轉(zhuǎn)爐鋼渣熔融改質(zhì)過程中磷富集的工藝研究.pdf

1、我國鋼渣產(chǎn)量巨大，但利用率長期在低位徘徊，鋼渣在冶金領(lǐng)域的再利用雖然可以從根本上實現(xiàn)鋼渣在冶金企業(yè)的內(nèi)部循環(huán)，但又不可避免的造成磷的循環(huán)累積，增加冶煉負(fù)擔(dān)，為實現(xiàn)鋼渣的內(nèi)部循環(huán)利用而開發(fā)的轉(zhuǎn)爐渣除磷技術(shù)并沒有充分考慮到磷資源的回收及高效利用，而磷礦作為一種戰(zhàn)略資源，其開發(fā)與利用越來越受到重視。本文在總結(jié)國內(nèi)外對轉(zhuǎn)爐鋼渣中磷富集的研究工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前鋼鐵冶金行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，提出通過向熔融鋼渣中加入低堿度成分的改質(zhì)劑對鋼渣進(jìn)行

2、改質(zhì)處理，調(diào)整鋼渣堿度，減少2CaO·SiO2析出量，并通過控制熔渣的冷卻速率獲得高品位大結(jié)晶的富磷相，從而實現(xiàn)提高富磷相中磷含量的目的。通過考察鋼渣的熱處理制度和堿度對渣中磷富集效果的影響，得出以下結(jié)論:
　　(1)通過降低轉(zhuǎn)爐鋼渣堿度進(jìn)行的改質(zhì)處理實現(xiàn)了渣中磷的高效富集，改質(zhì)處理后鋼渣熔融—冷卻過程中，磷完全富集進(jìn)入富磷相，富集結(jié)束后渣本體中沒有剩余的磷存在。
　　(2)通過控制鋼渣降溫過程中的冷卻速率，使新生的晶核被粗

3、化過程吞并掉，可以促進(jìn)渣中2CaO·SiO2晶粒的長大。鋼渣冷卻速率由隨爐冷卻降低至1℃/min后，通過給予晶粒充分的析晶時間，渣中析出的2CaO·SiO2顆粒的平均粒徑由7.75μm增至12.15μm。在實驗控制的緩慢冷卻凝固條件下，鋼渣中的富磷相充分析晶長大，且礦物之間界面清晰，礦物成分穩(wěn)定，為富磷相的分離提取提供了重要保障。
　　(3)相同冷卻速率下，隨鋼渣堿度的降低，渣中2CaO·SiO2顆粒的析出量減少，且析出顆粒的粒徑

4、隨鋼渣堿度的降低而減小。本研究中不同冷卻速率下各堿度鋼渣中富磷相內(nèi)平均磷含量的變化趨勢相似，在堿度從2.7降至1.3的過程中，富磷相內(nèi)磷含量不斷增加，但在堿度繼續(xù)降低至1.0的過程中，堿度為1.1和1.0的兩種低堿度鋼渣中富磷相內(nèi)的平均磷含量明顯減少。
　　渣樣在保溫過程中是否存在固態(tài)2CaO·SiO2顆粒對磷的富集具有重要意義。由于堿度為2.7、1.5和1.3的三種鋼渣的完全熔化溫度高于渣樣的保溫溫度，渣樣在保溫過程中存在固態(tài)2

5、CaO·SiO2顆粒，磷可以在渣樣的保溫過程中開始富集，因此降溫速率對其富集效果影響很小，2CaO·SiO2顆粒內(nèi)的磷含量隨鋼渣堿度的降低而增加，渣中磷含量為5％時，充分富集后所得富磷相內(nèi)磷含量增至30％左右，且渣本體中沒有剩余的磷存在;對堿度為1.1和1.0的兩種低堿度鋼渣，由于其完全熔化溫度低于1450℃，渣樣在保溫過程中完全熔化，不存在固態(tài)的2CaO·SiO2顆粒，而不能夠發(fā)生磷的富集，磷的富集主要發(fā)生在鋼渣的降溫過程中，導(dǎo)致其富

6、集效果明顯受冷卻速率的影響，本研究的熱處理制度下磷的富集不充分，富集后所得富磷相內(nèi)磷含量約20％左右，且渣本體中仍殘存部分沒有充分富集進(jìn)入富磷相的磷。
　　(4)基于對磷富集效果和改質(zhì)成本及改質(zhì)后鋼渣的后續(xù)處理等方面問題的綜合考慮，改質(zhì)鋼渣堿度應(yīng)控制在1.3～1.5范圍內(nèi)。
　　(5)本文中使用的將渣樣在略低于其完全熔化溫度下保溫的熱處理制度，可以使磷在固液共存渣的保溫過程中開始富集，不僅減小了降溫速率對磷富集效果的影響，而