CN114538802A - 一种钢渣稳定化分级利用的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及固废减排领域，尤其涉及一种钢渣稳定化分级利用的方法及***；所述方法包括：得到炼钢工序后的热态钢渣；将热态钢渣进行辊压和第一降温，后在二氧化碳的气氛条件下进行热闷和第二降温，得到稳定化的钢渣；将细化钢渣进行N级磁选，分别得到渣钢和N个粒径的钢渣；将渣钢返回炼钢工序中，得到钢制产品；将N个粒径范围的钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料；其中，N≥1且N为正整数；所述***包括：热态钢渣处理单元，热态钢渣处理单元包括辊压子单元和热闷碳酸化子单元；冷固态处理单元，冷固态处理单元包括磁选子单元、筛分子单元和粉磨子单元；将钢渣进过二氧化碳气氛的热闷处理，实现钢渣的深度稳定化，方便后续分级利用。
Description
技术领域
本申请涉及固废减排领域，尤其涉及一种钢渣稳定化分级利用的方法及***。
背景技术
现有的冶炼工艺中，每冶炼一吨粗钢产生0.10～0.15吨的钢渣，据统计2020年全国粗钢产量为10.53亿吨，由此计算可知2020年全国产生1～1.6亿吨钢渣，钢渣数量如此之大，如不加以合理利用，不仅会占用大量土地、严重污染环境，而且还是对资源的巨大浪费。钢渣由于自身含有大量的f-CaO和f-MgO等碱性氧化物，f-CaO和f-MgO与水反应后会发生体积膨胀，进而导致钢渣破碎粉化，引起冶炼过程的不安全性和不稳定性问题，因此无法直接作为建筑材料，即使通过改进钢渣的技术，钢渣的利用率也不足30％。目前钢渣的预处理技术主要是水淬法、热闷法、热泼法、风淬法和滚筒法等，可消解部分f-CaO和f-MgO等碱性氧化物，从而提高钢渣的稳定性，但存在消解均匀性差，不彻底等问题，得到的钢渣很难被建筑行业接受。
同时，全球变暖、冰川融化等温室效应日趋严重，主要原因就是温室气体CO2的大量排放，为此我国制定了2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的重大战略决策；为实现这一目标，CO2的捕集固封技术成为了专家学者的热门研究方向，目前常用的CO2捕集固封方法包括地质埋存、海洋封存和化学固封，其中化学固封是通过与醇胺、热钾碱溶液、氨水和碱性氧化物发生化学反应，从而实现CO2的固封。
因此可以利用钢渣中的碱性氧化物与CO2反应，不仅能实现CO2的固封，而且能够进一步实现钢渣的稳定化，但是如何将钢渣的碱性氧化物和CO2反应从而实现钢渣的多级利用，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种钢渣稳定化分级利用的方法及***，以解决现有技术中钢渣的碱性氧化物和CO2难以反应的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种钢渣稳定化分级利用的方法，所述方法包括：
得到炼钢工序后的热态钢渣；
将所述热态钢渣进行辊压和第一降温，后在二氧化碳的气氛条件下进行热闷和第二降温，得到稳定化的钢渣；
将所述细化钢渣进行N级磁选，分别得到渣钢和N个粒径的钢渣；
将所述渣钢返回所述炼钢工序中，得到钢制产品；
将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料；
其中，N≥1且N为正整数。
可选的，所述热闷包括：以间歇降温的方式进行热闷；
所述间歇降温的间歇时间为3min～6min；
所述第二降温的终点温度为60℃～150℃；
所述热闷的压力为0.2MPa～0.6MPa。
可选的，所述N级磁选为三级磁选；
所述N个粒径的钢渣包括：第一粒径的钢渣、第二粒径的钢渣和第三粒径的钢渣。
可选的，4.75mm＜所述第一粒径≤10mm，1mm≤所述第二粒径≤4.75mm，所述第三粒径≤1mm。
