80~90m3/min,AOD炉内部压力≤11.5pa,全氧吹炼10~20分钟,AOD炉升温至红渣全部融化;
S5.产品分类:AOD炉化钢预熔阶段结束,红渣中的贵金属融化到钢水中,AOD炉内的产生的钢渣上浮并将钢渣倒入渣包中,将装有钢渣的渣包转运至水淬工位进行水淬作业,产生的水淬渣供应给水泥厂作为生产水泥原料;
S6.贵金属精炼:
S601.冷却熔有贵金属的钢水,直至形成不锈钢钢锭,将不锈钢钢锭送入酸浸池中完全浸没,静置,直至钢锭完全溶解;
S602.向酸浸池中加入石灰,调节酸浸池的pH值;
S603.将酸浸池中的液体送入微生物发酵池中进行生物氧化还原反应,并收集发酵池底部被还原生成的贵金属单质。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S601中,所述酸浸池中的液体为质量百分比为90~98%的浓硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S602中,所述pH的调节范围为6.5-8。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S603中,所述微生物发酵池中接种的菌种为硫还原菌属。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S1中,红渣暂存区为半封闭的保温室。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S2中,AOD炉内温度为1350~1400℃。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S4中,炉龄为0~20回时,AOD炉的倾角度为0°,顶枪高度为10.4m;
炉龄为21~40回时,AOD炉的倾角度为-2°,顶枪高度为10.5m;
炉龄为41~60回时,AOD炉的倾角度为-4°,顶枪高度为10.6m;
炉龄为61~80回时,AOD炉的倾角度为-6°,顶枪高度为10.65m;
炉龄为≥81回时,AOD炉的倾角度为-6°,顶枪高度为10.7m。
8.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S4中,钢渣碱度为1.2~1.3,钢渣温度为1450~1500℃。
9.根据权利要求1所述的一种不锈钢红渣循环再利用方法,其特征在于,S5中,水淬作业残余的钢渣可以送入红渣暂存区,重新进行步骤S1-S5的循环作业。
10.根据权利要求8所述的一种不锈钢红渣循坏再利用方法,其特征在于,所述钢渣碱度依据钢渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比值进行动态调整。
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