一种生产炼钢造渣促进剂的方法以及炼钢造渣促进剂

技术领域

本发明涉及固体废弃物综合利用领域，具体为涉及一种使用铝电解槽大修渣生产炼钢造渣促进剂的方法以及相应的炼钢造渣促进剂。

背景技术

本部分的陈述仅仅是为了提供与本申请的技术方案有关的背景信息，以帮助理解，其对于本申请的技术方案而言并不一定构成现有技术。

铝电解槽大修渣为电解铝生产过程中产生的一种固体废弃物，之前对其进行的主要处理方法为填埋，然而，目前国家相关部门已经明确禁止批建新的大修渣储存渣场。铝电解槽在工作一段后阴极内衬行需要维修更换，按照目前的生产技术现状水平及发展状况，铝电解槽大修周期一般设计为2200天。铝电解槽大修时拆除的废阴极钢棒、氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极、防渗料、其它（主要包括：糊料、陶瓷纤维板、硅酸钙板、耐火砖、高强浇注料等）等统称为铝电解槽大修渣。

由于铝电解生产过程中需要加入电解质-氟化盐、冰晶石，吨铝约消耗氟化盐27kg、冰晶石5kg。这些氟化物除一部分从大气中排出外，另一部分在高温下与阴极内衬发生电化学反应，残留于槽衬中，致使铝电解槽大修渣中氟化物含量较高。铝电解槽大修渣中炭质材料约占50％，氟化盐约占30％，其他物质主要是霞石、β-氧化铝，少量的碳化铝、氮化铝、铝铁合金和微量氰化物，其中氟化物具有强烈的腐蚀性，氰化物为有毒物质。铝电解槽大修渣属危险废物，主要污染物为氰化物和氟化物，已被列入《国家危险废物名录》（危废代码：321-023-48）。

基于上述原因，铝电解槽大修渣无论是贮存还是填埋，都有极其严格的要求，要投入巨额的投资费用和运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患。因此对铝电解槽大修渣进行无害化处理，将其变废为宝，从根本上消除污染隐患，是最佳和最终方案。

发明内容

为了实现铝电解槽大修渣的资源化综合利用，本发明的一个方面提供了一种生产炼钢造渣促进剂的方法，包括：对铝电解槽大修渣进行分拣处理，以分拣出氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极钢棒和废阴极；在分拣处理后，对铝电解槽大修渣中剩余的物料进行破碎处理，以获得碎料；向所述碎料中混配添加剂，所述添加剂中包含氧化铝或氢氧化铝，其中，混配添加剂之后所得到的物料中以氧化铝质量的百分含量计的铝含量要求为10～30%；以及对混配添加剂之后所得到的物料进行烧结，获得炼钢造渣促进剂。

在一个实施例中，所述添加剂中包括含氧化铝或氢氧化铝的结疤料。

在一个实施例中，破碎处理后所获得的碎料的粒径为30mm以下。

在一个实施例中，所述对混配添加剂之后所得到的物料进行烧结包括：使用回转窑对混配添加剂之后所得到的物料进行烧结，其中，所述回转窑的烧结温度范围为700-900℃。

本发明的另一个方面涉及一种由上述方法生产的炼钢造渣促进剂，其特征在于，包括按以下重量百分比的成分：氟化物 13～30%；Al

在一个实施例中，所述炼钢造渣促进剂还包括按以下重量百分比的成分：0%＜C＜2%；0%＜N＜0.5%；0%＜S＜0.3%。

本发明的炼钢造渣促进剂是由经分拣处理后的铝电解槽大修渣余料，经破碎后过筛处理，配合其他添加剂，通过回转窑烧结，可制成粒状、粉状、球状（圆球、椭圆球、扁圆球）的产品，用作炼钢造渣促进剂，经与其它原料混配为造渣剂后用于钢水中脱氧、脱硫、造渣。

本申请的方案能对铝电解槽大修渣进行资源回收综合利用，其对大修渣进行了无害化处理，从根本上消除了污染隐患，实现了变废为宝、保护环境等多重目标。

附图说明

以下参照附图对本发明的实施例作进一步说明，其中：

图1示出了根据一个实施例的使用铝电解槽大修渣生产炼钢造渣促进剂的方法；

图2示出了根据一个实施例的使用铝电解槽大修渣生产炼钢造渣促进剂的生产装置的部分示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据一个实施例的使用铝电解槽大修渣生产炼钢造渣促进剂的方法，主要包括如下步骤：

步骤101：对铝电解槽大修渣进行分拣处理，以分拣出氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极钢棒和废阴极。

铝电解槽大修时产生的大修渣主要包括废阴极钢棒、氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极、防渗料、其它（主要包括：糊料、陶瓷纤维板、硅酸钙板、耐火砖、高强浇注料等）。

由于铝电解槽大修渣中成分复杂，各种成分的经济价值和再利用方式差异巨大，因此本方法首先对铝电解槽大修渣进行分拣处理，以分拣出氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极钢棒和废阴极。在一个实施例中，除了分拣出氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极钢棒和废阴极之外，还可以分拣出其他成分。