可选的，所述将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料，具体包括：将第一粒径的所述钢渣作为建筑砟；
将第二粒径的钢渣作为机制砂；
将第三粒径的钢渣进行粉磨，得到钢渣微粉，比表面积为400m2/kg～500m2/kg：
将所述钢渣微粉作为矿物掺和料。
可选的，稳定化的所述钢渣的粒径≤10mm。
可选的，所述热态钢渣的温度为1550℃～1650℃；
所述第一降温的终点温度为700℃～800℃。
第二方面，本申请提供一种钢渣稳定化分级利用的***，所述***用于实现第一方面所述的方法，所述***包括：
热态钢渣处理单元，所述热态钢渣处理单元用于将热态钢渣进行破碎和深度稳定化，所述热态钢渣处理单元包括辊压于单元和热闷碳酸化子单元，所述辊压子单元用于将所述热态钢渣进行初步破碎和初步降温，所述辊压子单元的出料口连接所述热闷碳酸化子单元的进料口，所述热闷碳酸化子单元用于将辊压后的钢渣进行二次降温冷却同时对二氧化碳进行固封得到稳定化的钢渣；
冷固态处理单元，用于将稳定化的钢渣进行分级利用，所述冷固态处理单元包括磁选子单元、筛分子单元和粉磨子单元，所述磁选子单元的进料口连接所述热闷碳酸化子单元的出料口，所述磁选子单元的第一出料口连接所述筛分子单元的进料口，所述筛分子单元的第一出料口连接所述粉磨子单元的进料口，所述磁选子单元的第二出料口、所述筛分子单元的第二出料口和所述粉磨子单元的出料口都连接有收集单元。
可选的，所述冷固态处理单元还包括破碎子单元；
所述磁选子单元包括第一级磁选子单元级和第二级磁选子单元，所述筛分于单元包括第一级筛分子单元和第二级筛分子单元，所述第一级磁选子单元的进料口连接所述热闷碳酸化子单元的出料口，所述第一级磁选子单元的出料口连接所述第一级筛分子单元的进料口，所述第一级筛分子单元的第一出料口连接所述破碎子单元的进料口，所述第一级筛分子单元的第二出料口连接所述收集单元，所述破碎子单元的出料口连接所述第二级磁选子单元的进料口，所述第二级磁选子单元的出料口连接所述第二级筛分子单元的进料口，所述第二级筛分子单元的第一出料口连接所述粉磨子单元的进料口，所述第二级筛分子单元的第二出料口连接第二出料口连接所述收集单元。
可选的，所述***还包括热能回收单元，所述热能回收单的进气口连接所述热态钢渣处理单元的出气口，所述热能回收单元的出气口连接所述热闷碳酸化子单元的进气口。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的一种钢渣稳定化分级利用的方法，通过先将热态的钢渣进行辊压和第一降温，再经过二氧化碳气氛的热闷处理，使钢渣的碱性氧化物经过二氧化碳的处理，能够实现钢渣的最大粉化和碳酸化，从而实现钢渣的深度稳定化，再通过磁选将钢渣中的渣钢选取出，再通过筛分，得到不同粒径的钢渣废料，从而能够作为不同的建筑用料，实现钢渣的多级利用。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的方法的详细流程示意图；
图3为本申请实施例提供的***的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的***的详细结构示意图；
其中，1-热态钢渣处理单元，11-辊压子单元，12-热闷碳酸化子单元，2-冷固态处理单元，21-磁选子单元，211-第一级磁选子单元，212-第二级磁选子单元，22-筛分子单元，221-第一级筛分子单元，222-第二级筛分子单元，23-粉磨子单元，3-破碎子单元，4-热能回收单元，5-收集单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的创造性思维为：有压热闷作为钢渣处理的一种工艺，在CO2的氛围下进行有压热闷，水蒸气和CO2的产生协同作用，能够提高钢渣的粉化率从而有利于渣钢的回收，同时通过CO2的碳酸化作用实现钢渣的深度稳定化降低f-CaO和f-MgO的含量从而实现钢渣对CO2的固封，而目前的有压热闷工艺过程没有对大量的余热进行回收，造成能源的浪费，并且产品单一，同时部分现有工艺还将含碱金属碳酸盐添加钢渣中催化钢渣对CO2的固定，虽然强化了钢渣的碳酸化，但是钢渣与催化剂的质量比为1∶1～10，而使用大量的催化剂必然造成钢渣总量的增加，也会浪费大量碱金属资源。
