[发明专利]一种渣浴还原处理电炉不锈钢渣的方法

说明书

一种渣浴还原处理电炉不锈钢渣的方法，按以下步骤进行：（1）|将电炉不锈钢渣加热至1400~1500℃形成熔融渣池，加入铝灰；（2）保温0.5~1.0h，同时底部吹入氩气搅拌熔融渣池；（3）排放出液态合金凝固后获得Fe‑Mn‑Cr粗合金。本发明的方法是典型的以废治废，可实现固体废弃物的高效利用；可获得高附加值的Fe‑Mn‑Cr粗合金；处理成本低，环境污染小。

技术领域

本发明属于冶金固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种渣浴还原处理电炉不锈钢渣的方法。

背景技术

不锈钢渣是不锈钢冶炼过程中产生的废渣，包括电炉不锈钢渣和氩氧炉不锈钢渣两种；由于不锈钢渣中含有的Cr6+具有较强的毒性，不锈钢渣的无害化处理一直备受关注，并成为制约不锈钢行业健康发展的关键问题之一；随着近年来我国不锈钢产量的迅速增长，关于不锈钢渣无害化处理问题也引起了我国不锈钢行业的高度重视，由于电炉不锈钢渣不仅所占不锈钢渣比例大，其中Cr元素含量也显著高于氩氧炉不锈钢渣，因此，电炉不锈钢渣的无害化处理更为重要。

目前不锈钢渣的无害化处理主要有两种工艺路线；其一是湿法处理，即将冷却后的不锈钢细磨制浆后加入处理剂使Cr6+转化为无害的Cr3+；但这种方法的缺点是用水量大，处理成本高，且可能造成二次污染；第二种工艺路线是干法处理，即利用碳质原料或硅铁作为还原剂，在高温下对不锈钢渣进行还原处理，使其中的Cr6+转化为Cr3+或Cr；这种方法理论上可从根本上实现不锈钢渣的无害化，但随着还原过程的进行，不锈钢渣的黏度增加，还原动力学变差，还原反应难以达到预想效果；同时，由于还原温度高及硅铁等还原剂价格昂贵等原因，导致干法处理不锈钢渣的能耗高，成本高；因此，开发经济合理的不锈钢渣处理方法，对促进不锈钢生产和保护环境，具有十分重要的意义。

发明内容

针对电炉不锈钢渣处理技术现状与存在的上述问题，本发明提供一种渣浴还原处理电炉不锈钢渣的方法，通过在熔融状态下加入铝灰进行低温还原，在获得粗合金的同时，降低生产成本，减少环境污染。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将电炉不锈钢渣在钢包炉或感应炉中加热至1400~1500℃形成熔融渣池，然后将铝灰加入到熔融渣池中；铝灰的重量为电炉不锈钢渣和铝灰总重量的17.0~32.0%；

2、将熔融渣池在1400~1500℃保温0.5~1.0h，保温的同时通过钢包炉或感应炉底部吹入氩气搅拌熔融渣池，氩气的压力为0.3~0.4MPa，流量为200~300L/min；

3、保温结束后分别排放出液态合金和尾渣，液态合金凝固后获得Fe-Mn-Cr粗合金。

上述的电炉不锈钢渣按重量百分比含FeO8~22%、MnO2~3%、Cr2O32~10%。

上述方法中选用的铝灰中Al的重量百分比为25~35%。

上述的粗合金按重量百分比含Fe65~75%、Mn7~12%，Cr15~25%。

上述方法中Cr的还原率≥96%。

上述方法中处理每吨电炉不锈钢渣获得0.10~0.25吨Fe-Mn-Cr粗合金。

上述方法主要发生如下化学反应：

3(FeO) + 2[Al] = 3[Fe] + (Al2O3) （1）