[发明专利]从炼钢渣中回收含有钙的固体成分的方法、以及所回收的固体成分

说明书

技术领域

本发明涉及从炼钢渣中回收含有钙的固体成分的方法、以及通过所述回收方法回收的固体成分。

背景技术

已知在炼钢工序中产生的炼钢渣(转炉渣、预处理渣、二次精炼渣、电炉渣等)中包含磷(P)、钙(Ca)、铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)等的氧化物。具体而言，在炼钢渣中，钙以在炼钢工序中投入的生石灰(CaO)的形态原样残留或者以在凝固过程中析出的游离石灰的形态存在，或以游离石灰与空气中的水蒸气或者二氧化碳反应生成的氢氧化钙(Ca(OH)₂)或者碳酸钙(CaCO₃)的形态存在。

炼钢渣使用于包括水泥材料、道路用路基材料、土木用材料及肥料的广泛的用途中(参照非专利文献1～3)。但是，炼钢渣中包含的游离石灰在遇水时会使产品膨胀，或以高碱性水的形态溶出，所以在处理时必须注意(参照非专利文献1)。

另一方面，钙以碳酸钙的形态使用于炼铁的烧结工序中。另外，以将钙煅烧得到的氧化钙的形态使用于炼钢工序中。另外，将对氧化钙加水得到的氢氧化钙在排水工序中作为中和酸等的中和剂使用。因此，若能够从在炼铁工序中产生的炼钢渣中回收钙，则能够进行钙的再利用，能够削减炼铁的成本。

因此，一直以来都在进行着从炼钢渣中回收钙的尝试(参照专利文献1～3)。

在专利文献1中记载了向使转炉渣中的钙溶出而得到的水溶液中吹入二氧化碳，来回收已沉淀的碳酸钙的方法。这时，为了抑制对水的溶解性较高的碳酸氢钙的生成，将pH值的下限值维持在10左右。在专利文献1中未记载将pH值维持在10以上的具体方法，但认为在实施该方法时，通过调整二氧化碳的吹入量来将pH值维持在10以上。

在专利文献2中记载了以下方法：将破碎的炼钢渣分离为铁凝聚相及磷凝聚相，将磷凝聚相中的钙成分以碳酸氢钙的形态溶解于溶解有二氧化碳的洗涤水中，之后，将洗涤水加热至50～60℃左右，使洗涤水中的碳酸氢钙以碳酸钙的形态沉淀。

在专利文献3中记载了分多次使钙化合物从炼钢渣中溶出的方法。在专利文献3中记载有，在该回收方法中，通过在吹入了二氧化碳的水中多次浸渍炼钢渣(预处理渣)，从而2CaO·SiO₂相及固溶于该相的磷优先地溶出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭55-100220号公报

专利文献2：日本特开2010-270378号公报

专利文献3：日本特开2013-142046号公报

非专利文献

非专利文献1：中川雅夫、“Current Status on the Effective Utilization of Iron and Steelmaking Slag”、第205·206次西山纪念技术讲座讲演文本、一般社团法人日本铁钢协会、2011年6月、p.25-56

非专利文献2：“环境资材铁钢渣”、铁钢渣协会、2014年1月

非专利文献3：二冢贵之等、“Dissolution Behavior of Elements in Steelmaking Slag into Artificial Seawater”、铁与钢、Vol.89、No.4、2014年1月、p.382-387

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，从炼钢渣中回收钙带来的好处较多，所以始终存在进一步提高来自炼钢渣中的钙的回收率的期望。

在专利文献1中记载的方法中，若吹入较多的二氧化碳则pH值比10低，反之，若减少二氧化碳的吹入量则钙的析出量减少。因此，若要提高钙的回收率，需要精密地调节二氧化碳的吹入量，所以回收工序烦杂，回收成本较高。

在专利文献2中记载的方法中，虽然能够回收磷凝聚相中的钙，但不能回收铁凝聚相中的钙。因此，若要提高来自炼钢渣中的钙的回收率，另外需要回收铁凝聚相中的钙的工序，回收工序烦杂，回收成本较高。

在专利文献3中记载的方法中，若要提高钙的回收率，需要进一步增加使钙化合物溶解的工序的次数。因此，回收工序及使已回收的钙化合物合并的工序烦杂，回收成本较高。

这样，在以往的方法中，存在若要提高钙的回收率，则回收工序烦杂，回收成本较高的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供能够容易地提高钙的回收率的、从炼钢渣中回收含有钙的固体成分的方法、以及通过该回收方法得到的包含钙的固体成分。

解决问题的方案

本发明的第一发明涉及以下的回收含有钙的固体成分的方法。