在本申请一个实施例中，如图1所示，一种钢渣稳定化分级利用的方法，所述方法包括：
S1.得到炼钢工序后的热态钢渣；
S2.将所述热态钢渣进行辊压和第一降温，后在二氧化碳的气氛条件下进行热闷和第二降温，得到稳定化的钢渣；
S3.将所述细化钢渣进行N级磁选，分别得到渣钢和N个粒径的钢渣；
S4.将所述渣钢返回所述炼钢工序中，得到钢制产品；
S5.将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料；
其中，N≥1且N为正整数。
在一些可选的实施方式中，所述热闷包括：以间歇降温的方式进行热闷；
所述间歇降温的间歇时间为3min～6min；
所述第二降温的终点温度为60℃～150℃；
所述热闷的压力为0.2MPa～0.6MPa，其中，所述第二降温的终点温度可以是60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。
本申请中，间歇降温的间歇时间为3min～6min的积极效果是在该时间的范围内，能将二氧化碳、水和辊压降温后的钢渣充分反应，从而将辊压形成的碎散钢渣经过二氧化碳和水的碳酸化，将钢渣中的碱性氧化物反应完全，实现钢渣的深度稳定化；当时间的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过长的降温间歇时间将导致工艺时间过长，同时将影响碳酸化的进程，当时间的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过短的降温间歇时间将导致降温效果不佳，同时导致碳酸化不充分，影响钢渣的深度稳定化。
第二降温的终点温度为60℃～150℃的积极效果是在该温度的范围内，能使二氧化碳、水和钢渣反应充分，同时配合间歇降温的操作，得到稳定化的钢渣；当温度取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过高的温度将导致碳酸化反应不完全，导致钢渣的深度稳定化不足，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的温度将导致工艺时间过长，同时余热回收效率大幅度降低。
在一些可选的实施方式中，所述N级磁选为三级磁选；
所述N个粒径的钢渣包括：第一粒径的钢渣、第二粒径的钢渣和第三粒径的钢渣。
在一些可选的实施方式中，4.75mm＜所述第一粒径≤10mm，1mm≤所述第二粒径≤4.75mm，所述第三粒径≤1mm。
本申请中，4.75mm＜第一粒径≤10mm和1mm≤第二粒径≤4.75mm的积极效果是在该粒径范围内的钢渣粒径分别符合建筑砟和机制砂对粒径的要求，钢渣总量巨大，单一产品必然会引起消纳困难通过筛分增加钢渣产品种类，有利于提高钢渣资源化利用率，当粒径的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过大的粒径将导致钢渣中的渣钢回收率降低，同时影响深度稳定化效果，当粒径的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过小的粒径将导致不符合产品粒径要求，影响产品质量和外销。
