[发明专利]一种利用LF精炼废渣制备轻质碳酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质碳酸钙技术领域。尤其涉及一种利用LF精炼废渣制备轻质碳酸钙的方法。

背景技术

随着我国钢铁产量的不断增长，钢包精炼炉（LF）作为一种主要的炉外处理手段得到广泛的应用，从而导致钢铁生产过程中产生大量的LF精炼废渣。目前对于LF精炼废渣的处理主要是用于钢铁冶炼过程中的循环利用、筑路材料、建筑材料和农业肥料，或将LF精炼废渣长期堆放。

目前，将LF精炼废渣用于钢铁冶炼过程中的循环利用时，会导致钢液回硫问题，不可避免地影响钢液质量；将LF精炼废渣用于筑路材料和建筑材料时，由于LF精炼废渣中含有自由氧化钙和自由氧化镁，遇水后会发生体积膨胀，容易造成路面缺陷以及影响建筑材料性能；此外，将LF精炼废渣用于农业肥料或长期堆放时，LF精炼废渣中的氟和重金属会被雨水浸出，造成水土污染，因而对LF精炼废渣的处理和利用成为亟须解决的问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种以LF精炼废渣为原料、成本低、节约资源和环境友好的制备轻质碳酸钙的方法，用该方法制备的轻质碳酸钙纯度和附加值高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤一、按1 Kg ︰(10~50) L的固液比将LF精炼废渣颗粒与NH₄Cl溶液混合，在搅拌速率为200~600rpm、浸出温度为15~90℃和氮气作为保护性气氛的条件下浸出，浸出时间为30~360min，过滤，得到含钙离子浸出液。

步骤二、在水浴温度为15~90℃和搅拌速率为200~600rpm的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为3~30min；再进行过滤和干燥，得到轻质碳酸钙。

所述混合气体为CO₂︰N₂ 的混合物，CO₂︰N₂的体积比为1︰（0.1~3.0）。

所述LF精炼废渣的化学成分及其含量是：SiO₂为15~30wt%，Fe₂O₃为0.5~2.5wt%，Al₂O₃为5~15wt%，CaO为45~65wt%，MgO为3~7wt%，MnO为0.1~0.3wt%，TiO₂为0.1~0.5wt%，S为0.1~0.8wt%；粒径＜200μm。

所述NH₄Cl溶液的浓度为0.5~5mol/L。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：

本发明以LF精炼废渣为原料，不仅能对LF精炼废渣实现有效回收和利用，避免资源浪费，减少了因堆放而造成的水土污染，更重要的是能对CO₂进行固定，从而减少大气中CO₂含量，故环境友好。

本发明还能实现浸出剂氯化铵溶液的再生及循环利用，节省了资源，减低成本，提高了产品的附加值。其化学反应方程式如式（1）、式（2）和式（3）所示：

4NH₄Cl(a)+2CaO·SiO₂(s)→2CaCl₂(a)+SiO₂(s)↓+4NH₃(a)+2H₂O(l)               （1）

2NH₄Cl(a)+ CaO (s)→CaCl₂(a)+ 2NH₃(a)+ H₂O(l)                             （2）

4NH₃(a)+2CO₂(a)+2CaCl₂(a)+4H₂O(l)→2CaCO₃(s)↓+4NH₄Cl(a)                 （3）

本发明所制备的轻质碳酸钙，颗粒形状规则，为球形或类球形，粒径均小于6μm；其物相组成单一，纯度高。

因此，本发明实现了对LF精炼废渣的综合利用，能对大气中的CO₂进行固定，且浸出剂氯化铵溶液能够实现再生及循环利用；故具有成本低、节约资源和环境友好的特点，所制备的轻质碳酸钙纯度和附加值高。

附图说明