[发明专利]一种高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法

说明书

本发明提供了一种高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法，属于冶金资源循环利用技术领域；本发明中，首先对含磷钢渣进行熔渣改性，然后采用热处理使得磁性Fe₃O₄相与磷酸钙相选择性长大，最后对热处理后的钢渣磁性回收来达到高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的目的；所述方法分离出的含铁和含磷精矿可以分别作为炼铁和制磷肥的原料，尾矿可以直接返回钢铁企业内部循环利用，不但解决了钢渣的环境负荷，而且实现了资源的综合利用。

技术领域

本发明属于冶金资源循环利用技术领域，具体涉及一种高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程中产生的废弃物，排出量占粗钢产量的15％～20％。由于钢渣含磷硫杂质较多，导致钢渣品位较低，使得其利用率只有20％左右。钢渣的大量堆积(累计超过5亿吨)，不仅占用大量土地，而且会造成冶金资源的极大浪费和环境污染。

相比钢渣在冶金企业外部利用，大量实验研究和理论分析表明，钢渣在企业内部回用是一种理想的方法。在目前的回用方法中，冶金渣主要作为烧结熔剂、高炉炼铁熔剂和铁水预处理渣剂等。但是，由于近年来高磷矿的广泛使用，钢渣中磷含量较高，若简单地将钢渣返回冶炼系统内部循环利用，会造成磷在铁液中的循环，进而对钢造成磷污染，劣化钢质，也加重了后期的脱磷负担。因此，钢渣中磷的有效富集和去除是其能够在冶金企业内部循环利用的前提。

现有的钢渣除磷法虽然能够在一定程度上实现钢渣中磷的有效分离，但是转炉钢渣除磷技术并没有实现钢渣中铁与磷的回收及高效利用。这导致了钢渣分离后获得的富磷相中磷的浓度较低(P₂O₅10％)，进而使得分离后获得的磷资源利用价值低。为了提高钢渣中富磷相的附加值，同时对钢渣中的铁资源进行回收利用，有必要开发新的高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法。

发明内容

针对现有技术钢渣中富磷相中磷的品位较低难以资源化利用的不足，本发明提供了一种高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法。本发明中，首先对含磷钢渣进行熔渣改性，然后采用热处理使得磁性Fe₃O₄相与磷酸钙相选择性长大，最后对热处理后的钢渣磁性回收来达到高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的目的；所述方法分离出的含铁和含磷精矿可以分别作为炼铁和制磷肥的原料，尾矿可以直接返回钢铁企业内部循环利用，不但解决了钢渣的环境负荷，而且实现了资源的综合利用。

本发明中提供了一种高效回收含磷钢渣中铁和磷资源的方法，具体包括如下步骤：

(1)改变氧分压至P_O210^-4，并向熔融状态的含磷钢渣中添加改质剂使含磷钢渣中的铁和磷分别选择性富集到磁性Fe₃O₄相与磷酸钙相，得到改质后的含磷钢渣；

(2)对改质后的含磷钢渣进行热处理，使得磁性Fe₃O₄相与磷酸钙相选择性长大；

(3)将热处理后的含磷钢渣进行冷却、水淬、粉碎，然后通过磁选分离来实现磁性Fe₃O₄相与磷酸钙相分离，成功回收含磷钢渣中铁和磷资源。

进一步的，步骤(1)中，所述的含磷钢渣包括脱磷转炉脱磷渣、转炉含磷渣或电炉磷渣。

进一步的，步骤(1)中，所述改质剂为硼氧化物、硼酸盐、硅氧化物或硼硅化合物中的一种或几种。

进一步的，步骤(1)中，所述改质剂的添加量为不高于钢渣与改质剂质量和的10％。

进一步的，步骤(1)中，所述改质后的含磷钢渣的碱度(CaO/SiO₂)＝1.0～3.0。

进一步的，步骤(2)中，所述热处理的温度为1500℃以上。