第三粒径≤1mm的积极效果是该粒径范围内的钢渣活性成分得到了富集，TFe含量下降，易磨性提高，能节省粉末能耗，提高产品质量，当粒径的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过大粒径的钢渣中惰性成分和TFe含量高，将导致钢渣粉磨能耗提高，钢渣微粉活性降低，当粒径的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是将导致该部分钢渣占比过少，钢渣粉磨无法达到规模化。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，所述将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料，具体包括：
S51.将第一粒径的所述钢渣作为建筑砟；
S52.将第二粒径的钢渣作为机制砂；
S53.将第三粒径的钢渣进行粉磨，得到钢渣微粉，比表面积为400m2/kg～500m2/kg；
S54.将所述钢渣微粉作为矿物掺和料。
本申请中，将三种粒径的钢渣分别作为不同的用途，从而实现钢渣的多级利用
在一些可选的实施方式中，稳定化的所述钢渣的粒径≤10mm，其中，稳定化的所述钢渣的粒径可以是2mm、4mm、6mm、8mm或10mm。
本申请中，稳定化的钢渣的粒径≤10mm的积极效果是该粒径范围能保证钢渣中的碱性氧化物尽可能的反应完全，实现钢渣的深度稳定化；当粒径的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过大的粒径将导致钢渣中的渣钢回收率降低，同时影响深度稳定化效果，当粒径的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过小的粒径将导致热闷碳酸化时间大幅度延长。
在一些可选的实施方式中，所述热态钢渣的温度为1550℃～1650℃；
所述第一降温的终点温度为700℃～800℃，其中，所述热态钢渣的温度可以是1550℃、1570℃、1590℃、1610℃、1630℃或1650℃；所述第一降温的终点温度可以是700℃、720℃、740℃、760℃、780℃或800℃。
本申请中，热态钢渣的温度为1550℃～1650℃的积极效果是在该温度范围内，能保证热态钢渣具有较高的热能，从而能促使大部分热能得到回收利用，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是钢渣稠度增大造成辊压破碎效果差，同时降低热能回收效率。
第一降温的终点温度为700℃～800℃的积极效果是在该温度范围内，经过初步打水降温回收了大部分热能，同时使得部分钢渣粉化裂解，从而保证钢渣热闷碳酸化过程具有足够的能量，当温度的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是进入热闷碳酸化反应容器温度过高，间歇打水时产生蒸气压过大存在***风险，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是钢渣温度过低间歇打水时产生蒸气压不足，造成水蒸气与游离氧化钙反应效率降低。
在本申请一个实施例中，如图3所示，提供一种钢渣稳定化分级利用的***，所述***用于实现所述的方法，所述***包括：
热态钢渣处理单元1，所述热态钢渣处理单元1用于将热态钢渣进行破碎和深度稳定化，所述热态钢渣处理单元1包括辊压子单元11和热闷碳酸化子单元12，所述辊压子单元11用于将所述热态钢渣进行初步破碎和初步降温，所述辊压子单元11的出料口连接所述热闷碳酸化子单元12的进料口，所述热闷碳酸化子单元12用于将辊压后的钢渣进行二次降温冷却同时对二氧化碳进行固封得到稳定化的钢渣；
冷固态处理单元2，用于将稳定化的钢渣进行分级利用，所述冷固态处理单元2包括磁选子单元21、筛分子单元22和粉磨子单元23，所述磁选子单元21的进料口连接所述热闷碳酸化子单元12的出料口，所述磁选子单元21的第一出料口连接所述筛分子单元22的进料口，所述筛分子单元22的第一出料口连接所述粉磨子单元23的进料口，所述磁选子单元21的第二出料口、所述筛分子单元22的第二出料口和所述粉磨子单元23的出料口都连接有收集单元5，
