權利要求
1.利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，包括如下步驟：
第一步、將冶煉廢渣放入破碎機破碎，過200目篩，再放入干燥箱中烘干處理；
第二步、將烘干后的廢渣放入感應爐內進行預熔，通入氬氣置換出爐內空氣后，再升高溫度預熔，待廢渣完全熔化后隨爐冷卻至常溫，取出廢渣再次進行破碎，過200目篩；
第三步、將碎渣平鋪在瓷舟的底部，將馬弗爐升溫至設定溫度1100℃，等待恒溫之后，將裝有碎渣的瓷舟放入馬弗爐內，焙燒處理，隨爐冷卻至室溫，獲得回收渣；
第四步、將回收渣與石灰、鋁粉按照比例混合均勻，研磨，篩分，獲得脫硫劑。
2.根據權利要求1所述的利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，第一步中，篩分后的廢渣于80℃條件下干燥處理10-12h。
3.根據權利要求1所述的利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，第二步預熔的過程中保持爐內為氬氣氣氛和爐內氣密性。
4.根據權利要求1所述的利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，第三步中焙燒處理時間為30-40min。
5.根據權利要求1所述的利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，第四步中篩分粒度范圍在0.15-0.25mm內的物料。
6.根據權利要求1所述的利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，其特征在于，回收渣與石灰、鋁粉的質量之比為9-10:100:4-5。
說明書
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于冶金工程技術領域，具體地，涉及一種利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法。
背景技術
[0002]煉鐵或煉鋼時，需在高溫條件下將鐵礦石或生鐵中所含的過量的碳和其它雜質轉為氣體或爐渣而除去。除碳外，冶煉原料中硫的含量對鋼鐵的質量有很大影響。國內外采用的脫硫生產技術主要包括鐵水預處理脫硫，低硫鐵水煉鋼防止回硫，爐外精煉脫硫等?，F有的典型脫硫劑有石灰石系(CaCO3系)、生石灰系(CaO系)、碳化鈣系(CaC2)、鎂(Mg)系及碳酸鈉系(Na2CO3)脫硫劑，生石灰(CaO)或碳化鈣(CaC2)亦或是碳酸鈉(NaCO3)與鐵水、鋼水中的硫進行反應，生成硫化鈣(CaS)或硫化鈉(NaS)，分離后形成熔渣。現有脫硫效率約在5％到10％，然而脫硫劑的投入量非常大，對作業(yè)時間及制作成本來說都是巨大的負擔。
[0003]煉鋼企業(yè)會產生上大量的冶煉渣，大部分金屬冶煉廢料都被作為工業(yè)垃圾填埋，極易造成土地資源浪費、環(huán)境污染、土壤鹽堿化等環(huán)境問題，企業(yè)還要為此支付大量的排渣費用。金屬鎂渣可以用作墻體材料、礦化劑，生產建筑水泥等。鋁渣可以用作水處理劑、瓷磚等。但是，這些應用屬于低端應用，并沒有做到資源化，且受到區(qū)域性限制。因此，如何有效地將金屬冶煉廢棄物資源化利用一直是研究的熱點。
[0004]鎂、鋁冶煉廢棄物經過提煉后可作為脫氧劑的制備原料，不僅可以資源化利用金屬冶煉廢棄物，還可降低脫硫脫氧劑的生產成本。
發(fā)明內容
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供了一種利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現：
[0007]一種利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法，包括如下步驟：
[0008]第一步、將冶煉廢渣放入破碎機破碎，過200目篩，再放入干燥箱中烘干處理，具體的，于80℃條件下干燥處理10-12h，這一步的目的是脫去廢渣中的水分和結晶水，防止預熔過程中產生噴濺現象；
[0009]第二步、將烘干后的廢渣放入感應爐內進行預熔，通入氬氣置換出爐內空氣后，再升高溫度預熔，且預熔的過程中保持爐內為氬氣氣氛和氣密性，待廢渣完全熔化后隨爐冷卻至常溫，取出廢渣再次進行破碎，過200目篩；
[0010]第三步、將碎渣平鋪在瓷舟的底部，這樣是為了增大空氣與廢渣接觸的反應面積，將馬弗爐升溫至設定溫度1100℃，等待恒溫之后，將裝有碎渣的瓷舟放入馬弗爐內，焙燒處理30-40min，隨爐冷卻至室溫，獲得回收渣；
[0011]第四步、將回收渣與石灰、鋁粉按照質量之比9-10:100:4-5混合均勻，研磨，篩分粒度范圍在0.15-0.25mm內的物料，獲得脫硫劑。
[0012]冶煉廢渣中含有一定量的硫化物(冶煉過程中脫硫產生的渣物，絕大部分以CaS形式存在)，從脫硫動力學的角度來看，如果不將返廢渣中的硫盡量除去，直接再次利用的話會限制脫硫反應的正向進行，難以達到精煉鋼水的效果；上述對廢渣處理過程中，采用氧化煅燒的方式將廢渣中的硫化鈣轉化為CaO，使其中的硫元素在煅燒過程中以SO2的形式逸出，以達到廢渣除硫效果；具體，在煅燒過程中發(fā)生如下反應：
[0013]CaS+2O2＝CaSO4；
[0014]CaS+CaSO4＝4CaO+4SO2。
