【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢渣处理，更具体地说，涉及一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法。
技术介绍
1、在炼钢长流程(高炉→转炉→lf→rh→cc)和短流程(电炉→转炉→lf→rh→cc)中，随着钢铁品位的不断提高，随之而来的是钢渣排放量也越来越大，在环境污染与资源浪费的双重压力之下，钢渣的合理利用问题亟待解决。
2、目前，大部分企业采用热焖法、滚筒法、风淬法、热泼法等外部处理方式，造成钢渣热量损失，冷却之后的钢渣也因为磷和铁含量高，而限制了其循环使用。国内外去除钢渣中磷的方法，主要有改质磁选法、热态还原法、酸浸法、超重力法、毛细管作用分离法等，但都存在除磷效果不佳、二次污染环境、处理成本较高以及速度慢等问题。
3、经检索，目前有关钢渣除磷的技术已有相关专利文献公开，如中国专利公开号：cn110184399a，公开了一种采用氧化脱硫、还原脱磷两步法的钢渣处理方法，采用氧化脱硫、还原脱磷两步法的钢渣，向熔态钢渣中通入ar与o2的混合气体，氧化得到的so2从渣相中溢出脱除，之后通入co与co2的混合气体，磷的脱除率达到80％以上，但此方法容易带来环境污染和造成磷资源浪费，工艺也比较复杂。中国专利公开号：cn110129492a，公开了一种处理钢渣的方法，通过溅渣护炉操作来还原处理液态转炉钢渣，然后还原得到的铁水，进行脱硫和/或脱硅和/或脱磷操作，所得炉渣进行打水冷却，得到滤液和滤渣，然后进行烘干后冶炼并回收，这一过程非常复杂。中国专利公开号：cn110526745a，公开了一种从脱磷钢渣中分离磷和制备磷肥的方法
技术实现思路
1、1.专利技术要解决的技术问题
2、为解决现有技术中钢渣循环利用难的问题，本专利技术拟提供一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，发挥电场促进钢渣强化回收fe和p，不仅除磷率高、速度快、成本低，而且能同时回收钢渣中的铁，产生的含磷钢水便于再次后续利用，大幅提高了经济效益。
3、2.技术方案
4、为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
5、本专利技术的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，包括：
6、s1、钢渣降碱改质：将钢渣和硅质改质剂混合均匀改质，保证钢渣的流动性；
7、具体地，s1中根据需处理的钢渣原有碱度配置一定比例的硅质改质剂，并通过搅拌混合均匀得到低碱度改质钢渣，保证钢渣在高温下发生反应过程中还具有较高的流动性和避免熔渣返干；
8、优选地，s1中钢渣和硅质改质剂在1400℃-1450℃温度下进行混合均匀改质，实践中可采用1400℃、1420℃、1430℃、1450℃等；
9、进一步地，混合改质后的钢渣改质碱度(cao/sio2)＝1.0～1.5，钢渣目标黏度为0.25pa·s以下，以避免钢渣在还原过程中流动性差和返干；实践中硅质改质剂可以为sio2、含硅化合物等；
10、优选地，步骤s1中改质后的钢渣包括以下质量百分比的组分：31.5～42.6wt％cao、28.4～31.5wt％sio2、2～4wt％al2o3、4～6wt％mgo、20～25wt％fe2o3、1～4wt％p2o5以及不可避免的杂质；
11、s2、初步还原回收：将改质后的钢渣与高碳热态铁水混合，通过高碳铁水的还原作用初步还原钢渣中的铁和磷；
12、优选地，s2中将上述低碱度改质钢渣与高碳铁水按照特定1:1～2混合后在1400～1450℃温度下熔融，并保持0.15～0.5h，使反应完全；实践中可采用改质钢渣与高碳铁水比例为1:1、1:1.5、1:2等，反应温度可采用1400℃、1420℃、1450℃等，反应时间可采用0.15h、0.2h、0.35h、0.5h等；利用碳元素高温还原性将钢渣中的铁和磷元素部分还原回收，钢渣中的p2o5主要通过碳元素定向还原得到p3-；其中高碳铁水具有一定的还原性，比例越高越有利于钢渣中磷的回收；
13、优选地，s2中使用的高碳铁水中碳含量为2wt％～5wt％；实践中可采用碳含量为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％等；
14、初步还原回收是利用高碳铁水的还原作用回收钢渣中的磷和铁，但实践中在短时间内并无法使钢渣中的磷和铁达到目标水平，反应速度相对较慢；