其中，所述辊压子单元11包括辊压设备和喷淋设备，所述辊压设备和所述喷淋设备都可根据热态钢渣的温度进行调节；
所述热闷碳酸化子单元12包搅拌器、反应容器、泄压阀、喷淋管和气体输送管；
所述粉磨子单元23包括粉磨设备和输送设备。
在一些实施方式中，所述冷固态处理单元2还包括破碎子单元3；
所述磁选子单元21包括第一级磁选于单元级211和第二级磁选于单元212，所述筛分子单元22包括第一级筛分子单元221和第二级筛分子单元222，所述第一级磁选子单元21的进料口连接所述热闷碳酸化子单元12的出料口，所述第一级磁选子单元21的出料口连接所述第一级筛分子单元221的进料口，所述第一级筛分子单元221的第一出料口连接所述破碎子单元3的进料口，所述第一级筛分子单元221的第二出料口连接所述收集单元5，所述破碎子单元3的出料口连接所述第二级磁选子单元212的进料口，所述第二级磁选子单元212的出料口连接所述第二级筛分子单元222的进料口，所述第二级筛分子单元222的第一出料口连接所述粉磨子单元23的进料口，所述第二级筛分子单元222的第二出料口连接第二出料口连接所述收集单元5；
其中，所述破碎子单元3包括破碎设备和输送设备，所述破碎设备可以是反击式破碎机、圆锥破碎机，所述输送设备为皮带运输机；
所述第一级磁选子单元211级和第二级磁选子单元212都包括磁选机和输送设备，所述第一级筛分子单元221包括4.75mm的筛分设备和输送设备，所述第二级筛分子单元222包括1mm的筛分设备和输送设备。
本申请中，通过第一级磁选子单元211和第一级筛分子单元221对钢渣进行初步筛选，得到较大粒径的第一粒径的钢渣和可回收利用的渣钢，再通过第二级磁选子单元212和第二级筛分子单元222对钢渣进行进一步筛选，得到粒径较为适中的第二粒径的钢渣，再通过粉磨子单元23对筛选后的第三粒径的钢渣进行研磨，从而得到钢渣微粉，最后将第一粒径的钢渣作为建筑砟、第二粒径的钢渣作为机制砂和第三粒径的钢渣粉磨后作为钢渣微粉，从而实现钢渣的多级利用。
在一些实施方式中，如图4所示，所述***还包括热能回收单元4，所述热能回收单的进气口连接所述热态钢渣处理单元1的出气口，所述热能回收单元4的出气口连接所述热闷碳酸化子单元12的进气口。
本申请中，通过采用热能回收单元4对热态钢渣处理单元1的水蒸气所带的热能进行回收，用于供热或发电，或者将水蒸气经过冷却后可返回辊压子单元11或热闷碳酸化子单元12的喷淋环节重复利用，同时将热能回收单元4产生的二氧化碳通过换热后再经过出气口输送到热闷碳酸化子单元12中作为原料进行反应，从而实现水和二氧化碳的循环利用。
实施例1
如图2所示，一种钢渣稳定化分级利用的方法，所述方法包括：
S1.得到炼钢工序后的热态钢渣；
S2.将所述热态钢渣进行辊压和第一降温，后在二氧化碳的气氛条件下进行热闷和第二降温，得到稳定化的钢渣；
S3.将所述细化钢渣进行N级磁选，分别得到渣钢和N个粒径的钢渣；
S4.将所述渣钢返回所述炼钢工序中，得到钢制产品；
S51.将第一粒径的所述钢渣作为建筑砟；
S52.将第二粒径的钢渣作为机制砂；
S53.将第三粒径的钢渣进行粉磨，得到钢渣微粉；
S54.将所述钢渣微粉作为矿物掺和料。
所述热闷包括：以间歇降温的方式进行热闷；
所述间歇降温的间歇时间为4.5min；
所述第二降温的终点温度为100℃；
所述热闷的压力为0.4MPa。
所述N级磁选为三级磁选；
所述N个粒径的钢渣包括：第一粒径的钢渣、第二粒径的钢渣和第三粒径的钢渣。
4.75mm＜所述第一粒径≤10mm，1mm≤所述第二粒径≤4.75mm，所述第三粒径≤1mm；
稳定化的所述钢渣的粒径≤10mm。
所述热态钢渣的温度为1600℃；
所述第一降温的终点温度为750℃。
如图3所示，一种钢渣稳定化分级利用的***，所述***用于实现所述的方法，所述***包括：
