不锈钢冶炼生产过程中会产生大量除尘灰,如不对除尘灰加以治理和综合利用,其堆积和飞扬的粉尘对厂区和周围的环境造成严重污染。不锈钢除尘灰含有大量的镍、铬贵重金属元素,回收利用除尘灰不仅可以回收有价元素、创造经济效益,而且可产生较大的环保效益。太钢引进竖炉工艺用以回收除尘灰中Cr、Ni元素,但获得的含铬镍铁水中磷含量偏高(0.08～0.1%),由于磷对不锈钢性能的危害,竖炉生产的含铬镍铁水在不锈钢冶炼过程中配加量有限,造成含铬镍铁水浇注成块后大量堆积。本课题针对太钢竖炉生产出的高硅高磷含铬镍铁水,从热力学角度分析“脱硅保铬”和“脱磷保铬”的可行性,采用太钢中试厂500kg顶底复吹多功能非真空感应炉模拟电炉考察脱硅过程中铬损情况,根据中试实验中55%BaO-20%CaO-20%CaF2-5%Cr2O3脱磷剂的氧化脱磷效果进行工艺优化,从而获得含铬镍铁水氧化脱磷最佳工艺后,采用20t电炉进行工业化试验；试验表明含钡渣系具有较为理想的脱磷效果,但存在脱磷后的含钡渣系对环境的污染问题。利用XRD和XRF等手段对含钡脱磷渣组分进行了分析,同时采用国家标准对其进行毒性实验研究,制定了采用盐酸对含钡脱磷渣进行浸出处理,以及采用硫酸对浸出后的钡进行回收利用的含钡脱磷渣无害化处理方案。通过热力学计算,硅的氧化总比铬的氧化更容易,采用加强供氧措施,可实现“脱硅保铬”。用BaO基高碱性渣可实现脱磷保铬,为防止选择性脱碳,最佳温度应低于1874K。在脱磷剂中加入Cr2O3,可实现和控制体系中的氧势值1g(po2/p0),从而达到氧化脱磷目的。中试试验过程中,采用铁鳞氧化脱硅和吹氧脱硅方式,可以将铁水中硅含量降低至0.21%以下,并且获得较好的脱磷效果,同时,可适当提高温度改善脱磷动力学条件以及调整渣中铬精矿粉和铁鳞的比例来降低铬损。工业化试验中钡基渣脱磷效果显著,磷含量由0.086%脱到0.023%,脱磷率达73%,铬损失率为1.5%,“脱硅保铬”和“脱磷保铬”工艺可行有效,氧化脱磷终点的铁水磷含量为0.023%,而不锈钢中磷含量在0.035%以下,因此高硅高磷含铬镍铁水脱磷后直接作为AOD原料。含钡脱磷渣的毒性实验表明,渣中可溶性钡盐(BaO等)含量较高,远远超过国家危险废物鉴别标准；在含钡脱磷渣无害化处理过程中综合考虑盐酸用量、浸出温度、搅拌速度等因素对钡浸出率的影响,得出40g含钡脱磷渣的最优浸出条件：常温,盐酸量40mL,液固比3：1,搅拌速率120rpm,粒度180目,浸出时间5min。此时,浸出率可达80%,同时采用硫酸处理后含钡脱磷渣的毒性符合国家标准；利用硫酸分步沉淀分离浸出液中钡钙后,浸出液可循环使用,其中沉淀所用硫酸与钡摩尔比为1：1,硫酸与钙离子摩尔比为0.9：1,得到的硫酸钡纯度可达96%,且沉淀率可达99.97%；通过优化浸出条件以及浸出液的循环利用,达到了高效率无害化处理含钡脱磷渣的目的。