15、s3、深度还原回收：通过电场强化进一步强化渣-金间氧化还原反应，减少磷的挥发，通过电场的促进作用回收钢渣中的铁和磷，驱动铁和磷元素从钢渣向铁水界面迁移，进一步提高铁和磷的回收率。
16、实践中优选s3中施加直流电压u为2～4v，输出电流i为0.4～0.6a，施加电场的电极为石墨，电极施加方式为熔渣为阴极，铁水为正极，反应时间优选为0.15～0.5h；实践中电压u可采用2v、3v、4v等，输出电流i可采用0.4a、0.5a、0.6a等，反应时间可采用0.15h、0.35h、0.5h等；主要发生的还原反应如下(1)和(2)所示：首先渣中的p2o5通过碳饱和铁水还原出p2(g)，之后p2(g)在电场作用下进一步还原生成p3-，再通过电场力作用下进入铁水，从而抑制了磷的挥发，提高了磷的回收率。
17、p2(g)+(o2-)+co ＝ 2(p3-)+co2(g) (1)
18、(p3-)-3e- ＝ [p] (2)
19、钢渣可以通过炼钢出渣后通过电场强化回收钢渣中的fe和p，充分利用出渣余热，利用铁水中的碳定向还原钢渣中的p2o5得到p3-，之后通过电场力定向迁移进入铁水，降低p2(g)挥发，得到的含磷钢水用于含磷合金冶炼或者作为高品位磷铁生产原料进行资源储备，避免了磷资源浪费；且钢渣的除本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S1中混合改质后的钢渣碱度为1.0～1.5。
3.根据权利要求2所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S1中混合改质后钢渣的目标黏度降低至0.25Pa.s以下。
4.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S1中钢渣和硅质改质剂在1400℃-1450℃温度下进行混合均匀改质。
5.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S2中将改质后的钢渣与热态高碳铁水按照1:1～2的质量比例混合。
6.根据权利要求5所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S2中将改质后的钢渣与热态高碳铁水混合后，在1400～1450℃温度下反应0.15～0.5h。
7.根据权利要求5或6所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S3中施加直流电压U为2～4V，输出电流I为0.4～0.6A。
9.根据权利要求8所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S3中施加电场的电极为石墨，电极施加方式为熔渣为阴极，铁水为正极。
10.根据权利要求1-4任一项所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤S1中改质后的钢渣包括以下质量百分比的组分：31.5～42.6wt％CaO、28.4～31.5wt％SiO2、2～4wt％Al2O3、4～6wt％MgO、20～25wt％Fe2O3、1～4wt％P2O5以及不可避免的杂质。
...【技术特征摘要】
1.一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤s1中混合改质后的钢渣碱度为1.0～1.5。
3.根据权利要求2所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤s1中混合改质后钢渣的目标黏度降低至0.25pa.s以下。
4.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤s1中钢渣和硅质改质剂在1400℃-1450℃温度下进行混合均匀改质。
5.根据权利要求1所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤s2中将改质后的钢渣与热态高碳铁水按照1:1～2的质量比例混合。
6.根据权利要求5所述的一种利用直流电场强化钢渣同时回收铁和磷的方法，其特征在于：步骤s2中将改质后的钢渣与热态高碳铁水混合后，在1400～14...
【专利技术属性】
技术研发人员：周赟，夏文质，吴婷，王海川，任平凡，侯震，楚少龙，鲍光达，何宝文，廖直友，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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