热态钢渣处理单元1，所述热态钢渣处理单元1用于将热态钢渣进行破碎和深度稳定化，所述热态钢渣处理单元1包括辊压子单元11和热闷碳酸化子单元12，所述辊压子单元11用于将所述热态钢渣进行初步破碎和初步降温，所述辊压子单元11的出料口连接所述热闷碳酸化子单元12的进料口，所述热闷碳酸化子单元12用于将辊压后的钢渣进行二次降温冷却同时对二氧化碳进行固封得到稳定化的钢渣；
冷固态处理单元2，用于将稳定化的钢渣进行分级利用，所述冷固态处理单元2包括磁选子单元21、筛分子单元22和粉磨子单元23，所述磁选子单元21的进料口连接所述热闷碳酸化子单元12的出料口，所述磁选子单元21的第一出料口连接所述筛分子单元22的进料口，所述筛分子单元22的第一出料口连接所述粉磨子单元23的进料口，所述磁选子单元21的第二出料口、所述筛分子单元22的第二出料口和所述粉磨子单元23的出料口都连接有收集单元5。
所述磁选子单元21包括第一级磁选子单元211级和第二级磁选子单元212，所述筛分子单元22包括第一级筛分子单元221和第二级筛分子单元222，所述第一级磁选子单元211的进料口连接所述热闷碳酸化子单元12的出料口，所述第一级磁选子单元211的出料口连接所述第一级筛分子单元221的进料口，所述第一级筛分子单元221的出料口连接所述破碎子单元3的进料口，所述破碎子单元3的出料口连接所述第二级磁选子单元212的进料口，所述第二级磁选子单元212的出料口连接所述第二级筛分子单元222的进料口，所述第二级筛分子单元222的出料口连接所述粉磨子单元23的进料口。
如图4所示，所述***还包括热能回收单元4，所述热能回收单的进气口连接所述热态钢渣处理单元1的出气口，所述热能回收单元4的出气口连接所述热闷碳酸化子单元12的进气口。
实施例2
将实施例2和实施例1相对比，实施例2和实施例1的区别在于：
所述间歇降温的间歇时间为3min；
所述第二降温的终点温度为60℃；
所述热闷的压力为0.2MPa。
所述热态钢渣的温度为1550℃；
所述第一降温的终点温度为700℃。
实施例3
将实施例3和实施例1相对比，实施例3和实施例1的区别在于：
所述间歇降温的间歇时间为6min；
所述第二降温的终点温度为150℃；
所述热闷的压力为0.6MPa。
所述热态钢渣的温度为1650℃；
所述第一降温的终点温度为800℃。
对比例1
将对比例1和实施例1相对比，对比例1和实施例1的区别在于：
热闷的气氛为空气。
对比例2
将对比例2和实施例1相对比，对比例2和实施例1的区别在于：
所述间歇降温的间歇时间为零；
所述第二降温的终点温度为50℃；
所述热闷的压力为0.1MPa。
所述热态钢渣的温度为1500℃；
所述第一降温的终点温度为600℃。
对比例3
将对比例3和实施例1相对比，对比例3和实施例1的区别在于：
所述间歇降温的间歇时间为10min；
所述第二降温的终点温度为200℃；
所述热闷的压力为0.7MPa。
所述热态钢渣的温度为1680℃；
所述第一降温的终点温度为900℃。
对比例4
将对比例4和实施例1相对比，对比例4和实施例1的区别在于不采用热能回收单元3。
相关实验：
分别收集实施例1-3和对比例1-3所得的处理后的钢渣，检测其游离氧化钙含量以及处理过程中热能回收率，结果如表1所示。
相关实验的测试方法：
游离氧化钙含量：根据YB/T 4328-2012《钢渣中游离氧化钙含量测定方法》行业标准进行测定，采用乙二醇-EDTA化学滴定法测出钢渣中游离总钙，根据氢氧化钙在高温条件下受热分解成氧化钙和水，采用热重分析法通过测最脱水的质最计算出钢渣中氢氧化钙的含量，二者之差即为钢渣中游离氧化钙的含量。
热能回收率：根据收集产生蒸汽的温度和总量，计算蒸汽的总热值，与热态钢渣初始温度所包含的热焓值比作为钢渣的热能回收率。
表1
| 类别 | 游离氧化钙含量(％) | 热能回收率(％) |
