一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法。其技術(shù)方案是：先將電爐鋼渣在微波場中用氯化銨溶液浸出1~3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣；在浸出液中通入CO2，得到碳酸鈣副產(chǎn)品；再將35~40wt%的銨浸電爐渣殘渣、32~37wt%的鋁土礦、5~8wt%的硅石、18~19wt%的還原焦炭和2~4wt%的螢石混合，得到混合料；然后按混合料與水的質(zhì)量比為100∶6~10配料，混勻，成型，干燥；最后在1950~2200℃條件下保溫120~240min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。本發(fā)明既能解決爐渣銨浸殘渣大量堆放污染環(huán)境的問題，又能利用電爐渣銨浸殘渣生產(chǎn)硅鋁鐵合金，所生產(chǎn)硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于硅鋁鐵合金技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2014年，我國電爐鋼年產(chǎn)量已達8.47千萬噸，同時伴隨有大量的二氧化碳和電爐鋼渣的產(chǎn)生，在可預見的未來，電爐煉鋼占鋼鐵總產(chǎn)量的比例將持續(xù)增加。二氧化碳帶來的溫室效應，致使冰川融化、自然生態(tài)退化和自然災害頻發(fā)，直接威脅著部分地域人類的生存發(fā)展。同時，大量的電爐渣堆放不僅占用土地，而且容易使土地鹽堿化，將這些爐渣用于水泥、建筑保溫材料，其附加值較低，并且由于電爐渣的主要成分是堿土金屬氧化物(如CaO，MgO等)，它們在空氣中極易吸潮從而在使用中產(chǎn)生機械膨脹導致緊固結(jié)構(gòu)失效。為了同時解決或減緩二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應和鋼渣產(chǎn)生的環(huán)境及效益問題，近年來，通過化學反應使二氧化碳與鋼渣反應生成可長期保存、對環(huán)境無害的碳酸鹽礦物成為研究熱點并取得了一定的進展，其中采用氯化銨溶液從鋼渣中浸取鈣元素，然后將含鈣浸出液與二氧化碳反應產(chǎn)生有商業(yè)價值的碳酸鈣產(chǎn)品，這種間接碳酸化工藝被認為最有前途的生產(chǎn)工藝。但該工藝浸出階段存在從鋼渣中浸出鈣離子的效率不高，浸出后銨浸電爐渣殘渣又成為二次固體廢棄物的問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制備方法，該方法既能解決電爐渣銨浸殘渣無法利用而大量堆放污染環(huán)境的問題，又能利用電爐渣銨浸殘渣制備硅鋁鐵合金，所制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:其特征在于所述制備方法是:
I)先將粒度<74μπι的電爐鋼渣在微波場中用I?4mol/L的氯化銨溶液浸出I?3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣;然后在所述浸出液中通入C02，得到碳酸鈣副廣品。
[0005]2)將35?40wt%的所述銨浸電爐渣殘渣、32?37wt%的鋁土礦、5?8wt°/c^硅石、18?19wt%的還原焦炭和2?4￥丨％的螢石混合，得到混合料。再按所述混合料與水的質(zhì)量比為100:6?10配料，混合均勻，壓制成型，干燥;然后在1950?2200°C條件下保溫120?240min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。
[0006]所述電爐鋼渣的化學成分是:5102為11~14￥七％^1203為3~5￥七％;?6203為22.5~29wt%； CaO為39?45wt% ;MgO為8?10wt% ;Mn為0.90?I.3wt%;卩為0.3?0.5wt%; 3為0.08?0.2wt%0
[0007]所述銨浸電爐渣殘渣成分及其含量為:S12為15?28wt%，F(xiàn)e203為35?48wt%，Al203為7?12wt%，CaO為 5?12wt%。
[0008]所述鋁土礦的Al2O3含量2 72 wt%，粒度〈1mm。
[0009]所述還原焦炭的C含量2 85wt%，粒度〈1mm。
[0010]所述硅石的粒度〈1mm。
[0011]所述螢石的粒度〈1mm。
[0012]壓制成型的壓強為8?15MPa。
[0013]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
現(xiàn)有技術(shù)用氯化銨溶液從電爐鋼渣浸出鈣離子，然后含鈣浸出液通入C02，得到碳酸鈣副產(chǎn)品，這種技術(shù)雖能就地同時處理鋼廠產(chǎn)生的二氧化碳和電爐鋼渣，但鈣離子的浸出效率低;本發(fā)明采用微波強化鈣離子浸出的方法，能夠有效地提高鈣離子的浸出效率并縮短浸出時間。
[0014]本發(fā)明提供了一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法，本發(fā)明根據(jù)電爐渣銨浸殘渣的粒度細小無需研磨，鐵、鋁、硅元素含量大的特點，既能解決電爐渣銨浸殘渣無法利用而大量堆放污染環(huán)境的問題，又能合理利用電爐渣銨浸殘渣生產(chǎn)硅鋁鐵合金，所生產(chǎn)硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性，為電爐渣的綜合利用提供新的途徑。
