一種高爐渣與轉爐渣綜合利用的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金環保技術領域，具體涉及一種高爐渣與轉爐渣綜合利用的方法。
【背景技術】
[0002]我國是鋼鐵工業大國，近幾年我國鋼鐵行業快速發展。鋼鐵工業的進步極大地體現在提高資源的利用率，為了應對競爭局面，必須提高資源利用效率，降低污染物排量。資源和環境成為鋼鐵企業能否生存和發展的決定性因素。
[0003]高爐渣是鋼鐵冶煉過程中的主要副產品，每冶煉It生鐵大約產生300?350kg的高爐渣，按照我國年生鐵年產量100000萬t計算，產渣量達32000萬t左右。我國90%的高爐渣都采用水沖渣法處理，得到的水渣用于生產水泥、渣磚、礦渣微粉和隔熱填料。
[0004]轉爐渣是鋼鐵企業轉爐煉鋼產生的廢棄物，主要含有鈣、鐵、鎂和硅元素，其中一部分鈣元素以游離氧化鈣的形式存在。每冶煉It鋼材大約產生100?120kg的轉爐渣，按照我國鋼材年產量100000萬t計算，產渣量達11000萬t左右。
[0005]由于高爐渣和轉爐渣的排放造成了大量鋁和鈣等資源的流失，同時占用了大量土地，對環境造成污染，因此對它們的利用早已成為行業技術人員關注的焦點。但是，目前還未有公開一種高效、節能以及環保的高爐渣或轉爐渣的處理方法。
[0006]因此，如何提供一種高效、節能以及環保的高爐渣或轉爐渣的處理方法是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明的目的是提供一種高爐渣與轉爐渣綜合利用的方法，該方法充分利用高爐渣和轉爐渣的各自的特征，將高爐渣和轉爐渣的特征結合起來，相互彌補配合，克服處理單一高爐渣或單一轉爐渣所存在的困難，資源回收產出高附加值的產品，具有高效、節能以及環保的特點。
[0008]為解決上述的技術問題，本發明提供的技術方案為:
[0009]—種高爐渣與轉爐渣綜合利用的方法，包括以下步驟:
[0010]I)高爐渣和轉爐渣的預處理:將高爐渣破碎，得到高爐渣粉末，將轉爐渣破碎，得到轉爐渣粉末，控制所述高爐渣粉末與所述轉爐渣粉末的質量配比在40:1至6:1之間，然后用混粉機將所述高爐渣粉末與所述轉爐渣粉末充分混合攪勻，得到混勻粉末；
[0011]2)與鹽酸反應:將步驟I)得到的所述混勻粉末置于鹽酸溶液中進行溶解反應，所述鹽酸溶液的重量為所述混勻粉末重量的15?20倍，然后將溶解反應后得到的混合液靜置沉降并過濾，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層沉淀物和下層殘渣，然后將所述上層沉淀物從所述第一固相物中分離出得到硅膠；
[0012]3)與氫氧化鈉反應:向步驟2)中得到的第一浸出液中添加氫氧化鈉溶液，直至所述第一浸出液的PH變為11.5 ± 0.1，然后將添加氫氧化鈉溶液后的第一浸出液加熱至一定溫度后進行反應，然后將反應后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第二浸出液和第二固相物，然后將所述第二固相物依次進行沖洗與烘干，得到鈣鋁基層狀雙氫氧化物。
[0013]優選的，將所述步驟3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步驟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氫氧化鈉。
[0014]優選的，所述步驟I)中，所述高爐渣中鈣元素的重量百分比為24%?39%，且鋁元素的重量百分比為11%?14%。
[0015]優選的，所述步驟I)中，所述轉爐渣中鈣元素的重量百分比為40%?50%，且鋁元素的重量百分比為2%?5%。
[0016]優選的，所述步驟I)中，所述高爐渣粉末的粒徑為50μηι?170μηι，所述轉爐渣粉末的粒徑為50μπι?170μπι。
[0017]優選的，所述步驟2)中，所述鹽酸溶液的濃度為3mol/L，溶解反應溫度為90 V?100°c，溶解反應時間為2h?3h。