| 实施例1 | 1.18 | 15.6 |
| 实施例2 | 2.21 | 13.0 |
| 实施例3 | 0.98 | 16.4 |
| 对比例1 | 3.89 | 15.4 |
| 对比例2 | 3.47 | 9.2 |
| 对比例3 | 2.87 | 14.6 |
| 对比例4 | 1.20 | 0 |
表1的具体分析：
游离氧化钙含量是指经过处理后钢渣内剩余的活性氧化钙的含量，游离氧化钙含量越低，说明钢渣碳酸化后的深度稳定性越好。
热能回收率是指处理过程热能的利用程度，热能回收率越高，说明处理过程中热能回收越高效，但是目前由于大部分热量用于钢渣分解，造成热能回收率较低。
从实施例1-3的数据可知：
游离氧化钙含量主要受间歇降温的打水时间和热闷压力影响，随着间歇降温的打水时间的延长，所得到的钢渣中游离氧化钙含量增加，由于产生的水蒸气不足，造成浸入钢渣内部动力减弱；随着热闷压力的增加，所得到的钢渣中游离氧化钙含量降低，因此在较大的压力下有利于二氧化碳和水蒸气浸入钢渣内部，与游离氧化钙充分接触反应。
热能回收率主要受初始热态钢渣温度、间歇降温时间和第二温降的终点温度影响，热态钢渣初始温度高，间歇降温时间适中、第二温降的终点温度低，均有利于热能的回收利用，但同时需考虑热闷碳酸化的反应效果和工序时间，不可一味降低终点温度。
从对比例1-4的数据可知：
对比例1与实施例1相比，主要体现了二氧化碳氛围下，所得到钢渣的游离氧化钙含量低，有利于钢渣的深度稳定化，对热能回收影响不大；对比例2与实施例1相比，反映了热闷压力较低和连续喷水状态下不利于游离氧化钙的消解，也不利于热能回收；与之相反，对比例3反映了较大热闷压力下，钢渣游离氧化钙含量下降，但压力过大存在安全隐患；对比例4体现了热能回收单元对热能回收的关键作用，对钢渣中游离氧化钙含量影响不大。
综上所述，热闷的气氛为二氧化碳、间歇打水时间适中、在安全范围内提高热闷压力有利于降低钢渣中游离氧化钙含量，提高钢渣安定性，进而促进钢渣的资源化利用。热态钢渣初始温度高，适中的间歇降温时间，第二温降的终点温度低，均有利于热能的回收利用。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例提供的方法，通过在热闷阶段进行碳酸化处理，可得到较细的钢渣粉，同时能将温室气体CO，的固封。
(2)本申请实施例提供的***，通过热闷碳酸化子单元12可实现有压热闷和碳酸化协同处理，不仅节省了设备空间、操作时间，而且在水蒸气和二氧化碳的共同作用下，能实现钢渣的最大粉化和碳酸化，进而实现钢渣的深度稳定化。
(3)本申请实施例提供的***，利用冷固态钢渣处理单元可以将深度稳定化的钢渣实现全粒径多途径分级利用，同时可以实现渣钢的回收利用。
(4)本申请实施例提供的***，通过热能回收单元4可实现热能的高效利用，产生的冷却水和二氧化碳气体可实现循环利用。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钢渣稳定化分级利用的方法，其特征在于，所述方法包括：
得到炼钢工序后的热态钢渣；
将所述热态钢渣进行辊压和第一降温，后在二氧化碳的气氛条件下进行热闷和第二降温，得到稳定化的钢渣；
将所述细化钢渣进行N级磁选，分别得到渣钢和N个粒径的钢渣；
将所述渣钢返回所述炼钢工序中，得到钢制产品；
将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料；
其中，N≥1且N为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热闷包括：以总水量固定多次打水间歇降温的方式进行热闷；
所述间歇降温的间歇时间为3min～6min；
所述第二降温的终点温度为60℃～150℃；
所述热闷的压力为0.2MPa～0.6MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N级磁选为三级磁选；
