不锈钢钢渣制作化肥原料的有害成分分离

摘要

不锈钢钢渣作为不锈钢冶炼过程中的产生副产品，其含有大量有益于土壤和农作物生长的营养元素，因此可以用作化肥原料。针对这一应用方向，研究了不锈钢EAF渣的矿物相特征，明确了制约其用作硅肥原料的因素是Cr含量超标。根据两种含Cr矿物的磁性特征，采用两步磁选工艺剔除不锈钢钢渣中的含Cr矿物，采用碱性焙烧-水浸法处理磁选尾渣，使终尾渣中的Cr含量达到制作硅肥原料的指标要求。
　　研究结果表明：不锈钢EAF渣的矿物成分有β-硅酸二钙(β-C2S)、镁蔷薇辉石(Ca3Mg(SiO4)2)、铁酸二钙(Ca2Fe2O5)、钙铝黄长石(Ca2AlSi2O7)、Fe-Cr-Ni合金、RO相、镁铬铁矿(MgCr2O4)和磁赤铁矿(Fe2O3)共8种矿物。铬元素赋存状态Fe-Cr-Ni合金和镁铬铁矿，它们的嵌布粒度分别为12~102μm、11~46μm，两种矿物体积合含量为7.8％。
　　不锈钢钢渣原料中各项指标均满足 NY/T797-2004《硅肥》标准，而铬含量是GB/T23349-2009《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》限量值（0.05%）的19.4倍，其他4种重金属有害成分（砷、镉、铅、汞）均未检测出。
　　采用磁感应强度为180mT的弱磁选分选不锈钢钢渣，精矿的产率为6.6%，尾矿中的Cr含量降低了10.2%。采用磁感应强度为1200mT的强磁选分选弱磁选后的尾矿，精矿的产率为49.2%，尾矿中的Cr含量降低了36%。磁选后的尾矿中铬含量为0.56%，高于标准GB/T23349-2009限量值的10倍。
　　采用碱性焙烧-水浸法处理磁选后的尾渣，选用3g不锈钢钢渣，NaOH1.5g， NaNO30.2g，焙烧温度400℃，焙烧时间2h。焙烧前后残渣中Cr含量降低了91.7%， Ca、Mg含量分别增加了10.8%和12.5%，Si降低了7.2%。
　　不锈钢钢渣原料经两步磁选（弱磁选-强磁选）、焙烧-水浸处理后的终尾渣产品各项元素含量指标均能达到标准GB/T23349-2009中重金属元素含量限定值的指标要求，满足其用作硅肥原材料的要求。

目录

主要符号表

1绪论

1.1课题的提出

1.2不锈钢钢渣除铬及磁性矿物的分选技术

1.3研究内容和技术路线

2不锈钢钢渣的矿物相特征

2.1实验原料和实验方法

2.2不锈钢EAF渣的矿物成分

2.3 EAF渣矿物的化学成分和显微结构

2.4 EAF渣矿物的嵌布特征

2.5小结

3不锈钢钢渣制作化肥原料的适用性

3.1用作硅肥原料的标准要求

3.2重金属元素含量测定方法

3.3不锈钢钢渣原料的指标达成度

3.4小结

4不锈钢钢渣中含铬矿物的物理分选

4.1磁选试验

4.2实验结果与讨论

4.3小结

5碱性焙烧-水浸加工实验

5.1碱性焙烧实验原理

5.2实验过程

5.3实验仪器

5.4实验结果与讨论

5.6小结

6结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录 硕士研究生学习阶段研究成果