[发明专利]一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒聚集长大的方法

说明书

一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒长大的方法，是将渣样置于坩埚中，加热使渣样熔化后，降温至熔体中出现固相时，保温；然后，启动电脉冲发生器对插入熔体中的电极施加脉冲电流至少2分钟后，取出电极，将坩埚置于空气中自然冷却至室温，得到固态渣；由于磷富集相与液相渣存在明显的电导率差异，导致磷富集相受到垂直于电流方向的作用力而向上下表面迁移；聚集长大的磷富集相颗粒处于固态渣底部及固态渣上表面，实现渣样中磷富集相明显聚集长大的目的。本发明解决了磷富集相在脱磷渣中呈分散分布，且颗粒较小，导致后期磁选分离效果较差的问题。本发明装置具有结构合理、操作简单方便、节能环保、能耗较低的优点。

技术领域

本发明涉及一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒长大的方法，属于冶金炉渣综合利用技术领域。

背景技术

磷是重要的战略资源,全世界对磷资源的需求与日俱增。磷矿为不可再生资源,随着开采量的增加,磷矿资源已接近枯竭,磷矿石已被列入中国2010后不能满足国民经济发展需要的20种矿产之一，亟待寻求潜在的磷矿资源替代物。

炼钢工艺过程中所产生的脱磷渣中通常含有2％-5％左右的P₂O₅,且随着高磷铁矿配加比例的提高，其中P₂O₅含量呈增加的趋势。若能将脱磷渣中的磷进行富集分离，不仅分离的磷富集相可以用作磷矿资源的替代物，节约磷矿的开采量,同时分离磷富集相的残渣又可以返回冶金流程内加以循环利用等。因此，有效分离回收钢渣中的磷富集相,这对促进企业节能减排和发展循环经济具有重要意义。

目前回收炉渣中的磷包括浮选法、还原法、钢渣循环利用法以及磁选法。

浮选法是根据磷富集相与基体相密度差的原理进行分离，对生产来说，条件要求极为苛刻，因而受到工业化的限制；

还原法是通过化学反应来破坏磷富集相结构的原理来进行分离，主要包括碳热还原法和硅热还原法，该方法除磷效果明显，但是一般需要较高的反应温度和加入还原剂，钢渣利用成本高；

钢渣循环利用法，是把炉渣再生炉排出的再生渣送入铁水预处理炉对铁水进行脱磷预处理，炉渣再生炉排出的高磷生铁则进入最终脱磷炉脱磷得到高磷炉渣作磷肥，工艺流程长，比较耗时。

磁选法是根据磷富集相与基质相之间的磁性差异的原理进行分离，与其他三种方法相比而言，工艺极其成熟，适合推广使用，但是目前由于存在着磷富集相在炉渣中呈分散分布，且颗粒较小的问题，导致磁选分离效果较差，为了解决此问题，前人通过延长保温时间的方法来让磷富集相颗粒结晶长大，但是需要消耗大量的能源。

因此，亟待开发出一种新方法，在消耗较小能源的条件下，能将炉渣中分散分布的磷富集相有效地聚集起来，从而增大颗粒的尺寸，达到提高磁性分离的效果，这对回收炉渣中的磷富集相用作磷矿资源的替代物具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒聚集长大的方法及应用于该方法的促进脱磷渣中磷富集相颗粒聚集长大的装置。

采用本发明的装置及方法，可以加速磷富集相颗粒相互聚集、长大，而形成大尺寸颗粒；克服磷富集相在脱磷渣中呈分散分布，且颗粒较小，导致后期磁选分离效果较差的问题。且本发明的装置具有结构合理、操作简单方便、节能环保、能耗较低的优点。

为解决上述技术问题，本发明一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒聚集长大的装置，所示装置包括电脉冲发生系统、加热炉；所示电脉冲发生系统由电脉冲发生器、电极、电极支架组成；所述加热炉中设有坩埚，所述电极安装在电极支架上，一端与电脉冲发生器电连接，另一端延伸至坩埚中。

本发明一种促进脱磷渣中磷富集相颗粒聚集长大的装置，所述加热炉为电阻炉。