一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法技術

一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法，包括以下步驟：（1）高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；（2）將不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，通電加熱并攪拌；（3）水淬得到玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中。本發明專利技術的方法形成了混合渣玻璃體，Cr在玻璃爐渣中穩定，滿足環境排放標準；處理過程能耗低；所需新建設備少；可進一步資源利用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼鐵冶金和環境工程領域，特別涉及一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法。
技術介紹
不銹鋼渣是不銹鋼在電爐（EAF）、氬氧混吹爐（AOD）中冶煉所產生的主要廢棄物。生產1噸不銹鋼約產生不銹鋼渣約0.3噸。2015年我國不銹鋼產量約2150萬噸，共產生不銹鋼渣約645萬噸。不銹鋼渣中含有約0.5%-5%的鉻（Cr），這些Cr主要以Cr6+或者Cr3+的形式存在，會對人體、水體、土壤等帶來研究的危害和污染，必須對其進行無害化處理。現在處理不銹鋼渣主要有干法還原、濕法處理、水泥固化、微晶玻璃固定等手段。張深根等[201410783923.9]、孫俊等[201510637615.X]公開了一種以不銹鋼渣等危險固廢為原料制備微晶玻璃的方法，其解毒機理是將重金屬Cr固定于微晶玻璃中；李俊國等[201510565139.5、201510565136.1]公開了一種堆存EAF、AOD不銹鋼渣的處理方法，其將堆存EAF、AOD不銹鋼渣與LF精煉渣混合，在還原性氣氛下精煉形成精煉終渣，精煉終渣經后處理，即可得到處理后的精煉渣。該方法解毒的原理是利用LF精煉的高溫和還原性氣氛，使堆存的EAF、AOD不銹鋼渣中Cr6+被還原為Cr3+；武杏榮等[201610016497.5]提供一種利用不銹鋼渣制備含鉻尖晶石材料的方法，其解毒機理是將Cr固定于尖晶石材料中。劉復興等[201210097688.0]公開了一種通過添加硼改制不銹鋼渣的方法，但未涉及不銹鋼渣的解毒。以上這些方法尚存在Cr固定效率低、處理工藝復雜、成本高等缺點。
技術實現思路
本專利技術提供一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法，其解毒機理是使不銹鋼渣和高爐渣的混合渣形成穩定的玻璃體，從而高效固定其中的重金屬Cr；將不銹鋼渣直接加入到熔融高爐渣中，兩種爐渣熔融混勻后，采用水淬快速冷卻，得到以玻璃體結果為主的爐渣。由于玻璃態結構非常穩定，能夠非常有效的固定不銹鋼渣中的Cr等重金屬。本專利技術的方法包括以下步驟：（1）高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；（2）將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的5~50%；（3）將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中。上述的高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO25~45%，SiO220~45%，Al2O35~35%，MgO3~15%。上述的不銹鋼渣的主要成分按質量百分比為CaO35~70%，SiO215~35%，Al2O30~15%，MgO0~15%，Fe2O30~25%，Cr2O31~15%。上述的步驟（2）中，不銹鋼渣是以熔融狀態、半熔融狀態或者粒徑小于150mm的塊狀加入到熔融高爐渣中。上述的以玻璃態結構為主的高爐渣中玻璃體含量質量百分比為85~99%。本專利技術的方法在不銹鋼無害化處理方面有顯著的優點：（1）不銹鋼渣解毒徹底，不銹鋼渣與高爐渣熔融混勻后經過水淬形成了混合渣玻璃體，Cr在玻璃爐渣中非常穩定，完全滿足環境排放標準；（2）處理過程能耗低，利用熔融高爐渣和熱態不銹鋼渣的顯熱，所需外加能耗很少，在處理成本上有優勢；（3）設備建設少，實現了不銹鋼渣在鋼廠的內部循環和無害化處理，可完全利用高爐的出渣、水淬、爐渣后處理等系統，所需新建設備少；（4）可進一步資源利用，水淬得到的玻璃態爐渣可進一步制備微晶玻璃、陶瓷等高附加值產品。附圖說明圖1為本專利技術的利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法流程示意圖。具體實施方式本專利技術實施例中采用符合GB/T18046中附錄C的方法測定爐渣玻璃體含量。本專利技術實施例中采用符合GB5085.3-2007的方法測定所得到的爐渣中總鉻浸出濃度和六價鉻浸出濃度。本專利技術實施例中的水淬是將用常溫水沖擊熔融混合渣。實施例1高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO25%，SiO245%，Al2O35%，MgO15%；將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，其中不銹鋼渣是以熔融狀態加入到熔融高爐渣中；通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的5%；不銹鋼渣的主要成分按質量百分比為CaO35%，SiO235%，Al2O30%，MgO13%，Fe2O30%，Cr2O314%；將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中；測得爐渣中玻璃體含量質量百分比為99%；爐渣中總鉻浸出濃度為0.08mg/L，六價鉻浸出濃度為0.018mg/L。實施例2高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO45%，SiO220%，Al2O325%，MgO3%；將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，不銹鋼渣是以半熔融狀態加入到熔融高爐渣中；通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的50%；不銹鋼渣的主要成分按質量百分比為CaO70%，SiO215%，Al2O311%，MgO0%，Fe2O32%，Cr2O31%；將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中；測得爐渣中玻璃體含量質量百分比為85%；爐渣中總鉻浸出濃度為0.10mg/L，六價鉻浸出濃度為0.033mg/L。實施例3高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO28%，SiO225%，Al2O335%，MgO6%；將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，不銹鋼渣是以粒徑小于150mm的塊狀加入到熔融高爐渣中；通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的10%；不銹鋼渣的主要成分按質量百分比為CaO40%，SiO220%，Al2O315%，MgO15%，Fe2O33%，Cr2O35%；將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中；測得爐渣中玻璃體含量質量百分比為95%；爐渣中總鉻浸出濃度為0.04mg/L，六價鉻浸出濃度為0.009mg/L。實施例4高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO33%，SiO231%，Al2O320%，MgO11%；將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，不銹鋼渣是以半熔融狀態加入到熔融高爐渣中；通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的40%；不銹鋼渣的主要成分按質量百分比為CaO39%，SiO218%，Al2O38%，MgO6%，Fe2O325%，Cr2O33%；將熔融混合渣水淬，得本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法，其特征在于包括以下步驟：（1）高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；（2）將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的5~50%；（3）將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中。

【技術特征摘要】
1.一種利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法，其特征在于包括以下步驟：（1）高爐渣正常出渣后，將熔融高爐渣裝入渣罐，通過電加熱使熔融高爐渣保持熔融狀態；（2）將電爐或氬氧混吹爐冶煉所產生不銹鋼渣加入到熔融高爐渣內，通過電加熱使物料保持熔融狀態，通過攪拌使不銹鋼渣與高爐渣混合均勻形成熔融混合渣；其中不銹鋼渣的質量為熔融高爐渣的5~50%；（3）將熔融混合渣水淬，得到以玻璃態結構為主的玻璃態爐渣，重金屬Cr被固定于玻璃態爐渣中。2.根據權利要求1所述的利用熔融高爐渣高溫無害化處理不銹鋼渣的方法，其特征在于所述的高爐渣的主要成分按質量百分比為CaO25~45%，SiO220~45%，Al...

【專利技術屬性】
技術研發人員：干磊，董建宏，
申請(專利權)人：江西理工大學，
類型：發明
國別省市：江西;36