所述N个粒径的钢渣包括：第一粒径的钢渣、第二粒径的钢渣和第三粒径的钢渣。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，4.75mm＜所述第一粒径≤10mm，imm≤所述第二粒径≤4.75mm，所述第三粒径≤1mm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将N个粒径范围的所述钢渣进行分类，得到不同粒径的建筑用料，具体包括：将第一粒径的所述钢渣作为建筑砟；
将第二粒径的钢渣作为机制砂；
将第三粒径的钢渣进行粉磨，得到钢渣微粉，比表面积为400m2/kg～500m2/kg；将所述钢渣微粉作为矿物掺和料。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，稳定化的所述钢渣的粒径≤10mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热态钢渣的温度为1550℃～1650℃；
所述第一降温的终点温度为700℃～800℃。
8.一种钢渣稳定化分级利用的***，其特征在于，所述***用于实现如权利要求1-6任一项所述的方法，所述***包括：
热态钢渣处理单元(1)，所述热态钢渣处理单元(1)用于将热态钢渣进行破碎和深度稳定化，所述热态钢渣处理单元(1)包括辊压子单元(11)和热闷碳酸化子单元(12)，所述辊压子单元(11)用于将所述热态钢渣进行初步破碎和初步降温，所述辊压子单元(11)的出料口连接所述热闷碳酸化子单元(12)的进料口，所述热闷碳酸化子单元(12)用于将辊压后的钢渣进行二次降温冷却同时对二氧化碳进行固封得到稳定化的钢渣；
冷固态处理单元(2)，用于将稳定化的钢渣进行分级利用，所述冷固态处理单元(2)包括磁选子单元(21)、筛分子单元(22)和粉磨子单元(23)，所述磁选子单元(21)的进料口连接所述热闷碳酸化子单元(12)的出料口，所述磁选子单元(21)的第一出料口连接所述筛分子单元(22)的进料口，所述筛分子单元(22)的第一出料口连接所述粉磨子单元(23)的进料口，所述磁选子单元(21)的第二出料口、所述筛分子单元(22)的第二出料口和所述粉磨子单元(23)的出料口都连接有收集单元(5)。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述冷固态处理单元(2)还包括破碎子单元(3)；
所述磁选子单元(21)包括第一级磁选子单元级(211)和第二级磁选子单元(212)，所述筛分子单元(22)包括第一级筛分子单元(221)和第二级筛分子单元(222)，所述第一级磁选子单元(21)的进料口连接所述热闷碳酸化子单元(12)的出料口，所述第一级磁选子单元(21)的出料口连接所述第一级筛分子单元(221)的进料口，所述第一级筛分子单元(221)的第一出料口连接所述破碎子单元(3)的进料口，所述第一级筛分子单元(221)的第二出料口连接所述收集单元(5)，所述破碎子单元(3)的出料口连接所述第二级磁选子单元(212)的进料口，所述第二级磁选子单元(212)的出料口连接所述第二级筛分子单元(222)的进料口，所述第二级筛分子单元(222)的第一出料口连接所述粉磨子单元(23)的进料口，所述第二级筛分子单元(222)的第二出料口连接第二出料口连接所述收集单元(5)。
10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述***还包括热能回收单元(4)，所述热能回收单的进气口连接所述热态钢渣处理单元(1)的出气口，所述热能回收单元(4)的出气口连接所述热闷碳酸化子单元(12)的进气口。
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