[0015]本發(fā)明制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金;Al > 25wt%；Si > 25wt%；Mn < 0.15wt%；C< 0.15wt%；P< 0.02wt%；S < 0.02wt%。符合YB/T065-2008中FeAl25Si25硅鋁鐵合金的標準:Al > 25wt%；Si > 25wt%；Mn<0.4wt%；C<0.2wt%；P<0.02wt%；S<0.03wt%o
[0016]因此，本發(fā)明既能解決電爐渣銨浸殘渣無法利用而大量堆放污染環(huán)境的問題，又能合理利用電爐渣銨浸殘渣生產(chǎn)有商業(yè)價值的硅鋁鐵合金，該硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述，但所描述的實例只是本發(fā)明的一部分實施例，并非對其保護范圍的限制，在本領(lǐng)域沒有創(chuàng)造性勞動下獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]為避免重復敘述，先將本【具體實施方式】所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
所述電爐鋼渣的化學成分是:Si02為11?14wt%;Al203為3?5wt%;Fe203為22.5?29wt%;CaO 為 39?45wt%;Mg0 為 8?10wt%;Mn 為 0.90~1.3wt%;PS0.3~0.5wt%; 3為0.08~0.2wt%。
[0019]所述銨浸電爐渣殘渣成分及其含量為:S12為15?28wt%，F(xiàn)e203為35?48wt%，Al203為7?12wt%，CaO為 5?12wt%。
[0020]所述鋁土礦的Al2O3含量2 72 wt%，粒度〈1mm。
[0021 ] 所述還原焦炭的C含量2 85wt%，粒度〈1mm。
[0022]所述硅石的粒度〈1mm。
[0023]所述螢石的粒度〈1mm。
[0024]實施例1
一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法。本實施例所述制備方法是:
I)先將粒度<74μπι的電爐鋼渣在微波場中用I?4mol/L的氯化銨溶液浸出I?3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣;然后在所述浸出液中通入co2，得到碳酸鈣副廣品。
[0025]2)將35?38wt%的所述銨浸電爐渣殘渣、34?37wt%的鋁土礦、6?8wt°/c^硅石、18?19wt%的還原焦炭和3?4wt%的螢石混合，得到混合料。再按所述混合料與水的質(zhì)量比為100:6?8配料，混合均勻，壓制成型，干燥;然后在2050?2200 °C條件下保溫120?180min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。
[0026]本實施例所述壓制成型的壓強為1?15MPa。
[0027]本實施例制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金；Al> 27wt%；Si >27wt%; Mn < 0.15wt%; C < 0.15wt%; P < 0.02wt%; S < 0.02wt%。
[0028]實施例2
一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法。本實施例所述制備方法是:
I)先將粒度<74μπι的電爐鋼渣在微波場中用I?4mol/L的氯化銨溶液浸出I?3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣;然后在所述浸出液中通入C02，得到碳酸鈣副廣品。
[0029]2)將37?39wt%的所述銨浸電爐渣殘渣、32?35wt%的鋁土礦、6?7wt°/c^硅石、18?19wt%的還原焦炭和2?3￥丨％的螢石混合，得到混合料。再按所述混合料與水的質(zhì)量比為100:7?10配料，混合均勻，壓制成型，干燥;然后在1950?2100°C條件下保溫180?240min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。
[0030]本實施例所述壓制成型的壓強為8?13MPa。
[0031]本實施例制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金；Al> 25wt%；Si >27wt%; Mn < 0.15wt%; C < 0.15wt%; P < 0.02wt%; S < 0.02wt%。
[0032]實施例3
一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法。本實施例所述制備方法是:
I)先將粒度<74μπι的電爐鋼渣在微波場中用I?4mol/L的氯化銨溶液浸出I?3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣;然后在所述浸出液中通入C02，得到碳酸鈣副廣品。
[0033]2)將38?40wt%的所述銨浸電爐渣殘渣、33?36wt%的鋁土礦、5?7wt°/c^硅石、18?19wt%的還原焦炭和2?3￥丨％的螢石混合，得到混合料。再按所述混合料與水的質(zhì)量比為100:6?9配料，混合均勻，壓制成型，干燥;然后在2000?2150 °C條件下保溫150?210min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。