[0018]優選的，所述步驟3)中，所述氫氧化鈉溶液的濃度為2mol/L，反應溫度為90°C?100C，反應時間為17h?19h。
[0019]優選的，所述步驟3)中，將所述第二固相物用去離子水沖洗3?5次。
[0020]優選的，所述步驟3)中，將所述第二固相物沖洗后在100°C下完全烘干。
[0021]本發明的有益技術效果:
[0022]1.在本發明的步驟2)中，高爐渣和轉爐渣中的游離S i O 2轉化為硅膠，轉化率在92%以上，產出的硅膠純度在92%以上，外觀為白色，產品附加值較高，這是現有技術所不具備的。
[0023]2.在本發明的步驟3)中，第一浸出液與氫氧化鈉溶液反應得到附加值較高的鈣鋁基層狀雙氫氧化物，產出的鈣鋁基層狀雙氫氧化物純度在90 %以上，外觀為白灰色固體粉末，該鈣鋁基層狀雙氫氧化物是很多烷基芳香烴發生反應和某些微生物反應的催化劑，用途廣泛。故本發明巧妙利用了高爐渣和轉爐渣中的鈣資源和鋁資源，控制其比例在一定范圍內，制備了高附加值的鈣鋁基層狀雙氫氧化物，這是現有技術不具備的。
[0024]3.本發明中，將所述步驟3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步驟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氫氧化鈉，節省了大量原料，降低了成本。
[0025]高爐渣和轉爐渣都是冶金工業廢棄物，如不利用，不僅浪費資源，而且污染環境。本發明的原料鹽酸和氫氧化鈉來源廣泛，成本低。本發明是大規模地、整體地綜合利用高爐渣和轉爐渣生產高附加值產品，無二次污染;產品應用范圍廣，經濟效益高。本發明合理利用了高爐渣和轉爐渣中的鈣和鋁資源，解決了轉爐渣的大量排放造成的環境污染問題和如何增加高爐渣附加值的問題，是技術上的顯著進步。本發明充分利用高爐渣和轉爐渣的各自的特征，將高爐渣和轉爐渣的特征結合起來，相互彌補配合，克服處理單一高爐渣或單一轉爐渣所存在的困難，資源回收產出高附加值的產品，具有高效、節能以及環保的特點。
【具體實施方式】
[0026]為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是進一步說明本發明的特征及優點，而不是對本發明權利要求的限制。
[0027]一種高爐渣與轉爐渣綜合利用的方法，包括以下步驟:
[0028]I)高爐渣和轉爐渣的預處理:將高爐渣破碎，得到高爐渣粉末，將轉爐渣破碎，得到轉爐渣粉末，控制所述高爐渣粉末與所述轉爐渣粉末的質量配比在40:1至6:1之間，然后用混粉機將所述高爐渣粉末與所述轉爐渣粉末充分混合攪勻，得到混勻粉末；
[0029]2)與鹽酸反應:將步驟I)得到的所述混勻粉末置于鹽酸溶液中進行溶解反應，所述鹽酸溶液的重量為所述混勻粉末重量的15?20倍，然后將溶解反應后得到的混合液靜置沉降并過濾，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層沉淀物和下層殘渣，然后將所述上層沉淀物從所述第一固相物中分離出得到硅膠；
[0030]3)與氫氧化鈉反應:向步驟2)中得到的第一浸出液中添加氫氧化鈉溶液，直至所述第一浸出液的PH變為11.5 ± 0.1，然后將添加氫氧化鈉溶液后的第一浸出液加熱至一定溫度后進行反應，然后將反應后得到的混合液靜置沉降并過濾，得到第二浸出液和第二固相物，然后將所述第二固相物依次進行沖洗與烘干，得到鈣鋁基層狀雙氫氧化物。
[0031]高爐渣與轉爐渣中的Ca0、Al203與鹽酸發生反應，得到CaCl2和AlCl3進入第一浸出液，含量較少的Fe3+、Mg2+等離子一同進入第一浸出液，由于高爐渣轉爐渣混合物的粒度很小，與鹽酸充分反應后，密度相對較小的S12形成S12.ηΗ20，存在于第一固相物的上層沉淀物，剩余的為下層殘渣。
[0032]第一浸出液中的Ca2+、Al3+、Fe3+、Mg2+等金屬離子與氫氧化鈉反應，得到Ca(0H)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2等沉淀進入第二固相物，由于Fe3+、