CN114561540B - 一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 - Google Patents
一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114561540B CN114561540B CN202210387761.1A CN202210387761A CN114561540B CN 114561540 B CN114561540 B CN 114561540B CN 202210387761 A CN202210387761 A CN 202210387761A CN 114561540 B CN114561540 B CN 114561540B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stainless steel
- slag
- steel slag
- chromium
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 175
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 122
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims abstract description 48
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 22
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 19
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 16
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 241001584775 Tunga penetrans Species 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 6
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004072 SiFe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/04—Working-up slag
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明属于冶金资源循环利用技术领域，公开了一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法。包括：1)向熔融的不锈钢渣中加入还原剂和改质剂，还原不锈钢渣中的铬，调整熔融不锈钢渣粘度；2)控制温度处于1450℃以上，进行熔化处理，保温1‑2h后随炉冷却至室温；3)将处理后的渣样，破碎筛分后通过重选分离得到合金与尾渣。合金中铬的含量达到85％以上，尾渣中铬的残存率在1％以下，不锈钢渣中铬的回收率90‑95％。本发明的优点：通过不锈钢渣改质实现了钢渣中铬的聚集，还原后得到的微碳铬合金可返回炼钢过程作为合金元素添加剂，尾渣可返回不锈钢企业用作炼钢过程中的造渣剂，在企业内部循环利用，不但解决了不锈钢渣的环境污染问题，同时实现了资源的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法，属于冶金资源循环利用技术领域。
背景技术
不锈钢渣是冶炼不锈钢过程中产生的废弃物，由于不锈钢渣含铬量较多，而我国铬矿资源极度贫瘠，大量依靠进口，因此不锈钢渣中铬资源的回收价值高。同时由于不锈钢渣的大量堆积，不锈钢渣中的六价铬具有严重的毒性，造成资源的极大浪费和环境污染。
目前大多数不锈钢渣的回收利用方法常见的有：固化封存法、湿法还原法、干法还原法。固化封存法，主要采用稳定剂将钢渣封存在基体中，常见的基体有水泥，也就是常见的水泥封存法。通常将还原剂、水泥、不锈钢渣，按照一定的比例混合之后填埋，使不锈钢渣在水泥中封存。显然，目前的固化封存法没有回收利用不锈钢渣中的铬资源；湿法还原法：利用水溶液或者酸溶液将研磨后的不锈钢渣溶解，再利用不同的还原剂将不锈钢渣中六价铬还原，该方法在回收不锈钢渣中的铬资源的同时产生了大量的废水，造成了严重的环境污染；干法还原法：在高温条件下，利用还原剂将六价铬还原为三价铬乃至铬单质。干法还原法主要包括高温碳还原法和高温硅铁还原法，是在高温下用还原剂(C，Si/SiFe等)将Cr6+还原成Cr3+甚至Cr。其优点是可充分利用不锈钢冶炼过程的热量，工艺简单，能够有效的回收渣中的有价金属如Fe、Cr、Ni等。然而，以C为还原剂时，渣中Fe能还原至较低水平，但是CrOx含量仍较高且反应过程产生的泡沫渣使其含量极不均匀。同时碳热还原过程中产生的CO气体对环境不友好。当采用Si/SiFe、Al、Mg、CaC2等还原剂时，需要考虑还原产物对还原过程影响以及成本问题。如若将一些行业的废料如废硅粉作为处理含铬固废的还原剂，不仅可以实现深度还原的低成本和高效率，还实现二次资源的综合利用。
发明内容
针对上述不锈钢渣干法还原过程中环境不友好、成本较高以及还原效果不稳定等难题，本发明的目的在于：提供一种高效稳定回收不锈钢渣中铬资源的方法，还原后的铬单质与还原剂硅聚集沉淀形成微碳铬合金，还原后的尾渣可以直接返回不锈钢企业作为炼钢过程中的造渣剂循环利用，从而实现不锈钢渣的高效回收利用。
达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法，所述的不锈钢渣为含Cr量较高的不锈钢电弧炉(EAF)渣或不锈钢氩氧炉(AOD)渣；在熔融不锈钢渣中添加硼氧化物、硼酸盐、氟化钙或冰晶石中的一种或几种作为改质剂，使熔融不锈钢渣的粘度降低；使用太阳能级多晶硅切割废料、晶体硅切割废浆中的一种或几种做还原剂，还原后产生的铬单质能顺利的聚集并产生沉淀，还原效果强，还原效果稳定；然后对加入还原剂和改质剂的熔融不锈钢渣进行热处理；将热处理后的不锈钢渣进行重选分离得到合金与尾渣。
进一步地，本发明是提供了一种通过熔融不锈钢渣改质及还原+熔渣热处理+重选分离的方式，对熔融不锈钢渣中的铬元素进行高效回收利用的方法，所述方法包括以下具体步骤：
(1)不锈钢渣出炉时，检测炉渣的粘度、温度以及氧化铬含量；在出渣过程中，通过加入改质剂和还原剂，并控制温度使炉渣粘度小于1.0Pa·S，利用出渣过程中产生的冲击力使不锈钢渣与改质剂和还原剂充分混匀，得到熔渣；
所述的不锈钢渣为含Cr量较高的不锈钢电弧炉EAF渣或不锈钢氩氧炉AOD渣；
所述改质剂为硼氧化物、硼酸盐、氟化钙或冰晶石中的一种或几种，改质剂总量按不高于不锈钢渣总重量的10％进行控制；