在一个实施例中，分拣处理操作可以包括：（1）在刨炉时对氮化硅结合碳化硅侧块进行保护性清理，对于完整的氮化硅结合碳化硅侧块，可以回收再利用，例如用于槽大修或在线小修，对于破损的氮化硅结合碳化硅侧块，可以在清理干净后进行售卖；（2）捡选出废阴极钢棒和废阴极，废阴极可被制成增碳剂进行售卖或者用于其他综合利用途径。大修渣中废阴极碳块占总渣量的30%以上, 阴极碳块中含有固定碳, 具有一定的热值, 可以对其充分利用。可将其加入氧化铝熟料烧成窑代替部分无烟煤使用。废阴极碳块也可以用于烧结法氧化铝生产, 通过将废碳块破碎到25mm以下, 与无烟煤一同进入氧化铝生产流程，可改善溶出条件。也可将其破碎后加入到水泥熟料中代替部分燃料。也可将其作为制备铁合金电极糊原料, 阴极碳块导电性良好, 破碎到一定的粒度后可代替一部分冶金焦制备电极糊。

步骤102：在分拣处理后，对铝电解槽大修渣中剩余的物料进行破碎处理，以获得碎料。

在分拣处理后，铝电解槽大修渣中剩余的物料可作为用于生产炼钢造渣促进剂的原料，并对其进行破碎处理，以获得碎料。

在一个实施例中，在破碎处理后获得的碎料的粒径为30mm以下。在一个实施例中，在破碎处理后获得的碎料的粒径为20mm以下。

在一个实施例中，在破碎处理后进行过筛处理，并获得粒径为30mm以下或20mm以下的碎料。

步骤103：向所述碎料中混配添加剂，所述添加剂中包含氧化铝或氢氧化铝。

在进行破碎处理之后，向铝电解槽大修渣碎料中混配添加剂，添加剂中包含氧化铝或氢氧化铝。该添加剂例如可以是氧化铝、氢氧化铝、含氧化铝或氢氧化铝的结疤料等，或者它们中的两种或更多种的混合物。

在一个实施例中，该添加剂是含氧化铝或氢氧化铝的结疤料，由于含氧化铝或氢氧化铝的结疤料一般是在氧化铝生产过程中产生的，因此使用其作为添加剂，可以极大地节省成本，并提高固体废弃物综合利用效率。

在一个实施例中，将碎料与添加剂混配之后所得到的物料中的铝含量要求（以氧化铝质量的百分含量计）为10～30%。

步骤104：对混配添加剂之后所得到的物料进行烧结，获得炼钢造渣促进剂。

将混配好的物料经回转窑烧结，制成炼钢造渣促进剂。在一个实施例中，回转窑的烧结温度范围可以为700-900℃。优选的，回转窑的烧结温度范围可以为800-850℃。

经回转窑烧结制成的炼钢造渣促进剂主要成分包括：氟化物（例如AlF

回转窑烧结制成的炼钢造渣促进剂可制成粉状（粒度范围0～3mm）、粒状（粒度范围3～5mm）、球状（圆球、椭圆球、扁圆球，粒度范围10～50mm）的产品，用作炼钢造渣促进剂，经与其它原料混配为造渣剂后用于钢水中脱氧、脱硫、造渣。

在一个实施例中，炼钢造渣促进剂以铝电解槽大修渣分拣后余料（将氮化硅结合碳化硅侧块、废阴极钢棒和废阴极等分拣处理后的余料）为原料，破碎后按照一定比例添加氧化铝结疤料混匀制成，具有成本低、快速成渣、工业固废资源化再利用的特点，能促进快速成渣，提高炼钢过程脱氧、脱磷效果。

图2示出了根据一个实施例的使用铝电解槽大修渣生产炼钢造渣促进剂的生产装置的部分示意图。在图2中，由进料皮带将碎料和添加剂运送到进料小仓及竖式预热器，之后，碎料和添加剂进入回转窑窑体，在此进行烧结。烧结后获得的炼钢造渣促进剂随后依次经过竖式冷却器、出料皮带，到达出料小仓。

本申请的方案能对铝电解槽大修渣进行资源回收综合利用，其对大修渣进行了无害化处理，从根本上消除了污染隐患，实现了变废为宝、保护环境等多重目标。

本文中针对“各个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在各个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个本文中各处的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是不符合逻辑的或不能工作。本文中出现的类似于“根据A”、“基于A”、“通过A”或“使用A”的表述意指非排他性的，也即，“根据A”可以涵盖“仅仅根据A”，也可以涵盖“根据A和B”，除非特别声明其含义为“仅仅根据A”。在本申请中为了清楚说明，以一定的顺序描述了一些示意性的操作步骤，但本领域技术人员可以理解，这些操作步骤中的每一个并非是必不可少的，其中的一些步骤可以被省略或者被其他步骤替代。这些操作步骤也并非必须以所示的方式依次执行，相反，这些操作步骤中的一些可以根据实际需要以不同的顺序执行，或者并行执行，只要新的执行方式不是不符合逻辑的或不能工作。

由此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本发明的精神和范围内。虽然本发明已经通过一些实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。