专利名称：一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法
技术领域：
本发明涉及一种工业固体废弃物和尾气的综合利用方法，特别涉及一种利用转炉 渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法。
背景技术：
随着中国钢产量的逐年增加，固体废弃物和二氧化碳的排放量逐年增多，转炉渣 和二氧化碳就是其中之一，转炉渣排放量一般为粗钢产量的8% 10%，但因为转炉渣中 钙含量较高，存在安定性差的问题，制约其在建筑和道路等方面的应用，目前我国转炉渣的 利用率仅为30%左右，而钢铁企业的二氧化碳的利用率就更低，不到10%。在环境意识逐 渐增强的今天，加强对转炉渣和二氧化碳再利用技术的研究和减少企业因排放转炉渣和二 氧化碳对环境所造成污染方面的研究已成为国内外关注热点。目前国内外转炉渣的处理技术主要有一下几种回收转炉渣中的废钢铁；转炉渣 用作烧结矿熔剂；转炉渣用作炼钢返回渣；转炉渣用作铁水预处理熔剂；利用转炉渣生产 水泥；经处理后的转炉渣用于铺路和生产建筑材料；转炉渣用作被污染水域的水质净化 剂；用转炉渣生产喷磨料。但上述方法或者因为转炉渣中氧化钙过高，或者因为转炉渣中杂 质成分(硫和磷)等过高，而限制了转炉渣在这些领域的应用。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的问题，研制出一种以转炉渣为原料，综合利用 转炉渣中氧化钙和企业排放二氧化碳的新工艺方法，该方法是以提高转炉渣中钙利用率和 充分利用钢铁企业排放的二氧化碳为前提，生产中无“三废”排放，最大限度地减轻转炉渣 和二氧化碳对环境的污染。本发明为一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法，其工艺流程图如 图1所示，按以下步骤进行(1)将氧化钙质量百分比为45% 60%的转炉渣研磨成颗粒，粒度为60 800 目，加入到浸出反应器中；(2)向浸出反应器中加入氯化铵和水，搅拌升温，加入氯化铵的质量为转炉渣质量 的0. 01 0. 5倍，加入水的质量为转炉渣质量的3倍，搅拌转速为20 500转/min，反应 温度为15 100°C，反应时间为10 90min ；(3)将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣直接作为建筑材料使用；将冶炼中排放 的二氧化碳在搅拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为0. 05 lOOOL/min，控制搅 拌转速为20 500转/min，反应温度为15 100°C，反应时间为10 120min，当溶液的 PH值降低到7 8时，停止通入二氧化碳；(4)对溶液进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器中，重新浸出转炉渣，滤 渣经干燥得到高纯碳酸钙微粉，干燥时间为30 120min，干燥温度为100 180°C，所得碳 酸钙微粉的粒径为IOOnm 5 μ m。
所述的一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法，步骤(3)中所述的 滤渣中氧化钙质量百分比为20% 35%，滤液的pH值为8 11。本发明与已有技术相比具有的优点和产生的积极效果如下改变了传统转炉渣利 用的工艺方法，研制出了一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的新方法，其工艺 技术不仅可以实现转炉渣中钙元素综合利用，还可以回收烧结、高炉和转炉等工序所排放 的二氧化碳，解决了转炉渣和二氧化碳利用难的问题。本发明的整个工艺过程中无“三废” 排放，最大限度地减轻转炉渣和二氧化碳对环境的污染。
图1为利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的新方法工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例将本发明一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法 做出详细说明。实施例1将氧化钙含量为45%、粒度为800目的转炉渣40g，加入到浸出反应器中；向浸出 反应器中加入氯化铵和水，搅拌升温，加入氯化铵质量为转炉渣质量的0. 5倍，加入水的质 量为转炉渣质量的3倍，搅拌转速为500转/min，反应温度为90°C，反应时间为90min ；将 浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣中氧化钙含量为28%，直接作为建筑材料使用，滤液的 PH值为10 ；将冶炼中排放的二氧化碳在搅拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为 lOOOL/min，控制搅拌转速为500转/min，反应温度为90°C，反应时间为120min，当溶液的 PH值降低到8时，停止通入二氧化碳；对溶液进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器 中，重新浸出转炉渣；滤渣干燥，干燥时间为120min，干燥温度为100°C，经χ射线衍射仪和 扫描电镜检测，滤渣为高纯碳酸钙微粉，所得碳酸钙微粉的平均粒径为2 μ m。实施例2将氧化钙含量为50%、粒度为400目的转炉渣40g，加入实例1返回的浸出液中； 向浸出液中加入氯化铵，搅拌升温，加入氯化铵质量为转炉渣质量的0. 2倍，搅拌转速为 200转/min，反应温度为50°C，反应时间为60min ；将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣中氧 化钙含量为25%，直接作为建筑材料使用，滤液的pH值为11 ；将冶炼中排放的二氧化碳在 搅拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为500L/min，控制搅拌转速为200转/min，反 应温度为90°C，反应时间为60min，当溶液的pH值降低到7. 5时，停止通入二氧化碳；对溶 液进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器中，重新浸出转炉渣，滤渣干燥，干燥时间 为80min，干燥温度为140°C，经χ射线衍射仪和扫描电镜检测，滤渣为高纯碳酸钙微粉，所 得碳酸钙微粉的平均粒径为800nm。实施例3将氧化钙含量为50%、粒度为60目的转炉渣40g，加入实例2返回的浸出液中；向 浸出液中加入氯化铵，搅拌升温，加入氯化铵质量为转炉渣质量的0. 1倍，搅拌转速为50转 /min，反应温度为100°C，反应时间为IOmin ；将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣中氧化钙 含量为28 %，直接作为建筑材料使用，滤液的pH值为9 ；将冶炼中排放的二氧化碳在搅拌条
