LF炉精炼渣资源化特性

收稿日期：2008-03-20

基金项目：安徽省科技平台项目（06094039）

作者简介:任雪（1983-），女，山东青岛人，硕士生。

文章编号：1671-7872（2009）04-0338-03LF 炉精炼渣资源化特性

任雪,李辽沙

（安徽工业大学安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室，安徽马鞍山243002）

摘要：采用化学成份分析、XRD ，SEM ，EDS 对LF 炉精炼渣资源化特性进行检测、分析。结果表明：LF 炉精炼渣中w (Al 2O 3)=20%～40%,主要存在两个含铝矿物相C12A7，C3A 。其中：C12A7为基底相，C3A 呈中心对称的条索状三维结构，易于机械单体解离，便于选矿分离利用。此外，LF 炉渣中w (f-CaO)＜10%，w (C3A)=21.67%,w (C12A7)=58.67%，C12A7相中w (Al 2O 3)=78.86%。LF 炉精炼渣活性较高，极易通过化学手段将原有结构破坏，无需煅烧，可直接进行酸碱处理提取Al 2O 3。

关键词：LF 炉精炼渣；资源化特性；Al 2O 3

中图分类号：TF111.173文献标识码：A doi :10.3969/j.issn.1671-7872.2009.04.003

Resources Characteristics of LF Refining Slag

REN Xue,LI Liao-sha

(Anhui Provincial Key Laboratory of Metallurgy Engineering &Resources Recycling,Anhui University of Technology,Ma'anshan 243002,China)

Abstract:The properties of LF refining slag were studied with compositional analysis,XRD,SEM,EDS,etc.The results showed that LF refining slag with w (Al 2O 3)=20%～40%,has two main phase:C3A and C12A7.C12A7is basis phase,and C3A phase is central symmertrical 3-D structure with clavated antenna extending in different directions.It is easy to separate mechanically and utilize after mineral processing.In addition,w (f-CaO)＜10%,while w (C3A)is about 21.67%,and w (C12A7)is about 58.67%in LF refining slag,and w (Al 2O 3)in C12A7is about 78.85%.High activated LF refining slag was easily destroyed by chemical means,and Al 2O 3can be extracted through acidolysis without calcineding.

Key words :LF-refining slag;resources characteristics;Al 2O 3

一般LF 炉精炼渣中w (Al 2O 3)=20%～40%，与低品位铝土矿相当。普通LF 炉渣的渣相组成为钙铝和硅钙系复杂物相，具有在冶金生产中再生利用的价值[1]。近几年，对普通LF 炉渣粗放式利用的研究虽已逐步展开，如利用LF 渣熔融态的残余热量对其进行循环利用[2]，但渣的可用性和经济性较弱，且该利用方法建立在冶炼同种钢的基础上，应用范围较窄。预熔型LF 炉精炼渣(也叫铝酸钙)具有成份均匀、熔点低、熔速快、可缩短精炼时间、不含氟等特点，越来越受到重视[3]，但是对它的利用仅停留在工艺的探索上，高附加值、精细化利用的研究鲜有报道[4]，难以对其进行高效、综合的利用。所以有必要对该渣系资源化特性开展相应研究，为实现该资源的高效、合理利用提供参考。

1渣样选取、制备与检测

1.1渣样选取

表1为国内外一些钢铁企业LF 炉精炼渣的主要成份[5-9]。由表1可以看出，LF 炉精炼渣主要成份为CaO ，Al 2O 3，SiO 2和MgO ，其中w (Al 2O 3)基本在20%～40%间波动，R 4在1.3~1.9之间。本实验渣样选取马钢股份

Vol.26No.4

安徽工业大学学报第26卷第4期October 2009

J.of Anhui University of Technology 2009年10月

第4期

炉精炼渣资源化特性339

任雪等:LF

有限公司所产LF炉无氟预熔精炼渣。

表1一些企业LF炉精炼渣成份（w/%）

企业Al

O3CaO MgO SiO2TFe CaF2S MnO R4(平均)

2

Columbus钢厂20~2148~456~6.39~200~14~1.51天钢36~4042~48＜57~8~1.31鞍钢13.92~26.5646.85~53.638.06~8.3212.10~19.30 2.12~3.28~1.7宝钢29.5049.008.009.80~1.46马钢18.88~33.5343.55~53.49 3.92~5.55 1.11~14.230.68~2.670.33~0.560.10~0.46~1.57 1.2渣样制备

(1)预处理。将块状LF炉精炼渣破碎后进行磁选，以分离其中夹杂的铁屑。

(2)化学分析制样。使用QM-3SP2J行星式球磨机研磨LF炉精炼渣，研磨后粉末粒度-75μm。

(3)SEM制样。选取截面积＞2cm2的小块LF炉精炼渣，打磨、抛光直至该块状样品出现光泽的镜面。1.3检测方法

(1)化学成份分析。应用上海凯悦电子科技有限公司生产的MDX1000型X射线荧光光谱仪对渣样进行化学成份检测。

(2)XRD分析。应用瑞士产X'TRL型X射线衍射仪。

(3)结构形貌分析。应用重庆光电仪器有限公司生产的XTZ-1/1A型正置矿相显微镜，和荷兰飞利浦公司生产的PSVPS XL30型扫描电子显微镜，观察样品矿物形貌、尺寸及分布状态。

(4)矿相物质组成。应用美国EDAX XL30能谱仪测定矿相的物质组成。

2检测结果与表征

2.1LF炉精炼渣化学组成与矿物构成LF炉精炼渣化学成份检测结果(质量分数)为：Al2O336.81%，CaO 52.75%，MgO

3.71%，SiO21.63%，TFe3.21%，S0.58%，MnO0.08%，其它1.23%，R4~1.5。结合表1可初步推断，LF炉渣的主要由钙铝或硅铝酸盐构成。

在1.3~1.9之间，其中CaO质量分数可达50%甚至更高，使由于LF炉精炼渣为还原渣系，四元碱度R

4

得精炼渣中可能产生游离氧化钙（f-CaO）。图1为XRD分析结果,图1表明LF炉精炼渣中Ca，Al元素的矿相组成为C3A(3CaO·Al

O3)，C12A7(12CaO·7Al2O3)，并且存在一定量的f-CaO。

2

2.2LF炉精炼渣的矿物形貌

图2为LF炉精炼渣块状样品在矿相显微镜下的形貌图，从图2可以看出，LF炉精炼渣主要有两个物相。将其中颜色较深的物相称为A相，其余称为B相。A相为较完整的结晶形貌，以中心为对称，可以推断其枝状结构在三维空间呈辐射状生长。镜像统计表明，该相体积分数约60%。B相为基底相，颜色较浅，体积分

数约40%。