本发明专利技术涉及一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法。其技术方案是：将转炉钢渣粉碎至粒径<150µm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~50）L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。然后在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述微波场的微波功率为100~1000W，微波频率为2.45GHz。本发明专利技术实现了对转炉钢渣的综合利用和浸出剂氯化铵溶液的循环利用；本发明专利技术具有成本低、节约资源和环境友好的特点，其制品的纯度和附加值高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轻质碳酸钙
尤其涉及。
技术介绍
随着我国钢铁产量的不断增长，转炉钢渣作为钢铁冶炼过程中的必然产物，其每年的排放量逐渐增加。目前，对于转炉钢渣的处理主要是用于钢铁冶炼中的循环再利用、火法及湿法提取转炉钢渣中有价金属元素、筑路材料、建筑材料和农业肥料，或将其长期堆积。将转炉钢渣应用于钢铁冶炼中的循环再利用时，转炉钢渣中的磷会逐渐富集到铁中，从而导致钢铁品质的下降；提取转炉钢渣中有价金属元素时，火法处理存在工艺复杂、伴随废气或废物产生、所需温度高和能耗高的缺点，湿法提取所使用的传统水浴加热法存在加热不均匀、热转化效率低、浸出时间长和浸出率低、杂质离子含量高的弊病；转炉钢渣中所富含的自由CaO和自由MgO会使得其被用作筑路材料和建筑材料时体积不稳定，导致后期强度差、产生裂纹或隆起；此外，将转炉钢渣用于农业肥料或长期堆放时，转炉钢渣中的氟和重金属会有被雨水浸出污染环境的危险，因而对转炉钢渣的合理化处理和利用成为亟须解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产周期短、浸出率高、工艺简单、环境友好和成本低廉的利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，用该方法制备的轻质碳酸钙纯度高和附加值高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是: 步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径〈150Pm的颗粒，按固液比为IKg: (10-50) L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。步骤二、在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90°C的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述转炉钢渣的化学成分及其含量是:CaO为20~50wt%说02为5~15wt% ；A1 203为l~5wt% ;Fe203为 15~45wt% ；MgO 为 6~15wt% ；MnO 为 l~5wt%, P 为 0.所述微波场的微波功率为100~1000W，微波频率为2.45GHz。所述混合气体为0)2和N 2的混合气体，CO 2和N 2体积比为1: (0.1-5.5)。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有如下积极效果: 本专利技术以转炉钢渣为原料，采用微波辅助提取技术，所需温度低，能够显著缩短浸出时间。本专利技术不仅生产周期短，且能明显提高转炉钢渣中钙离子的浸出率(高达95%)。还能选择性地提取钙，所制备的轻质碳酸钙粒度均匀，纯度高达98%。本专利技术能实现对0)2的固定，降低大气中CO2的含量，从而对减轻温室效应产生积极效果，同时通过对转炉钢渣的有效回收利用，降低了转炉钢渣因堆放所造成的资源浪费和水土污染，因而对环境友好。本专利技术还能实现浸出剂NH4Cl溶液的循环利用，避免了资源的浪费，并且降低了成本，提高轻质碳酸钙产品的附加值。以转炉钢渣中主要物相Ca2S14为例，其化学反应为: 4NH4C1 (a)+Ca2S14(s) — 2CaCl2(a)+S12(s)丨 +4NH3(a)+2H20(l)(I) NH4Cl (a) +CaO(s) — CaCl2(a) +2NH3(a) +H2O(I)(2) 4NH3(a) +2C02(a) +2CaCl2(a) +4H20(I) — 2CaC03(s)丨 +4NH4C1 (a)(3) 本专利技术所制备的轻质碳酸钙颗粒形状规则，均为类正立方体，粒径均小于5 μπι。因此，本专利技术实现了对转炉钢渣的综合利用，能对大气中的0)2进行固定，转炉钢渣中钙的转化率高，能实现浸出剂氯化铵溶液的循环利用；本专利技术具有生产周期短、浸出率高、工艺简单、节约资源、环境友好和成本低廉的特点，所制备的轻质碳酸钙纯度和附加值高，为橡胶、塑料和油漆行业的优选化工原料。【附图说明】图1本专利技术制备的一种轻质碳酸钙的扫描电镜图片。【具体实施方式】【具体实施方式】对本专利技术作进一步的描述，并非对其保护范围的限制: 为避免重复，先将本【具体实施方式】所述的转炉钢渣的化学成分及其含量统一描述如下，实施例中不再赘述:所述转炉钢渣的化学成分及其含量是=CaO为20~50wt%取02为5~15wt% ;A1203为 l~5wt% ;Fe203为 15~45wt% ;MgO为 6~15wt% ;MnO 为 l~5wt%，PS0.实施例1 。所述方法的具体步骤是: 步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径〈74Pm的颗粒，按固液比为IKg: (30-50) L将所述颗粒与浓度为2~3mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为200~500rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出35~60min，过滤，得到含钙离子浸出液。步骤二、在搅拌速率为100~250rpm和水浴温度为35~75°C的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述微波场的微波功率为100~500W，微波频率为2.45GHz。所述混合气体为0)2和N 2的混合气体，CO 2和N 2体积比为1: (2.5-5.5)。实施例2 。所述方法的具体步骤是: 步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径为50~100Pm的颗粒，按固液比为IKg: (20~40)L将所述颗粒与浓度为0.5-2.5mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为100~300rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出25~50min，过滤，得到含钙离子浸出液。步骤二、在搅拌速率为350~600rpm和水浴温度为15~50°C的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述微波场的微波功率为500~1000W，微波频率为2.45GHz。所述混合气体为0)2和N 2的混合气体，CO 2和N 2体积比为1: (1.5-3.5 )。实施例3 。所述方法的具体步骤是: 步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径为74~150Pm的颗粒，按固液比为IKg: (10-25) L将所述颗粒与浓度为2.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合；于微波场中，在搅拌速率为400~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~30min，过滤，得到含钙离子浸出液。步骤二、在搅拌速率为200~400rpm和水浴温度为45~90°C的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。所述微波场的微波功率为350~750W，微波频率为2.45GHz。所述混合气体为0)2和N 2的混合气体，CO 2和N 2体积比为1: (0.1-2.1)。 本【具体实施方式】与现有技术相比，具有如下积极效果: 本【具体实施方式】以转炉钢渣为原料，采用微波辅助提取技术，所需温度低，能够显著缩短浸出时间。本【具体实施方式】不仅生产周期短，且能明显提高转炉钢渣中钙离子的浸出率(高达95%)。还能选择性地提取钙，所制备的轻质碳酸钙粒度均匀，纯度高达98%。本【具体实施方式】能实现对0)2的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述方法的具体步骤是：步骤一、将转炉钢渣粉碎至粒径<150µm的颗粒，按固液比为1Kg︰（10~50）L将所述颗粒与浓度为0.5~4mol/L的NH4Cl溶液混合，于微波场中，在搅拌速率为100~600rpm、氮气作为保护性气氛和冷凝的条件下浸出10~60min，过滤，得到含钙离子浸出液；步骤二、在搅拌速率为100~600rpm和水浴温度为15~90℃的条件下，向所述含钙离子浸出液中通入混合气体，通入混合气体的时间为10~30min，过滤，干燥，得到轻质碳酸钙。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马国军，张翔，童志博，李奇男，蔡洵，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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