用鹽酸從鋼渣中浸出磷試驗研究

陳慧方，呂寧寧，楊金星，蘇 暢，王海川

(1.安徽工業大學 冶金工程學院，安徽 馬鞍山 243032；2.冶金減排與資源綜合利用教育部重點實驗室，安徽 馬鞍山 243002)

鋼渣是煉鋼過程中的副產物[1-3]，其中含有一定量磷[4-5]，直接回用于煉鋼會導致鐵水中磷濃度升高，影響鐵水質量[6-7]。從鋼渣中脫磷，可采用碳熱還原法[8-10]，將大部分磷轉入到鐵碳合金中；或通過高強度磁選，將磷轉到非磁性相中，而鐵、錳進入磁性相中[11]。利用鋼渣中含磷相密度低于其他物相的特點，將鋼渣高溫熔融然后緩慢冷卻，也可脫除含磷相[12-17]。但這些方法通常需要在高溫下進行，能耗高，對反應設備要求高。而濕法處理不需要較高溫度，操作簡便，目前已逐漸用于從鋼渣中除磷，如用無機酸浸出磷[18-20]，適宜條件下，磷可完全脫除。

為了提高磷的浸出率，降低無機酸浸出液的量，試驗研究了用低濃度鹽酸溶液從鋼渣中浸出磷，以期為有效脫除鋼渣中的磷提供參考。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

鋼渣：取自某鋼廠，其化學成分見表1，XRD分析結果如圖1所示。鋼渣堿度為2.91，P2O5質量分數3.60%，主要物相為2CaO·SiO2—3CaO·P2O5和MgO·FeO固溶體。

表1 鋼渣的化學成分 %

圖1 鋼渣的XRD分析結果

1.2 試驗原理與方法

用鹽酸從鋼渣中浸出磷的化學反應[21-23]如下：

(1)

(2)

取10 g鋼渣于燒杯中，加入鹽酸溶液，置于恒溫水浴電動攪拌裝置中攪拌，反應一段時間后取5 mL浸出液，過濾后用電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP)測定其中磷質量濃度，計算磷浸出率。磷浸出率計算公式如下：

(3)

式中：r—磷浸出率，%；V—浸出液體積，L；……