4件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为lOOL/min，控制搅拌转速为50转/min，反应温度 100°C，反应时间为lOmin，当溶液的pH值降低到7时，停止通入二氧化碳；对溶液进行过滤 分离，分离后的滤液返回侵出反应器中，重新浸出转炉渣，滤渣干燥，于燥时间为120min，干 燥温度为100°C，经χ射线衍射仪和扫描电镜检测，滤渣为高纯碳酸钙微粉，所得碳酸钙微 粉的平均粒径为5 μ m。实施例4将氧化钙含量为60%、粒度为800目的转炉渣40g，加入到浸出反应器中；向浸出 反应器中加入氯化铵和水，搅拌升温，加入氯化铵质量为转炉渣质量的0.01倍，加入水的 质量为转炉渣质量的3倍，搅拌转速为20转/min，反应温度为90°C，反应时间为90min ； 将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣中氧化钙含量为30%，直接作为建筑材料使用，滤液 的PH值为11 ；将冶炼中排放的二氧化碳在搅拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为 80L/min,控制搅拌转速为20转/min，反应温度为50°C，反应时间为20min，当溶液的pH值 降低到8时，停止通入二氧化碳；对溶液进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器中， 重新浸出转炉渣，滤渣干燥，干燥时间为30min，干燥温度为180°C，经χ射线衍射仪和扫描 电镜检测，滤渣为高纯碳酸钙微粉，所得碳酸钙微粉的平均粒径为3 μ m。实施例5将氧化钙含量为50%、粒度为200目的转炉渣40g，加入实例4返回的浸出液中； 向浸出液中加入氯化铵，搅拌升温，加入氯化铵质量为转炉渣质量的0. 2倍，搅拌转速为 200转/min，反应温度为15°C，反应时间为60min ；将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣中氧 化钙含量为25 %，直接作为建筑材料使用，滤液的pH值为8 ；将冶炼中排放的二氧化碳在搅 拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为500L/min，控制搅拌转速为200转/min，反应 温度为15°C，反应时间为120min，当溶液的pH值降低到7. 5时，停止通入二氧化碳；对溶液 进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器中，重新浸出转炉渣，滤渣干燥，干燥时间为 60min，干燥温度为100°C，经χ射线衍射仪和扫描电镜检测，滤渣为高纯碳酸钙微粉，所得 碳酸钙微粉的平均粒径为lOOnm。
权利要求
一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将氧化钙质量百分比为45％～60％的转炉渣研磨成颗粒，粒度为60～800目，加入到浸出反应器中；(2)向浸出反应器中加入氯化铵和水，搅拌升温，加入氯化铵的质量为转炉渣质量的0.01～0.5倍，加入水的质量为转炉渣质量的3倍，搅拌转速为20～500转/min，反应温度为15～100℃，反应时间为10～90min；(3)将浸出后的溶液进行过滤洗涤，滤渣直接作为建筑材料使用；将冶炼中排放的二氧化碳在搅拌条件下通入滤液中，控制二氧化碳的流量为0.05～1000L/min，控制搅拌转速为20～500转/min，反应温度为15～100℃，反应时间为10～120min，当溶液的pH值降低到7～8时，停止通入二氧化碳；(4)对溶液进行过滤分离，分离后的滤液返回侵出反应器中，重新浸出转炉渣，滤渣干燥得到高纯碳酸钙微粉，干燥时间为30～120min，干燥温度为100～180℃，所得碳酸钙微粉的粒径为100nm～5μm。
2.根据权利要求1所述的一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法，其特 征在于步骤⑶中所述的滤渣中氧化钙质量百分比为20% 35%，滤液的pH值为8 11。
全文摘要
一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法，具体工艺如下以转炉渣为原料，经过研磨，加入氯化铵和水，搅拌升温，温度为15～100℃，反应10～90min后，过滤洗涤，滤渣可直接作为建筑材料和混凝土掺和料使用，而滤液吸收冶炼中排放是二氧化碳气体，在有搅拌条件下，控制温度15～100℃，反应5～120min后，过滤洗涤和干燥处理后，于燥时间为30～120min，干燥温度为100～180℃，滤渣作为高纯碳酸钙微粉使用，滤液返回浸出反应器，重新浸出转炉渣。本发明改变了传统转炉渣利用的工艺方法，研制出了一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的新方法，其工艺技术不仅可以实现转炉渣中钙元素综合利用，还可以回收冶炼中排放的二氧化碳。
文档编号C01F11/18GK101920983SQ20101024680
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者刘承军, 史培阳, 姜茂发 申请人:东北大学