第36卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.36 Suppl.1 2014年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2014 炼钢炉渣的浸出和碳酸化 唐海燕12，孟文佳，孙绍恒，刘辉)，王爽)，李京社2区 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:lijingshe(@usth.cdu.cn 摘要为提高炼钢炉渣中钙、镁离子的浸出和碳酸化率，用荧光光谱仪分析了炉渣的成分，用X射线衍射分析了相组成.研 究了不同剂量的盐酸和醋酸作为浸出试剂的浸出效果以及温度和搅拌条件对浸出的影响.结果表明，常温下用HC作为浸出 试剂可达到良好的浸出效果，在本实验条件下浸出率可达93.4%，用醋酸的浸出率可达85.8%.盐酸浸出后再通C02所得碳 酸钙的纯度可达91.02%，转化率56.5%.80℃时用醋酸作试剂的浸出率大于盐酸.搅拌有利于钙、镁离子浸出. 关键词钢渣：浸出：碳酸化：温度：搅拌 分类号X757 Leaching and carbonation of steelmaking slag TANG Hai-yan',MENG Wen-jia?,SUN Shao-heng?,LIU Hui,WANG Shuang?,LI Jing-she 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing 100083.China Corresponding author,E-mail:lijingshe@ustb.edu.cn ABSTRACT In order to improve the leaching and carbonation rates of calcium and magnesium ions in steelmaking slag,the chemical and phase compositions were analyzed by fluorescence spectrometry and X-ray diffraction (XRD).The leaching effect of different amounts of hydrochloric acid and acetic acid and the influence of temperature and stirring conditions on the leaching rate were investiga- ted in detail.Hydrochloric acid as a leaching reagent can achieve a better leaching result and its leaching rate is up to 93.4%,higher than 85.8%for acetic acid:moreover,the purity of calcium carbonate is 91.02%and the conversion rate is 56.5%.The leaching rate with acetic acid is higher than that with hydrochloric acid at 80 C.Stirring is favorable for calcium and magnesium ion leaching. KEY WORDS steelmaking slag:leaching:carbonation:temperature:stirring condition 世界工业化进程引起的能源大量消耗，导致大 究是个热点山，而国内的研究处于刚刚起步阶 气C0,剧增，由其引起的温室效应已为各国政府和 段2-切.Huijgen等圆的研究表明用钢渣或镁橄榄 环保工作者高度关注.钢铁工业是我国C0,排放的 石进行碳酸化比用其他矿物成本低.利用钢渣捕集 主要源头之一，降低钢铁工业的C02排放，对于实现 C02具有诸多优点：首先其来源丰富，能够大量获 我国温室气体减排目标，促进社会、经济、环境可持 得，而且来源地靠近C02产生源，可以省去原料运输 续发展等方面都具有非常重要的现实意义.炼钢过费用：其次这些钢渣多孔疏松、易破碎，具有较高的 程中亦会产生大量的炉渣，研究表明转炉每吨钢产 反应活性及较快的反应速率，因而原料预处理能耗 生的渣量大约是75~150kg,电炉65~80kg,钢包精 低，最后利用这些物质固定C02的同时还可以回收 炼炉15一20kg1-习.炉渣长期堆放既浪费空间又容 贵重金属及其他高附加值产物，降低经济成本.尽 易由于吸潮降低使用性能.用炼钢炉渣吸收C0,形 管热力学以及经济性的研究均表明，用炉渣吸收 成碳酸盐既保护环境又有效地利用了炉渣，增加了 C0,是可行的，然而其吸收效率较低7.影响吸收 其附加值.目前国外在C0,的矿物碳酸化方面的研 效率的主要因素是钙、镁离子的浸出，因此本文进行 收稿日期：2013-11-15 基金项目：教有部博士点基金资助项目(20100006120008)：北京市本科生科技创新项目 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.s1.006:http://jourals.ustb.edu.cn第 36 卷 增刊 1 2014 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 Suppl． 