一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金环保技术领域，具体涉及一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法。
【背景技术】
[0002]我国是钢铁工业大国，近几年我国钢铁行业快速发展。钢铁工业的进步极大地体现在提高资源的利用率，为了应对竞争局面，必须提高资源利用效率，降低污染物排量。资源和环境成为钢铁企业能否生存和发展的决定性因素。
[0003]高炉渣是钢铁冶炼过程中的主要副产品，每冶炼It生铁大约产生300?350kg的高炉渣，按照我国年生铁年产量100000万t计算，产渣量达32000万t左右。我国90%的高炉渣都采用水冲渣法处理，得到的水渣用于生产水泥、渣砖、矿渣微粉和隔热填料。
[0004]转炉渣是钢铁企业转炉炼钢产生的废弃物，主要含有钙、铁、镁和硅元素，其中一部分钙元素以游离氧化钙的形式存在。每冶炼It钢材大约产生100?120kg的转炉渣，按照我国钢材年产量100000万t计算，产渣量达11000万t左右。
[0005]由于高炉渣和转炉渣的排放造成了大量铝和钙等资源的流失，同时占用了大量土地，对环境造成污染，因此对它们的利用早已成为行业技术人员关注的焦点。但是，目前还未有公开一种高效、节能以及环保的高炉渣或转炉渣的处理方法。
[0006]因此，如何提供一种高效、节能以及环保的高炉渣或转炉渣的处理方法是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的是提供一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法，该方法充分利用高炉渣和转炉渣的各自的特征，将高炉渣和转炉渣的特征结合起来，相互弥补配合，克服处理单一高炉渣或单一转炉渣所存在的困难，资源回收产出高附加值的产品，具有高效、节能以及环保的特点。
[0008]为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为:
[0009]—种高炉渣与转炉渣综合利用的方法，包括以下步骤:
[0010]I)高炉渣和转炉渣的预处理:将高炉渣破碎，得到高炉渣粉末，将转炉渣破碎，得到转炉渣粉末，控制所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末的质量配比在40:1至6:1之间，然后用混粉机将所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末充分混合搅匀，得到混匀粉末；
[0011]2)与盐酸反应:将步骤I)得到的所述混匀粉末置于盐酸溶液中进行溶解反应，所述盐酸溶液的重量为所述混匀粉末重量的15?20倍，然后将溶解反应后得到的混合液静置沉降并过滤，得到第一浸出液和第一固相物，其中所述第一固相物包括上层沉淀物和下层残渣，然后将所述上层沉淀物从所述第一固相物中分离出得到硅胶；
[0012]3)与氢氧化钠反应:向步骤2)中得到的第一浸出液中添加氢氧化钠溶液，直至所述第一浸出液的PH变为11.5 ± 0.1，然后将添加氢氧化钠溶液后的第一浸出液加热至一定温度后进行反应，然后将反应后得到的混合液静置沉降并过滤，得到第二浸出液和第二固相物，然后将所述第二固相物依次进行冲洗与烘干，得到钙铝基层状双氢氧化物。
[0013]优选的，将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中，充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠。
[0014]优选的，所述步骤I)中，所述高炉渣中钙元素的重量百分比为24%?39%，且铝元素的重量百分比为11%?14%。
[0015]优选的，所述步骤I)中，所述转炉渣中钙元素的重量百分比为40%?50%，且铝元素的重量百分比为2%?5%。
[0016]优选的，所述步骤I)中，所述高炉渣粉末的粒径为50μηι?170μηι，所述转炉渣粉末的粒径为50μπι?170μπι。
[0017]优选的，所述步骤2)中，所述盐酸溶液的浓度为3mol/L，溶解反应温度为90 V?100°c，溶解反应时间为2h?3h。
[0018]优选的，所述步骤3)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L，反应温度为90°C?100C，反应时间为17h?19h。
[0019]优选的，所述步骤3)中，将所述第二固相物用去离子水冲洗3?5次。
[0020]优选的，所述步骤3)中，将所述第二固相物冲洗后在100°C下完全烘干。
[0021]本发明的有益技术效果:
[0022]1.在本发明的步骤2)中，高炉渣和转炉渣中的游离S i O 2转化为硅胶，转化率在92%以上，产出的硅胶纯度在92%以上，外观为白色，产品附加值较高，这是现有技术所不具备的。
[0023]2.在本发明的步骤3)中，第一浸出液与氢氧化钠溶液反应得到附加值较高的钙铝基层状双氢氧化物，产出的钙铝基层状双氢氧化物纯度在90 %以上，外观为白灰色固体粉末，该钙铝基层状双氢氧化物是很多烷基芳香烃发生反应和某些微生物反应的催化剂，用途广泛。故本发明巧妙利用了高炉渣和转炉渣中的钙资源和铝资源，控制其比例在一定范围内，制备了高附加值的钙铝基层状双氢氧化物，这是现有技术不具备的。
[0024]3.本发明中，将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中，充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠，节省了大量原料，降低了成本。
[0025]高炉渣和转炉渣都是冶金工业废弃物，如不利用，不仅浪费资源，而且污染环境。本发明的原料盐酸和氢氧化钠来源广泛，成本低。本发明是大规模地、整体地综合利用高炉渣和转炉渣生产高附加值产品，无二次污染;产品应用范围广，经济效益高。本发明合理利用了高炉渣和转炉渣中的钙和铝资源，解决了转炉渣的大量排放造成的环境污染问题和如何增加高炉渣附加值的问题，是技术上的显著进步。本发明充分利用高炉渣和转炉渣的各自的特征，将高炉渣和转炉渣的特征结合起来，相互弥补配合，克服处理单一高炉渣或单一转炉渣所存在的困难，资源回收产出高附加值的产品，具有高效、节能以及环保的特点。
【具体实施方式】
[0026]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0027]一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法，包括以下步骤:
[0028]I)高炉渣和转炉渣的预处理:将高炉渣破碎，得到高炉渣粉末，将转炉渣破碎，得到转炉渣粉末，控制所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末的质量配比在40:1至6:1之间，然后用混粉机将所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末充分混合搅匀，得到混匀粉末；
[0029]2)与盐酸反应:将步骤I)得到的所述混匀粉末置于盐酸溶液中进行溶解反应，所述盐酸溶液的重量为所述混匀粉末重量的15?20倍，然后将溶解反应后得到的混合液静置沉降并过滤，得到第一浸出液和第一固相物，其中所述第一固相物包括上层沉淀物和下层残渣，然后将所述上层沉淀物从所述第一固相物中分离出得到硅胶；
[0030]3)与氢氧化钠反应:向步骤2)中得到的第一浸出液中添加氢氧化钠溶液，直至所述第一浸出液的PH变为11.5 ± 0.1，然后将添加氢氧化钠溶液后的第一浸出液加热至一定温度后进行反应，然后将反应后得到的混合液静置沉降并过滤，得到第二浸出液和第二固相物，然后将所述第二固相物依次进行冲洗与烘干，得到钙铝基层状双氢氧化物。
[0031]高炉渣与转炉渣中的Ca0、Al203与盐酸发生反应，得到CaCl2和AlCl3进入第一浸出液，含量较少的Fe3+、Mg2+等离子一同进入第一浸出液，由于高炉渣转炉渣混合物的粒度很小，与盐酸充分反应后，密度相对较小的S12形成S12.ηΗ20，存在于第一固相物的上层沉淀物，剩余的为下层残渣。
[0032]第一浸出液中的Ca2+、Al3+、Fe3+、Mg2+等金属离子与氢氧化钠反应，得到Ca(0H)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2等沉淀进入第二固相物，由于Fe3+、