[发明专利]铁酸钙制备方法

说明书

本申请涉及一种铁酸钙的制备方法，针对原料厂脱硫灰数量多，存放难，处理难，污染严重的情况，先将脱硫灰在氧化性气氛下加热一段时间，然后加入煤粉、焦粉、铁矿粉作为原料，经粉碎、混料、加水压块、热压、加热焙烧等步骤，脱硫后制成主要成分为铁酸钙的产物，脱除的硫经吸收塔后制成硫酸回收。本申请的铁酸钙制备方法工艺方法先进，操作简单，脱硫率高，生成的产物纯度高，可用作烧结添加剂或者转炉造渣剂，以实现废弃物的循环回收利用。

技术领域

本申请属于冶金技术领域，特别是涉及一种铁酸钙的制备方法。

背景技术

钢铁行业是我国重要的基础性产业，具有消耗能量大、排放量高、环境污染严重等特点。伴随着钢铁行业冶金技术的不断发展，高炉的容积也随之扩大，由此导致烟尘排放量进一步增大。钢铁企业所排放的烧结烟气中含有大量的SO₂，此环节的SO₂排放量高达整个钢铁企业SO₂总排放量的60％。由于炼铁的主要原料为烧结矿，因此通过关闭烧结厂来解决SO₂排放的问题是不可行的，所以目前唯一的选择是对烧结烟气进行脱硫处理。

近几年，国内大型钢铁企业相继建成了烧结烟气脱硫装置，其中半干法脱硫工艺在烧结厂得到了较为广泛的应用，SO₂的控制取得了显著的成效，但半干法脱硫工艺原料采用生石灰，经过烟气脱硫后产生的副产物为半干法脱硫灰，半干法脱硫灰成分很不稳定，含有S、Cl等有害元素，呈碱性，遇水易膨胀。目前国内外尚未找到合适的方法处理脱硫灰，所以钢铁厂脱硫灰主要采用堆存的方式处理，由于脱硫灰中含有大量的钙元素，不仅造成了资源的极大浪费，同时也会对周边的环境造成污染，因此亟需对部分脱硫灰进行处理。

另一方面，生产高碱度烧结矿，尤其是超高碱度烧结矿的烧结矿黏结相主要由铁酸钙组成，铁酸钙可使烧结矿的强度和还原性同时得到提高。除此以外，铁酸钙还可以取代萤石在转炉中所起的作用，因为其在脱磷过程中具有高的脱磷能力，铁酸钙被视为良好的脱磷材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁酸钙的制备方法，针对背景技术的状况，将脱硫灰在整个钢铁厂内进行回收处理、循环利用，经氧化、混料、加水压块、加热焙烧等步骤，制成铁酸钙，作为烧结添加剂或者转炉造渣剂，使废弃物得到回收再利用，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁酸钙的制备方法，所述制备方法的原料为脱硫灰，包括以下步骤：

S1:取脱硫灰在氧化性气氛下进行焙烧，控制焙烧温度为500-800℃，焙烧时间为5-30min，焙烧完毕后，冷却得到脱硫灰焙烧物；其中，所述氧化性气氛的氧气含量大于10％；

S2：取铁矿粉和碳粉与脱硫灰焙烧物，按比例混合后得到混合物料；其中：混合比例按摩尔比控制脱硫灰焙烧物中的S元素：铁矿粉中的Fe元素：碳粉中的C元素＝1：0.5-2：0-2；

S3:于保护气氛下将混合物料进行焙烧，焙烧温度为800-1200℃，焙烧时间为0.1-4h，焙烧完毕，冷却得到铁酸钙；其中，所述保护气氛为氧含量小于5％的氧化性气氛或惰性气氛。

优选的，所述步骤S2中还包括有，将所述混合物料放入压块机中压制，压实后得到压块混合物料，其中，压制过程中，将在混合物料仲加入水和粘结剂。

更优选的，所述压块混合物料为直径为3cm，高度为2cm，重量为3g的块状，所述压块机的压力为20MPa。

优选的，所述脱硫灰为钢铁厂或发电厂石灰石半干法脱硫工艺的产物，所述脱硫灰中Ca含量40-60％，S含量20-45％，Cl含量0-3％，碱金属含量0-5％。

为了充分利用铁粉中的铁元素，优选所述铁矿粉中的Fe含量大于50wt％，更进一步地，优选铁矿粉为赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿和氧化铁皮中的至少一种。