[0015]現有技術中，通常采用螢石等含氟脫硫助劑輔助脫硫，含氟脫硫劑加入到鐵液中后，脫硫劑中的CaO顆粒與鐵液接觸，發(fā)生固-液界面反應，使CaO顆粒形成由外至內分別為CaS層、2CaO·SiO2層及未反應的CaO層這種三層結構；在石灰中加入Al后，反應形成Al2O3，能夠防止原脫硫反應生成的SiO2與石灰顆粒中的CaO結合生成高熔點的2CaO·SiO2致密層，同時卻能生成3CaO·Al2O3與12CaO·7Al2O3熔點較低的液態(tài)反應層，促進脫硫反應進行，因此，通過在石灰中配加鋁粉可以替代含氟脫硫助劑，在降低含氟污染的前提下，提高脫硫效果；綜合成本考慮，鋁粉的加入量為5％(相較于石灰)，能夠實現效益最大化；
[0016]本發(fā)明的脫硫劑粒徑為0.15-0.25mm，如此設計的目的在于，通過實驗發(fā)現，粒度越細小，單位質量的比表面積就越大，能夠促進脫硫劑快速與鐵水反應，可以提高脫硫劑的使用效率，但當脫硫劑的粒度減小到一定程度時，部分脫硫劑在加入過程中會被高溫煙氣攜帶到除塵系統(tǒng)管道當中，進而降低了脫硫劑的使用效率；因此，在這個粒度范圍內，能夠實現脫硫劑使用效率的最大化。
[0017]本發(fā)明的有益效果：
[0018]本發(fā)明通過對冶煉廢渣進行回收處理，將廢渣中的硫化鈣轉化為CaO，使其中的硫元素在煅燒過程中以SO2的形式逸出，以達到廢渣除硫效果，從而提高后續(xù)廢渣對鋼水的脫硫效果，實現了廢渣的資源化利用，具有較高的經濟效益；
[0019]本發(fā)明的脫硫劑還采用石灰和鋁粉復配，鋁粉可以替代含氟脫硫助劑，在降低含氟污染的前提下，提高脫硫效果；此外，通過控制脫硫劑成品的粒度，實現脫硫劑使用效率的最大化。
具體實施方式
[0020]下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]實施例1
[0022]利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法如下：
[0023]第一步、將冶煉廢渣放入破碎機破碎，過200目篩，再放入干燥箱中烘干處理，具體的，于80℃條件下干燥處理10h；
[0024]第二步、將烘干后的廢渣放入感應爐內進行預熔，通入氬氣置換出爐內空氣后，再升高溫度預熔，且預熔的過程中保持爐內為氬氣氣氛和氣密性，待廢渣完全熔化后隨爐冷卻至常溫，取出廢渣再次進行破碎，過200目篩；
[0025]第三步、將碎渣平鋪在瓷舟的底部，將馬弗爐升溫至設定溫度1100℃，等待恒溫之后，將裝有碎渣的瓷舟放入馬弗爐內，焙燒處理30min，隨爐冷卻至室溫，獲得回收渣；
[0026]第四步、將回收渣與石灰、鋁粉按照質量之比9:100:4混合均勻，研磨，篩分粒度范圍在0.15-0.25mm內的物料，獲得脫硫劑。
[0027]實施例2
[0028]利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法如下：
[0029]第一步、將冶煉廢渣放入破碎機破碎，過200目篩，再放入干燥箱中烘干處理，具體的，于80℃條件下干燥處理11h；
[0030]第二步、將烘干后的廢渣放入感應爐內進行預熔，通入氬氣置換出爐內空氣后，再升高溫度預熔，且預熔的過程中保持爐內為氬氣氣氛和氣密性，待廢渣完全熔化后隨爐冷卻至常溫，取出廢渣再次進行破碎，過200目篩；
[0031]第三步、將碎渣平鋪在瓷舟的底部，將馬弗爐升溫至設定溫度1100℃，等待恒溫之后，將裝有碎渣的瓷舟放入馬弗爐內，焙燒處理30-40min，隨爐冷卻至室溫，獲得回收渣；
[0032]第四步、將回收渣與石灰、鋁粉按照質量之比9.5:100:4.5混合均勻，研磨，篩分粒度范圍在0.15-0.25mm內的物料，獲得脫硫劑。
[0033]實施例3
[0034]利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法如下：
[0035]第一步、將冶煉廢渣放入破碎機破碎，過200目篩，再放入干燥箱中烘干處理，具體的，于80℃條件下干燥處理12h；
[0036]第二步、將烘干后的廢渣放入感應爐內進行預熔，通入氬氣置換出爐內空氣后，再升高溫度預熔，且預熔的過程中保持爐內為氬氣氣氛和氣密性，待廢渣完全熔化后隨爐冷卻至常溫，取出廢渣再次進行破碎，過200目篩；
[0037]第三步、將碎渣平鋪在瓷舟的底部，將馬弗爐升溫至設定溫度1100℃，等待恒溫之后，將裝有碎渣的瓷舟放入馬弗爐內，焙燒處理40min，隨爐冷卻至室溫，獲得回收渣；
[0038]第四步、將回收渣與石灰、鋁粉按照質量之比10:100:5混合均勻，研磨，篩分粒度范圍在0.15-0.25mm內的物料，獲得脫硫劑。
[0039]將稱量好的鋼樣及鐵樣放進剛玉坩堝中，隨后再將剛玉坩鍋放入石墨坩堝，將其放置于高溫碳管爐內加熱，爐內持續(xù)充入氮氣保護坩堝。待鋼樣及鐵樣完全熔化后，先取樣測試鋼水的成分，再按照脫硫工藝加入實施例1-3制得的脫硫劑進行脫硫處理，處理結束后繼續(xù)測試鋼水成分，計算脫硫效率。
[0040]經測試，實施例1-3的脫硫劑處理后，脫硫率分別為84.4％、86.9％、85.6％；具有較高的脫硫效率。
[0041]在說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0042]以上內容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
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“利用金屬冶煉廢渣制備脫硫劑的方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術網
來源：蕪湖縣天海耐火爐料有限公司
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2024年11月01日 ~ 04日 
