含鉻鎳鐵水氧化脫磷工藝優(yōu)化及渣無害化處理研究.pdf

1、不銹鋼冶煉生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量除塵灰，如不對除塵灰加以治理和綜合利用，其堆積和飛揚(yáng)的粉塵對廠區(qū)和周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重污染。不銹鋼除塵灰含有大量的鎳、鉻貴重金屬元素，回收利用除塵灰不僅可以回收有價(jià)元素、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，而且可產(chǎn)生較大的環(huán)保效益。太鋼引進(jìn)豎爐工藝用以回收除塵灰中Cr、Ni元素，但獲得的含鉻鎳鐵水中磷含量偏高(0.08～0.1％)，由于磷對不銹鋼性能的危害，豎爐生產(chǎn)的含鉻鎳鐵水在不銹鋼冶煉過程中配加量有限，造成含鉻鎳鐵水澆注成塊后

2、大量堆積。
　　本課題針對太鋼豎爐生產(chǎn)出的高硅高磷含鉻鎳鐵水，從熱力學(xué)角度分析“脫硅保鉻”和“脫磷保鉻”的可行性，采用太鋼中試廠500kg頂?shù)讖?fù)吹多功能非真空感應(yīng)爐模擬電爐考察脫硅過程中鉻損情況，根據(jù)中試實(shí)驗(yàn)中55％BaO-20％CaO-20％CaF2-5％Cr203脫磷劑的氧化脫磷效果進(jìn)行工藝優(yōu)化，從而獲得含鉻鎳鐵水氧化脫磷最佳工藝后，采用20t電爐進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn);試驗(yàn)表明含鋇渣系具有較為理想的脫磷效果，但存在脫磷后的含鋇渣系對

3、環(huán)境的污染問題。利用XRD和XRF等手段對含鋇脫磷渣組分進(jìn)行了分析，同時(shí)采用國家標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)研究，制定了采用鹽酸對含鋇脫磷渣進(jìn)行浸出處理，以及采用硫酸對浸出后的鋇進(jìn)行回收利用的含鋇脫磷渣無害化處理方案。
　　通過熱力學(xué)計(jì)算，硅的氧化總比鉻的氧化更容易，采用加強(qiáng)供氧措施，可實(shí)現(xiàn)“脫硅保鉻”。用BaO基高堿性渣可實(shí)現(xiàn)脫磷保鉻，為防止選擇性脫碳，最佳溫度應(yīng)低于1874K。在脫磷劑中加入Cr203，可實(shí)現(xiàn)和控制體系中的氧勢值1g(

4、Po2/pθ)，從而達(dá)到氧化脫磷目的。
　　中試試驗(yàn)過程中，采用鐵鱗氧化脫硅和吹氧脫硅方式，可以將鐵水中硅含量降低至0.21％以下，并且獲得較好的脫磷效果，同時(shí)，可適當(dāng)提高溫度改善脫磷動(dòng)力學(xué)條件以及調(diào)整渣中鉻精礦粉和鐵鱗的比例來降低鉻損。工業(yè)化試驗(yàn)中鋇基渣脫磷效果顯著，磷含量由0.086％脫到0.023％，脫磷率達(dá)73％，鉻損失率為1.5％，“脫硅保鉻”和“脫磷保鉻”工藝可行有效，氧化脫磷終點(diǎn)的鐵水磷含量為0.023％，而不銹鋼中

5、磷含量在0.035％以下，因此高硅高磷含鉻鎳鐵水脫磷后直接作為AOD原料。
　　含鋇脫磷渣的毒性實(shí)驗(yàn)表明，渣中可溶性鋇鹽（BaO等）含量較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn);在含鋇脫磷渣無害化處理過程中綜合考慮鹽酸用量、浸出溫度、攪拌速度等因素對鋇浸出率的影響，得出40g含鋇脫磷渣的最優(yōu)浸出條件:常溫，鹽酸量40mL，液固比3∶1，攪拌速率120rpm，粒度180目，浸出時(shí)間5min。此時(shí)，浸出率可達(dá)80％，同時(shí)采用硫酸處理后含鋇脫