所述还原剂为太阳能级多晶硅切割废料、晶体硅切割废浆中的一种或几种，其中，太阳能级多晶硅切割废料中，Si含量为90-99wt.％；晶体硅切割废浆中，Si含量为40-50wt.％；
还原剂的用量为：还原剂中Si的质量为不锈钢渣中氧化铬进行硅热还原反应2Cr2O3+3Si＝4Cr+3SiO2时所需Si理论值的1.0-2.0倍；
(2)对步骤(1)所得的熔渣进行热处理。
热处理设备相当于一个精炼炉，采用底吹气体搅伴均匀炉内熔渣温度和成分，用电极加热调整和控制熔渣保温时间，确保不锈钢渣在1450℃以上保温1-2h，促使不锈钢渣和还原剂太阳能级多晶硅切割废料充分反应，该热处理制度可促进不锈钢渣中氧化铬被充分还原为铬单质，有利于提高后续分离效果。
(3)将热处理后的熔渣随炉冷却后进行破碎、筛分后，放入跳汰机中，进行重选分离，分离得到合金与尾渣。微碳铬合金返回炼钢中用作合金元素添加剂，尾渣返回不锈钢企业内部循环利用。
步骤(3)中，分离后尾渣中Cr2O3含量在1％以下。
本发明的有益效果为：
(1)熔融不锈钢渣的密度为2-3g/cm3之间，铬单质的密度为7.2g/cm3，从密度方面分析，即使不加入改质剂，铬依旧可以聚集沉淀，但实际的实验证明，在只加入熔融不锈钢渣和还原剂的情况下，铬无法聚集沉淀为合金，分析原因：熔融不锈钢渣的粘度过大，还原后产生的铬单质无法聚集。因此，本发明为了达到铬聚集沉淀分离的效果，添加改质剂，改质剂使熔融不锈钢渣的粘度降低，使样品中的铬单质聚集沉淀，沉淀后合金和渣产生明显的分离，达到了从渣中有效的回收利用铬资源的目的。
(2)加入的还原剂为太阳能级多晶硅切割废料或晶体硅切割废浆，成本低，同时硅的还原效果比传统的碳还原剂更好，还原效果更稳定。
(3)加入的改质剂为硼氧化物、硼酸盐、氟化钙或冰晶石中的一种或几种。能够有效降低熔融不锈钢渣的粘度，从而使铬单质聚集沉淀。
(4)改质剂的总量按不高于熔融不锈钢渣总重量的10％进行控制。过量改质剂的加入无法有效降低尾渣的残铬量，同时还提高成本。采用该比例可以时不锈钢渣粘度达到回收不锈钢渣中铬资源最好的效果。
附图说明
图1为本发明提供的高效回收不锈钢渣中铬资源的工艺流程图。
图2为回收不锈钢渣中铬资源的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和数据对本发明内容及效果作进一步说明。
实施例1：
(1)取某不锈钢公司电炉出钢阶段的不锈钢渣(EAF渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂太阳能级多晶硅切割废料(Si含量为98wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的2.0倍；加入改质剂B2O3，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施例1熔融不锈钢渣成分如表1所示。
表1
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
实施例2：
(1)取某不锈钢公司电炉出钢阶段的不锈钢渣(EAF渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂太阳能级多晶硅切割废料(Si含量为98wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的1.0倍；加入改质剂B2O3，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施例2熔融不锈钢渣成分如表2所示。
表2
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
实施例3
(1)取某不锈钢公司氩氧炉出钢阶段的不锈钢渣(AOD渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂太阳能级多晶硅切割废料(Si含量为98wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的2.0倍；加入改质剂B2O3，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施例3熔融不锈钢渣成分如表3所示。
表3
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
实施例4
(1)取某不锈钢公司电炉出钢阶段的不锈钢渣(EAF渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂太阳能级多晶硅切割废料(Si含量为98wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的2.0倍；加入改质剂CaF2，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施案例4熔融不锈钢渣成分如表4所示。
表4
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
实施例5
(1)取某不锈钢公司电炉出钢阶段的不锈钢渣(EAF渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂太阳能级多晶硅切割废料(Si含量为98wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的2.0倍；加入改质剂NaAl3F6(冰晶石)，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施例5熔融不锈钢渣成分如表5所示。
表5
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
实施例6
(1)取某不锈钢公司电炉出钢阶段的不锈钢渣(EAF渣)，成分主要包含SiO2、CaO、MgO、Cr2O3，其余杂质成分做归一化处理，并向其中加入还原剂晶体硅切割废浆(Si含量为50wt.％)，加入量为还原熔融不锈钢渣中氧化铬所需要的量的2.0倍；加入改质剂B2O3，加入量为熔融不锈钢渣总重量的6％，使炉渣粘度小于1.0Pa·S，得到熔融不锈钢渣总重10kg。实施例6熔融不锈钢渣成分如表6所示。
表6
(2)将步骤(1)得到的熔融不锈钢渣进行热处理，控制渣罐温度至1450℃以上并保温两小时，使炉渣充分熔化均匀，保温结束后，随炉冷却至室温得到终渣；
(3)将渣样进行破碎、筛分后放入跳汰机中，进行重选分离得到合金与尾渣。
利用X射线荧光光谱分析(XRF)对实施案例1、2、3、4、5、6中的熔融不锈钢渣试验后产生得到的尾渣和合金进行成分分析，XRF结果如表7所示。
表7
| 尾渣总重(kg) | 尾渣中Cr2O3占比(％) | 合金总重(kg) | 合金中Cr占比(％) | |
| 实施例1 | 8.83 | 0.78 | 1.04 | 88.88 |