[0034]本實施例所述壓制成型的壓強為9?14MPa。
[0035]本實施例制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金；Al> 27wt%；Si >25wt%; Mn < 0.15wt%; C < 0.15wt%; P < 0.02wt%; S < 0.02wt%。
[0036]
本【具體實施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
現(xiàn)有技術(shù)用氯化銨溶液從電爐鋼渣浸出鈣離子，然后含鈣浸出液通入co2，得到碳酸鈣副產(chǎn)品，這種技術(shù)雖能就地同時處理鋼廠產(chǎn)生的二氧化碳和電爐鋼渣，但鈣離子的浸出效率低;本【具體實施方式】采用微波強化鈣離子浸出的方法，能夠有效地提高鈣離子的浸出效率并縮短浸出時間。
[0037]本【具體實施方式】提供了一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金及其制備方法，本【具體實施方式】根據(jù)電爐渣銨浸殘渣的粒度細小無需研磨，鐵、鋁、硅元素含量大的特點，既能解決電爐渣銨浸殘渣無法利用而大量堆放污染環(huán)境的問題，又能合理利用電爐渣銨浸殘渣生產(chǎn)硅鋁鐵合金，所生產(chǎn)硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性，為電爐渣的綜合利用提供新的途徑。
[0038]本【具體實施方式】制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金;Al> 25wt%；Si> 25wt%；Mn < 0.15wt%;C < 0.15wt%;P < 0.02wt%;S < 0.02wt%。符合YB/T065-2008中FeAl25Si25硅鋁鐵合金的標準:Al > 25wt%；Si > 25wt%；Mn < 0.4wt%； C < 0.2wt%； P <0.02wt%； S < 0.03wt%o
[0039]因此，本【具體實施方式】既能解決電爐渣銨浸殘渣無法利用而大量堆放污染環(huán)境的問題，又能合理利用電爐渣銨浸殘渣生產(chǎn)有商業(yè)價值的硅鋁鐵合金，該硅鋁鐵合金具有較高的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1.一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制備方法，其特征在于所述制備方法是: 1)先將粒度<74μπι的電爐鋼渣在微波場中用I?4mol/L的氯化銨溶液浸出I?3小時，過濾，得到含鈣離子的浸出液和銨浸電爐渣殘渣;然后在所述浸出液中通入C02，得到碳酸鈣副廣品； 2)將35?40wt°/c^所述銨浸電爐渣殘渣、32?37wt°/c^鋁土礦、5?8wt%的硅石、18?19wt°/c^還原焦炭和2?4wt%的螢石混合，得到混合料;再按所述混合料與水的質(zhì)量比為100:6?10配料，混合均勻，壓制成型，干燥;然后在1950?2200°C條件下保溫120?240min，制得基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。2.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述電爐鋼渣的化學成分是:S12為11?14wt%;Al203為3?5wt%;Fe203為22.5?29wt%;CaO為39?45wt%;Mg0為8?10wt%;Mn為0.90?1.3wt%;PS0.3?0.5wt%;3為0.08?0.2wt%。3.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述銨浸電爐渣殘渣成分及其含量為:S12為15?28wt%，F(xiàn)e203為35?48wt%，Al203為7?12wt%，Ca0*5~12wt%。4.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述鋁土礦的Al2O3含量I 72 wt%，粒度〈1mm。5.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述還原焦炭的C含量? 85wt%，粒度〈1mm。6.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述硅石的粒度〈1_。7.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于所述螢石的粒度〈1_。8.如權(quán)利要求1所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制方法，其特征在于壓制成型的壓強為8?15MPa。9.一種基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金，其特征在于所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金是根據(jù)權(quán)利要求1?8項中任一項所述的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金的制備方法所制備的基于銨浸電爐渣殘渣為原料的硅鋁鐵合金。
【文檔編號】C22B7/04GK105838896SQ201610431849
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】童志博, 馬國軍, 張翔, 李峰
【申請人】武漢科技大學