一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法

本发明属于二次资高效利用，更具体地说，涉及一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法。

背景技术：

1、我国粗钢年产量已超过10亿吨。按渣钢比1-1.5％计算，精炼废渣年排放量超过千万吨。目前提出了两条大宗量利用的方向：一，钢铁冶炼流程中循环利用，钢包精炼工位循环利用或转炉炼钢工位用作化渣剂。然而，该渣在冶炼过程中硫含量越来越高。而硫是一种对钢铁性能有负面影响的元素，多次循环会降低钢铁质量，得不偿失。

2、二，材料化利用，主要用作建材。然而，该渣中游离氧化钙、氧化镁含量高，导致稳定性较差，限制了其利用。另外，该渣中含有低价态硫，与水发生水解反应(见反应式(1)和(2))，释放出有毒气体硫化氢，污染环境。

3、cas+h2o＝ca(hs)(oh)          (1)

4、ca(hs)(oh)+h2o＝ca(oh)2+h2s↑   (2)

5、目前，对精炼渣进行碳酸化稳定处理的方法有两种：一、直接碳酸化，该法将精炼废渣和其它无机材料一起制块，在加压的二氧化碳气体中养护，促进废渣对二氧化碳的吸收，从而实现稳定化。该法处理时间较长，二氧化碳吸收率一般较低。二、间接碳酸化，采用酸或盐将废渣中的钙溶出，在浸出液中通入氨气和二氧化碳气体，形成碳酸钙沉淀，从而实现废渣中氧化钙的碳酸化。该法二氧化碳吸收率较高，然而，沉淀后废液的处理是一个难题。

6、上述原因导致精炼废渣目前主要采用堆存的处理方式。这种处理方式占用土地、严重污染环境。因此，需要开发新的处理方式实现该废渣的稳定化，以便后续的材料化利用。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、本发明的目的在于解决钢包精炼用作建材中稳定性差的问题，拟提供一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，不仅提高了精炼废渣的稳定性，也减少了钢铁工业二氧化碳的排放，大大地提高了精炼废渣的利用价值。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、本发明的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，包括以下操作步骤：

6、s1：废渣碳酸化处理：将钢包精炼废渣浸入碳酸氢钠溶液中进行碳酸化处理；

7、s2：固液分离：碳酸化处理0.5h～1.5h后过滤，得到滤渣1和滤液1；

8、s3：二氧化碳饱和处理：向滤渣1中加入适量水后，通入二氧化碳气体至饱和；

9、s4：固液分离：s3中二氧化碳饱和处理后过滤，得滤液2和滤渣2；

10、s5：混合反应：滤液1和滤液2混合反应；

11、s6：固液分离：过滤s6中充分反应后过滤，得到滤液3和滤渣3；

12、s7：浓缩：滤液3经浓缩得到浓缩液和水，浓缩液返回s1利用，水返回s3步骤利用；

13、s8：干燥：滤渣3经烘干后得到轻质碳酸钙，滤渣2干燥后用作建材。

14、优选的，钢包精炼废渣包括cao、sio2和al2o3，且按重量百分比计，cao的含量≥40％，al2o3的含量≤30％。

15、优选的，碳酸化处理的条件为：碳酸氢钠溶液浓度为7％～11.27％，碳酸化处理的温度为25℃～60℃，碳酸化处理的时间为0.5h～2.5h。

16、优选的，碳酸化处理的搅拌转速为400r/min～600r/min，液固比为6～10。

17、优选的，步骤s1中碳酸化处理前先将钢包精炼废渣破碎粉磨，使得钢包精炼废渣的粒度达到100目～300目范围内。

18、优选的，步骤s3中滤液碳饱和处理的条件为：温度为25℃～50℃。

19、优选的，步骤s8中的滤渣在110℃～150℃的温度下干燥2h～3h。

20、3、有益效果

21、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

22、(1)本发明的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，与现有直接碳酸化方法相比，处理时间相对较短，二氧化碳吸收率较高；与现有间接碳酸化处理相比，处理液循环利用，没有废液的产生，且可获得轻质碳酸钙产品。

23、(2)将钢包精炼废渣作为二氧化碳的吸收材料，通过矿物化将二氧化碳固定，减少钢铁行业二氧化碳的排放，降低钢铁行业对环境的负面影响。

24、(3)本发明的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，采用二氧化碳处理钢包精炼废渣，将废渣中的cao等转化为碳酸盐，提高了废渣的稳定性，有利于后续的材料化利用。

25、(4)本发明的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，碳酸氢钠处理液可以循环利用，不产生新的废弃物，不带来二次污染。是一个洁净化的处理方式。本发明不仅能解决钢包精炼废渣的污染问题，也减少了钢铁企业的碳排放。提高了经济效益与环境效益。

技术特征：

1.一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：所述钢包精炼废渣包括cao、sio2和al2o3，且按重量百分比计，cao的含量≥40％，al2o3的含量≤30％。

3.根据权利要求2所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：碳酸化处理的条件为：碳酸氢钠溶液浓度为7％～11.27％，碳酸化处理的温度为25℃～60℃，碳酸化处理的时间为0.5h～2.5h。

4.根据权利要求3所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：碳酸化处理的搅拌转速为400r/min～600r/min，液固比为6～10。

5.根据权利要求4所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：步骤s1中碳酸化处理前先将钢包精炼废渣破碎粉磨，使得钢包精炼废渣的粒度达到100目～300目范围内。

6.根据权利要求1-5任一一项所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：步骤s3中滤液二氧化碳饱和处理的条件为：温度为25℃～50℃。

7.根据权利要求6所述的一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，其特征在于：步骤s8中的滤渣在110℃～150℃的温度下干燥2h～3h。

技术总结
本发明公开了一种钢包精炼废渣吸收二氧化碳并制备轻质碳酸钙的方法，属于二次资源高效利用技术领域。本发明包括以下操作步骤：将钢包精炼废渣浸入碳酸氢钠溶液碳酸化处理；处理一段时间后，过滤分离得滤液1和滤渣1；滤渣二氧化碳饱和处理：分离后的滤渣中加入水，并通入二氧化碳气体至饱和；二氧化碳饱和处理后过滤分离，得滤液2和滤渣2；滤液2加入滤液1，充分混合反应；充分反应后过滤，得滤液3滤渣3；滤液3经浓缩得到浓缩液和水，两者返回利用；滤渣2干燥后建材化利用，滤渣3干燥后得到轻质碳酸钙。本发明拟提供一种钢包精炼废渣通过碳饱和处理后稳定性提高的方法，不仅降低钢铁行业二氧化碳的排放，还能够实现废渣的稳定化。

技术研发人员：吴六顺,李慧,周云,王珏,王海川,董元箎
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11