1 Apr． 2014 炼钢炉渣的浸出和碳酸化 唐海燕1，2) ，孟文佳2) ，孙绍恒2) ，刘 辉2) ，王 爽2) ，李京社1，2)  1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: lijingshe@ ustb． edu． cn 摘 要 为提高炼钢炉渣中钙、镁离子的浸出和碳酸化率，用荧光光谱仪分析了炉渣的成分，用 X 射线衍射分析了相组成． 研 究了不同剂量的盐酸和醋酸作为浸出试剂的浸出效果以及温度和搅拌条件对浸出的影响． 结果表明，常温下用 HCl 作为浸出 试剂可达到良好的浸出效果，在本实验条件下浸出率可达 93. 4% ，用醋酸的浸出率可达 85. 8% ． 盐酸浸出后再通 CO2所得碳 酸钙的纯度可达 91. 02% ，转化率 56. 5% ． 80 ℃时用醋酸作试剂的浸出率大于盐酸． 搅拌有利于钙、镁离子浸出． 关键词 钢渣; 浸出; 碳酸化; 温度; 搅拌 分类号 X757 Leaching and carbonation of steelmaking slag TANG Hai-yan1，2) ，MENG Wen-jia2) ，SUN Shao-heng2) ，LIU Hui 2) ，WANG Shuang2) ，LI Jing-she 1，2)  1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: lijingshe@ ustb． edu． cn ABSTＲACT In order to improve the leaching and carbonation rates of calcium and magnesium ions in steelmaking slag，the chemical and phase compositions were analyzed by fluorescence spectrometry and X-ray diffraction ( XＲD) ． The leaching effect of different amounts of hydrochloric acid and acetic acid and the influence of temperature and stirring conditions on the leaching rate were investiga￾ted in detail． Hydrochloric acid as a leaching reagent can achieve a better leaching result and its leaching rate is up to 93. 4% ，higher than 85. 8% for acetic acid; moreover，the purity of calcium carbonate is 91. 02% and the conversion rate is 56. 5% ． The leaching rate with acetic acid is higher than that with hydrochloric acid at 80 ℃ ． Stirring is favorable for calcium and magnesium ion leaching． KEY WOＲDS steelmaking slag; leaching; carbonation; temperature; stirring condition 收稿日期: 2013--11--15 基金项目: 教育部博士点基金资助项目( 20100006120008) ; 北京市本科生科技创新项目 DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． s1． 006; http: / /journals． ustb． edu． cn 世界工业化进程引起的能源大量消耗，导致大 气 CO2剧增，由其引起的温室效应已为各国政府和 环保工作者高度关注． 钢铁工业是我国 CO2排放的 主要源头之一，降低钢铁工业的 CO2排放，对于实现 我国温室气体减排目标，促进社会、经济、环境可持 续发展等方面都具有非常重要的现实意义． 炼钢过 程中亦会产生大量的炉渣，研究表明转炉每吨钢产 生的渣量大约是 75 ～ 150 kg，电炉 65 ～ 80 kg，钢包精 炼炉 15 ～ 20 kg ［1--2］． 炉渣长期堆放既浪费空间又容 易由于吸潮降低使用性能． 用炼钢炉渣吸收 CO2形 成碳酸盐既保护环境又有效地利用了炉渣，增加了 其附加值． 目前国外在 CO2的矿物碳酸化方面的研 究是个热点［3--11］，而国内的研究处于刚刚起步阶 段［12--17］． Huijgen 等［8］的研究表明用钢渣或镁橄榄 石进行碳酸化比用其他矿物成本低． 利用钢渣捕集 CO2具有诸多优点: 首先其来源丰富，能够大量获 得，而且来源地靠近 CO2产生源，可以省去原料运输 费用; 其次这些钢渣多孔疏松、易破碎，具有较高的 反应活性及较快的反应速率，因而原料预处理能耗 低，最后利用这些物质固定 CO2的同时还可以回收 贵重金属及其他高附加值产物，降低经济成本． 尽 管热力学以及经济性的研究均表明，用炉渣吸收 CO2是可行的，然而其吸收效率较低［17］． 影响吸收 效率的主要因素是钙、镁离子的浸出，因此本文进行