| 实施例2 | 8.75 | 1.02 | 0.83 | 87.49 |
| 实施例3 | 9.86 | 0.19 | 0.065 | 88.54 |
| 实施例4 | 8.65 | 0.72 | 1.13 | 89.65 |
| 实施例5 | 8.91 | 0.74 | 1.01 | 87.98 |
| 实施例6 | 8.81 | 0.71 | 1.07 | 87.68 |
定义εCr为铬元素的回收率。mc1,mc2,分别代表尾渣，合金的质量。ωCr1,ωCr2,分别代表尾渣，合金中铬元素的占比。
对实施例1、2、3、4、5、6进行回收率计算，回收率结果如表8所示。
表8
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 回收率(％) | 95.14 | 92.24 | 81.78 | 95.96 | 95.16 | 95.38 |
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (3)
1.一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)不锈钢渣出炉时，检测炉渣的粘度、温度以及氧化铬含量；在出渣过程中，通过加入改质剂和还原剂，并控制温度使炉渣粘度小于1.0Pa·S，将不锈钢渣与改质剂和还原剂充分混匀，得到熔渣；
所述改质剂为硼氧化物、硼酸盐、氟化钙或冰晶石中的一种或几种，改质剂总量按不高于不锈钢渣总重量的10％进行控制；
所述还原剂为太阳能级多晶硅切割废料、晶体硅切割废浆中的一种或几种，其中，太阳能级多晶硅切割废料中，Si含量为90-99wt.％；晶体硅切割废浆中，Si含量为40-50wt.％；
还原剂的用量为：还原剂中Si的质量为不锈钢渣中氧化铬进行硅热还原反应2Cr2O3+3Si＝4Cr+3SiO2时所需Si理论值的1.0-2.0倍
(2)对步骤(1)所得的熔渣进行热处理；热处理的条件为：1450℃以上保温1-2h；
(3)将热处理后的熔渣随炉冷却后进行破碎、筛分后，进行重选分离，分离得到合金与尾渣；所得合金为微碳铬合金，微碳铬合金返回炼钢中用作合金元素添加剂，尾渣返回不锈钢企业内部循环利用。
2.如权利要求1所述的一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的不锈钢渣为含Cr量较高的不锈钢电弧炉EAF渣或不锈钢氩氧炉AOD渣。
3.如权利要求1所述的一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法，其特征在于，步骤(3)中，所得尾渣中Cr2O3含量在1％以下。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210387761.1A CN114561540B (zh) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210387761.1A CN114561540B (zh) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114561540A CN114561540A (zh) | 2022-05-31 |
| CN114561540B true CN114561540B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=81721081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210387761.1A Active CN114561540B (zh) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114561540B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118048490A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-05-17 | 广东广青金属科技有限公司 | 一种不锈钢红渣循环再利用方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB247876A (en) * | 1924-11-06 | 1926-02-25 | Robert Wickersham Stimson | Improvements relating to the manufacture of alloys |
| GB595408A (en) * | 1944-09-18 | 1947-12-04 | African Metals Corp Ltd | Improvements in the manufacture of stainless steels and low carbon ferro-alloys |
| GB1451106A (en) * | 1973-05-23 | 1976-09-29 | Uddeholms Ab | Metallurgical process |
| CN101100708A (zh) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | 隋智通 | 从铜冶炼渣中分离铁与铜两种组分的方法 |
| CN101210288A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Posco公司 | 从含氧化铬的炉渣中还原金属铬的方法 |
| JP2010090428A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | クロム含有スラグからのクロム回収方法 |
| WO2011045755A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Petrus Hendrik Ferreira Bouwer | Ferrochrome alloy production |
| CN109457117A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-12 | 河北工程大学 | 一种钢渣中有价组元综合回收利用的方法 |
| CN111471871A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-31 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种电炉不锈钢渣中铬资源回收的方法 |
| CN113710820A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-26 | 日本制铁株式会社 | 含铬铁水的制造方法 |
