本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于生產(chǎn)鋼水脫磷造渣劑的方法。

背景技術(shù)：

在磷化工過程中，磷礦伴生氟一般以hf和sif4的形式逸出來進(jìn)入氣相或水相，在磷肥產(chǎn)品中以caf、casif6、(nh4)2sif6和nh4f的形式進(jìn)入土壤，對(duì)環(huán)境造成極大危害。料漿法磷銨生產(chǎn)過程中，稀磷酸中的氟以氟硅酸(h2sif6)的形式存在，在加氨中和后，氟大多以(nh4)2sif6和nh4f的形式進(jìn)入磷銨產(chǎn)品，降低了肥料的品質(zhì)，不符合今后生產(chǎn)綠色肥料的要求。綜合利用磷礦加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品氟硅酸，既有效回收了氟資源，又促進(jìn)了磷肥生產(chǎn)副產(chǎn)物的綜合利用，加快了企業(yè)的產(chǎn)業(yè)多元化進(jìn)程。因此，如何利用磷化工副產(chǎn)的氟資源成為磷肥企業(yè)和氟化工發(fā)展面臨的重大問題。

轉(zhuǎn)爐除塵灰是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中采用干法電除塵工藝收集的煙氣粉塵，其含有活性的石灰粉、氧化鐵和少量碳，粒度細(xì)，80％以上的粒度為5.0～76.4μm，屬高細(xì)粉狀態(tài)物質(zhì)。目前轉(zhuǎn)爐除塵灰一般作為燒結(jié)原料，但是也存在著鋅富集的難題，因此利用轉(zhuǎn)爐除塵灰作為煉鋼化渣劑是一大應(yīng)用方向。

現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)爐除塵灰用于煉鋼化渣存在著一系列問題：在除塵灰制造冷固球團(tuán)時(shí)成球率較低，粉末率較高；冷固球團(tuán)入爐前周轉(zhuǎn)次數(shù)較多，多次皮帶運(yùn)輸和周轉(zhuǎn)，造成冷固球團(tuán)粉末率較高，入爐后很容易冒煙；脫碳爐冶煉半鋼時(shí)的溫度較高，冶煉過程中加入冷固球團(tuán)時(shí)很容易冒煙；由于冷固球團(tuán)成球時(shí)需使用部分粘合劑，入爐時(shí)煙氣中的氫含量容易偏高，而轉(zhuǎn)爐干法電除塵系統(tǒng)對(duì)氫含量比較敏感，如果轉(zhuǎn)爐煙氣中氫含量偏高，則電除塵系統(tǒng)容易產(chǎn)生泄爆，導(dǎo)致系統(tǒng)故障，影響生產(chǎn)，因此，不能一次加入過多冷固球團(tuán)；再者，由于燒結(jié)礦是經(jīng)過高溫熔化而成球，而冷固球團(tuán)為低溫壓制成球，從化渣效果來看，冷固球團(tuán)不如燒結(jié)礦化渣效果好。

隨著社會(huì)對(duì)高品質(zhì)鋼種的需求不斷增加和煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步，雙聯(lián)法煉鋼工藝逐漸在國內(nèi)新建高水平鋼廠實(shí)行。為了提高鋼水的潔凈度，雙聯(lián)法煉鋼工藝將脫磷和脫碳分別在不同的轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。

當(dāng)前的脫磷劑成分以氧化鈣、氧化鐵和氟化鈣為主。其中氧化鈣來源主要是生石灰，氧化鐵的來源主要是鐵礦石，氟化鈣的主要來源是螢石。天然石灰石和螢石資源均出現(xiàn)了枯竭 的局面。因此，科學(xué)合理地利用工業(yè)廢棄物，并將其用于煉鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再生利用具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種脫磷造渣劑，通過作為固體廢棄物的轉(zhuǎn)爐除塵灰的回收處理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐除塵灰在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部循環(huán)流程中得以資源化利用的目的。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種脫磷造渣劑，其以轉(zhuǎn)爐除塵灰、磷化副產(chǎn)品和粘結(jié)劑為原料，粘結(jié)劑優(yōu)選為改性淀粉。所述轉(zhuǎn)爐除塵灰質(zhì)量百分比為72～81％，磷化副產(chǎn)品質(zhì)量百分比為5～12％，改性淀粉粘結(jié)劑質(zhì)量百分比為9～18％。所述脫磷造渣劑的理化指標(biāo)為：全鐵(tfe)含量≥50％，含水率≤2％，單球抗壓強(qiáng)度≥1000n/個(gè)。

所述氟化鈉的制備步驟為：取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量控制在碳酸鈉與na2sif6的物質(zhì)的量比值為2.4～3.0，加熱到80～105℃，保持?jǐn)嚢?～3小時(shí)，攪拌速率為250～460r/min，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。所述氟化鈉的化學(xué)成分為：f：49～54％，na：24～26％，al：15～18％，ca：2～3％，total(c，mg，fe，si，p)＜1％。

作為優(yōu)選，所述脫磷造渣劑還可以添加除塵灰總質(zhì)量20～50％的氧化鐵皮。

在解決上述技術(shù)問題的同時(shí)，本發(fā)明還提供了脫磷造渣劑的生產(chǎn)方法，包含：

所述的氟化鈉制備后，與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，再與所述粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑。

進(jìn)一步地，所述加濕工序的加水重量為原料重量的8～12％。

進(jìn)一步地，所述篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為15～25mm。

下面對(duì)本脫磷造渣劑的脫磷原理簡述如下：

脫磷是放熱反應(yīng)，故在低溫條件下有利于去磷反應(yīng)的進(jìn)行，而且渣中(feo)愈多，即爐渣氧化性愈強(qiáng)，愈有利于磷的氧化。高堿度、高氧化鐵(高氧勢)爐渣有利于去磷，但(cao)和(feo)應(yīng)有一定的比值，才能取得良好效果。

由于脫磷反應(yīng)始于液態(tài)渣鐵界面，所以應(yīng)該盡量避免鐵液中磷的擴(kuò)散和熔渣中p2o5的擴(kuò)散。因此，鋼水脫磷的有利條件是：高堿度、高氧化鐵(高氧勢)、低溫；增大攪拌強(qiáng)度，促進(jìn)石灰渣化。同時(shí)氟化鈉的加入會(huì)適當(dāng)降低爐渣熔點(diǎn)和黏度，提高鋼水脫磷的效果。

本發(fā)明所制備的新型脫磷造渣劑充分利用了轉(zhuǎn)爐除塵灰中的鐵元素資源和活性石灰成分，同時(shí)氟化鈉的加入降低了化渣的熔點(diǎn)和黏度，為新型脫磷造渣劑的制備提供了技術(shù)可行性，也節(jié)約了大量的天然石料，提高了二次資源利用的附加值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明氟化鈉的生產(chǎn)工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑的生產(chǎn)方法的工藝流程。

具體實(shí)施例

以下通過本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明方法僅限于下述的實(shí)施方式。

實(shí)施案例1

取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量與na2sif6的物質(zhì)的量比值為2.4，加熱至100℃，以260r/min的速率攪拌3小時(shí)，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。選用重量百分比75％的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，8％氟化鈉，17％的改性淀粉粘結(jié)劑，另添加除塵灰總質(zhì)量20％的氧化鐵皮制備脫磷造渣劑。氟化鈉產(chǎn)品與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中加濕工序的加水重量為原料重量的8％，篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為20mm。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為：tfe含量≥55％，含水率≤1.4％，單球抗壓強(qiáng)度≥1070n/個(gè)。

對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.035％；添加量在20kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.033％；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.032％。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量與等量鐵礦石相比，平均脫磷效果更為明顯。

采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的feo含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1.88提高到了1.95，化渣效果明顯。

實(shí)施案例2

取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量與na2sif6的物質(zhì)的量比值為2.5，加熱至95℃，以280r/min的速率攪拌2.5小時(shí)，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。選用重量百分比72％的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，11％氟化鈉，17％的改性淀粉粘結(jié)劑，另添加除塵灰總質(zhì)量28％的氧化鐵皮制備脫磷造渣劑。氟化鈉產(chǎn)品與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中加濕工序的加水重量為原料重量的10％，篩分工 序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為18mm。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為：tfe含量≥57％，含水率≤1.4％，單球抗壓強(qiáng)度≥1100n/個(gè)。

對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.035％；添加量在20kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.032％；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.032％。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量與等量鐵礦石相比，平均脫磷效果更為明顯。

采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的feo含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1.87提高到了2.09，化渣效果明顯。

實(shí)施案例3

取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量與na2sif6的物質(zhì)的量比值為2.6，加熱至80℃，以300r/min的速率攪拌1.8小時(shí)，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。選用重量百分比81％的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，5％氟化鈉，14％的改性淀粉粘結(jié)劑，另添加除塵灰總質(zhì)量40％的氧化鐵皮制備脫磷造渣劑。氟化鈉產(chǎn)品與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中加濕工序的加水重量為原料重量的10％，篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為25mm。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為：tfe含量≥68％，含水率≤1.7％，單球抗壓強(qiáng)度≥1150n/個(gè)。

對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.035％；添加量在20kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.034％；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.032％。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量與等量鐵礦石相比，平均脫磷效果更為明顯。

采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的feo含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1.91提高到了2.16，化渣效果明顯。

實(shí)施案例4

取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量與na2sif6的物質(zhì)的量比 值為2.8，加熱至105℃，以400r/min的速率攪拌2小時(shí)，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。選用重量百分比77％的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，11％氟化鈉，12％的改性淀粉粘結(jié)劑，另添加除塵灰總質(zhì)量30％的氧化鐵皮制備脫磷造渣劑。氟化鈉產(chǎn)品與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中加濕工序的加水重量為原料重量的9％，篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為18mm。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為：tfe含量≥60％，含水率≤1.3％，單球抗壓強(qiáng)度≥1170n/個(gè)。

對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.037％降低到0.036％；添加量在20kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.035％；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.033％。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量與等量鐵礦石相比，平均脫磷效果更為明顯。

采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的feo含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1.89提高到了2.05，化渣效果明顯。

實(shí)施案例5

取經(jīng)脫硅處理后磷化工廢液，加入碳酸鈉固體，碳酸鈉的加入量與na2sif6的物質(zhì)的量比值為3.0，加熱至95℃，以460r/min的速率攪拌1.5小時(shí)，過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶即得到氟化鈉產(chǎn)品。選用重量百分比80％的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰，10％氟化鈉，10％的改性淀粉粘結(jié)劑，另添加除塵灰總質(zhì)量45％的氧化鐵皮制備脫磷造渣劑。氟化鈉產(chǎn)品與所述轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中加濕工序的加水重量為原料重量的12％，篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為23mm。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為：tfe含量≥65％，含水率≤1.8％，單球抗壓強(qiáng)度≥1120n/個(gè)。

對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.037％降低到0.036％；添加量在20kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.036％降低到0.033％；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，與使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由0.035％降低到0.031％。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量與等量鐵礦石相比，平均脫磷效果更為明顯。

采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的feo含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1.88提高到了2.09，化渣效果明顯。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。