-
2022
- 2022-04-14 CN CN202210387761.1A patent/CN114561540B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB247876A (en) * | 1924-11-06 | 1926-02-25 | Robert Wickersham Stimson | Improvements relating to the manufacture of alloys |
| GB595408A (en) * | 1944-09-18 | 1947-12-04 | African Metals Corp Ltd | Improvements in the manufacture of stainless steels and low carbon ferro-alloys |
| GB1451106A (en) * | 1973-05-23 | 1976-09-29 | Uddeholms Ab | Metallurgical process |
| CN101100708A (zh) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | 隋智通 | 从铜冶炼渣中分离铁与铜两种组分的方法 |
| CN101210288A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Posco公司 | 从含氧化铬的炉渣中还原金属铬的方法 |
| JP2010090428A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | クロム含有スラグからのクロム回収方法 |
| WO2011045755A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Petrus Hendrik Ferreira Bouwer | Ferrochrome alloy production |
| CN109457117A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-12 | 河北工程大学 | 一种钢渣中有价组元综合回收利用的方法 |
| CN113710820A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-26 | 日本制铁株式会社 | 含铬铁水的制造方法 |
| CN111471871A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-31 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种电炉不锈钢渣中铬资源回收的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114561540A (zh) | 2022-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109252045B (zh) | 一种从含铝矿物中提取金属铝和硅铁合金的方法 | |
| CN111471871B (zh) | 一种电炉不锈钢渣中铬资源回收的方法 | |
| CN105568004A (zh) | 一种在电弧炉中铝铬渣冶炼金属铬的方法 | |
| CN114561540B (zh) | 一种高效提取与分离回收不锈钢渣中铬的方法 | |
| CN102337408A (zh) | 不锈钢氧化铁皮再生利用二步还原法 | |
| CN113234880A (zh) | 一种含钒钢渣和提钒尾渣冶炼富钒生铁的方法 | |
| CN109365474B (zh) | 一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法 | |
| CN101545042A (zh) | 利用硅酸亚铁电炉整体脱氧还原生产微合金化硅铁的方法 | |
| Yang et al. | Efficient recovery of copper and cobalt from the matte–slag mixture of ISA furnace by injection of coke and pyrite | |
| CN111893330A (zh) | 一种提高废铝利用率的铝合金加工方法 | |
| CN107586962A (zh) | 一种含锌除尘灰再利用方法 | |
| CN112322903B (zh) | 一种降低镍铁渣中氧化镁的方法以及制备矿渣棉的方法 | |
| CN108893572A (zh) | 一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法 | |
| Zhunussova et al. | Research of the production of iron ore sinter from bauxite processing waste | |
| CN101545044B (zh) | 利用硅酸亚铁电炉整体脱氧还原生产硅铁的方法 | |
| CN111893315A (zh) | 一种提高废旧铝罐再生回收率的方法 | |
| CN106947910B (zh) | 一种钼钨铁合金及其制备方法 | |
| CN115852090B (zh) | 一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法 | |
| CN115029555B (zh) | 一种利用工业固废生产制备超低碳硅基多元合金的方法 | |
| CN110564969A (zh) | 一种综合回收高炉瓦斯灰中铅、锌、铁的方法 | |
| CN101545045B (zh) | 利用硅酸亚铁电炉整体脱氧还原生产微合金化硅铁的方法 | |
| CN101545040A (zh) | 利用镍冶炼弃渣电炉整体脱氧还原生产微合金化硅铁的方法 | |
| CN115852145A (zh) | 一种冶炼钼钢的合金添加剂及其制备方法 | |
| CN101545047B (zh) | 利用镍冶炼弃渣电炉整体脱氧还原生产微合金化硅铁的方法 | |
| Li et al. | A novel strategy for recovery of heavy metals and synthesis of Co-rich alloy from the alkali-treated tungsten residue using photovoltaic silicon kerf waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |