專利名稱：熔融煉鐵污泥回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔融還原煉鐵工藝的固體廢棄物回收利用，具體的說是涉及一種熔融還原煉鐵工藝中脫水污泥回收利用的方法。
背景技術(shù)：
熔融煉鐵工藝是一種環(huán)境友好型的非高爐煉鐵工藝，與高爐煉鐵相比，取消了燒結(jié)和煉焦，但也因燒結(jié)工序的取消，失去了一個回收利用自身產(chǎn)生的污泥以及其他固體廢物的有效途徑。目前I座熔融煉鐵裝置一天產(chǎn)生的污泥量大約為200噸左右，對于有兩座熔融煉鐵裝置的鋼鐵廠來說，一天有400噸左右的污泥需要處理，由于沒有燒結(jié)工序，直接利用非常困難，不僅造成大量堆積，占用土地，污染環(huán)境，還對鐵水成本造成了一定的影響。技術(shù)人員通過對熔融煉鐵污泥化學(xué)成分的長期跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)熔融煉鐵污泥的成分和高爐煉鐵污泥以及轉(zhuǎn)爐污泥成分有一定的差別，參見表1，表I為煉鐵和煉鋼污泥的化 學(xué)成分，熔融煉鐵污泥和高爐煉鐵污泥雖然碳含量和鐵品位相近，但熔融煉鐵污泥的鋅含量顯著低于高爐煉鐵污泥。熔融煉鐵污泥和轉(zhuǎn)爐污泥相比，雖然鋅含量都較低，但熔融煉鐵污泥的鐵品位更低，碳含量更高。表I煉鐵和煉鋼污泥的化學(xué)成分(w%)
項目 TFe FeO CaO MgO A1203 Si02 S TC Zn
33.8 16.72 3.7 1.0 3.2 ' 6.8 ' 1.2 31.1 0.01
,秩朽泥...
32.4 6.9 2.7 1.5 7.3 10.6 1.5 28.5 4.8
轉(zhuǎn)爐
ρ 56.5 48.1 12.0 - 0,9 3J 0.1 3.5 0.09 fEm _；_
對于鐵品位較高的煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥回收利用，中國專利CN89105349. 2公開了一種煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵污泥的水法回收利用，提出了把含水4 O 7 O %的轉(zhuǎn)爐除塵污泥作為燒結(jié)配料水，在一次混料工序中直接配加到圓筒混料機內(nèi)的煉鐵燒結(jié)混合料中的方法，消除了轉(zhuǎn)爐除塵污泥作為含鐵原料直接配入煉鐵燒結(jié)混合料中出現(xiàn)混料不勻，易粘結(jié)在有關(guān)設(shè)施上難清理、保養(yǎng)，二次揚塵大等弊端。中國專利CN93105875. 9公開了一種轉(zhuǎn)爐煉鋼濕法除塵污泥回收利用的方法及裝置，提出了將轉(zhuǎn)爐煉鋼濕法除塵污泥經(jīng)連續(xù)均勻混料裝置定量給料，同時，按比例配加含CaO石灰粉料，進行破碎混勻，再經(jīng)消化，使其產(chǎn)生松散的、無揚塵的粉狀物作為鋼鐵生產(chǎn)輔助料供燒結(jié)、煉鋼使用的方法。中國專利CN200410040020. 8公開了一種煉鋼污泥漿用于球團生產(chǎn)造球的方法，提出了將煉鋼污泥漿的濃度調(diào)整到10 40%，將污泥漿按占鐵礦粉與膨潤土的混合粉的3 10%的配比(重量百分比)連續(xù)不斷地噴加在造球盤中，混合粉料和污泥漿在造球盤中充分攪和后由粉狀粘結(jié)成生球從造球盤中輸出。中國專利CN200410060869. I公開了一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥制備氧化鐵黑和鐵紅顏料的方法。
對于鐵品位較低鋅含量高的高爐煉鐵污泥回收利用，中國專利CN200610019539. 7公開了一種煉鐵高爐瓦斯泥分選綜合利用方法，提出了將瓦斯泥進行浮選和重選，從瓦斯泥中分離、富集出含鐵高的鐵精粉、碳較高的碳精粉以及尾泥，并分別進行回收利用的方法。中國專利CN991 17577. 8公開了一種含鋅高爐瓦斯泥綜合利用加工方法，提出了利用含鋅高爐瓦斯泥或其中間產(chǎn)物作為原料，通過一系列的化學(xué)、物理或電學(xué)的方法，加工或制取成電解鋅、鐵精礦、碳粉以及混凝土摻合料的方法。目前公開的冶金污泥回收技術(shù)雖然很多，但都不夠完善，直接作為燒結(jié)原料的方法需要建有燒結(jié)工藝和較高的鐵品位。作為球團礦原料的方法也需要建有球團廠，且存在使用比例不能太高的問題。作為制備氧化鐵黑和鐵紅顏料原料的方法也存在規(guī)模不大，無法利用所有污泥的弊端。針對鋅含量高的高爐煉鐵污泥回收利用方法也存在工藝復(fù)雜，成本較高的問題。因此對于沒有燒結(jié)工藝的熔融煉鐵工藝來說，采用上述技術(shù)無法實現(xiàn)經(jīng)濟可行的大規(guī)?；厥绽梦勰嗟裙腆w廢棄物，因此需要根據(jù)實際情況，探尋一種工藝簡單、經(jīng)濟可行的熔融煉鐵污泥回收方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熔融煉鐵污泥回收方法，該方法能實現(xiàn)熔融煉鐵污泥的回收利用，降低鐵水成本，減少環(huán)境污染。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種熔融煉鐵污泥回收方法，首先，將煉鐵污泥脫水后水分含量為10-25% ；
第二，所述污泥、粘結(jié)劑、鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物按重量百分比配比污泥30 55%，粘結(jié)劑10 15%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物30 60%的比例混合；在混合時額外配加廣15%的水，保持混合料的水分為1(Γ18% ；
第三，混勻后的混合料經(jīng)壓力機壓制成型；
第四，成型后，需對混合料進行養(yǎng)護；
第五，養(yǎng)護完成后的混合料壓塊和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。所述粘結(jié)劑為硅酸鹽水泥、無石膏的水泥熟料、礦渣水泥、火山灰、硅藻土或蛋白土中的一種或幾種組合。所述鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于3. 15mm的量大于90%。所述第三步的壓力機壓力控制范圍為l(T20MPa。所述第四步對混合料養(yǎng)護時間為2 12小時，養(yǎng)護氣氛為蒸氣養(yǎng)護。本發(fā)明將熔融煉鐵污泥脫水以后，與粘結(jié)劑以及鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物按設(shè)定比例混合，經(jīng)壓力機壓制成型，然后通過一定時間的養(yǎng)護獲得想要的強度，再將滿足強度要求的壓塊經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐進行冶煉，最終實現(xiàn)熔融煉鐵污泥的回收利用，降低鐵水成本，減少環(huán)境污染。本發(fā)明具有以下有益效果
(I)可以大規(guī)?；厥绽萌廴跓掕F工藝產(chǎn)生的污泥，避免污泥大量堆積，占用土地，污染環(huán)境。(2)可以回收利用污泥中富含的鐵和碳等物質(zhì)，增加鐵水產(chǎn)量和降低燃料消耗，最終實現(xiàn)鐵水成本的降低。
(3)在實現(xiàn)大規(guī)?；厥绽梦勰嗟耐瑫r，還可更經(jīng)濟的利用好將鐵礦石或球團礦的篩下粉。(4)本發(fā)明使用的粘結(jié)劑中含有大量的CaO和SiO2等物質(zhì)，在使用時可以減少石灰石、硅石等熔劑的加入量。本發(fā)明不但可以大規(guī)?；厥绽萌廴跓掕F工藝或其他煉鐵工藝產(chǎn)生的污泥，而且可以消耗一部分鐵礦石或球團礦篩下粉?？梢酝瑫r實現(xiàn)固體廢棄物的回收利用和減少環(huán)境污染，既有經(jīng)濟效益也有社會效益。


圖I為熔融煉鐵裝置及工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。 如圖I所示，熔融煉鐵裝置分為兩部分，上部為對含鐵原料進行預(yù)還原的豎爐，下部為對含鐵原料進行終還原以及產(chǎn)生煤氣的熔融氣化爐；熔融氣化爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵以后分為兩部分，一部分為豎爐的還原煤氣，經(jīng)豎爐后作為頂煤氣輸出，一部分為過剩煤氣，頂煤氣和過剩煤氣都需要經(jīng)過煤氣洗滌器洗除粉塵，洗除的粉塵在沉淀池沉淀以后，經(jīng)脫水處理即為可回收利用的污泥。一種熔融煉鐵污泥回收方法，首先，將煉鐵污泥脫水后水分含量為10-25% ；
第二，所述污泥、粘結(jié)劑、鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物按重量百分比配比污泥30 55%，粘結(jié)劑10 15%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物30 60%的比例混合；在混合時額外配加廣15%的水，保持混合料的水分為1(Γ18% ；
所述粘結(jié)劑為硅酸鹽水泥、無石膏的水泥熟料、礦渣水泥、火山灰、硅藻土或蛋白土中的一種或幾種組合；
所述鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于3. 15mm的量大于90%。第三，混勻后的混合料經(jīng)壓力機壓制成型，壓力控制范圍為l(T20MPa ；
第四，成型后，為使混合料壓塊內(nèi)發(fā)生結(jié)晶硬化和膠體化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠，需要對其進行養(yǎng)護，并在養(yǎng)護階段使水化反應(yīng)逐漸向顆粒內(nèi)部擴散，凝膠的水分減少，粒子相互接近，生成滿足入爐強度要求的冷固結(jié)壓塊。養(yǎng)護時間為疒12小時，養(yǎng)護氣氛為蒸氣養(yǎng)護。第五，養(yǎng)護完成后的混合料壓塊和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。實施例I :
回收利用脫水后水分含量為10%的污泥，污泥、粘結(jié)劑、鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物的配比為污泥55%，粘結(jié)劑15%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物30%。粘結(jié)劑為50%娃酸鹽水泥+50%娃藻土,鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于3. 15mm的量大于90%，混合料的水分為10%，成型壓力為lOMPa，在蒸氣氣氛中養(yǎng)護2小時。養(yǎng)護完成后和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。該實施例可以使壓塊強度達到1716N，完全滿足直接加入氣化爐的強度要求。如果按一天回收400噸壓塊計算，一天可以從污泥中回收55 110噸鐵，回收4Γ88噸碳粉，可以顯著降低鐵水成本。實施例2
回收利用脫水后水分含量為15%的污泥，污泥與粘結(jié)劑以及鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物的配比為污泥45%，粘結(jié)劑13%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物42%。粘結(jié)劑為40%硅酸鹽水泥+30%礦渣水泥+30%硅藻土，鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于3. 15mm的量大于95%，混合料的水分為15%，成型壓力為15MPa，在蒸氣氣氛中養(yǎng)護4小時。養(yǎng)護完成后和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。該實施例可以使壓塊強度達到2574N，完全滿足直接加入氣化爐的強度要求。如果按一天回收400噸壓塊計算，一天可以從污泥中回收45 90噸鐵，回收36 72噸碳粉，可以顯著降低鐵水成本。
實施例3
回收利用脫水后水分含量為20%的污泥，污泥與粘結(jié)劑以及鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物的配比為污泥30%，粘結(jié)劑10%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物60%。粘結(jié)劑為30%硅酸鹽水泥+40%礦渣水泥+30%硅藻土，鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于
3.15mm的量為100%，混合料的水分為18%，成型壓力為20MPa，在蒸氣氣氛中養(yǎng)護12小時。養(yǎng)護完成后和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。該實施例可以使壓塊強度達到3361N，完全滿足直接加入氣化爐的強度要求。如果按一天回收400噸壓塊計算，一天可以從污泥中回收3(Γ60噸鐵，回收2Γ48噸碳粉，可以顯著降低鐵水成本。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熔融煉鐵污泥回收方法，其特征是首先，將煉鐵污泥脫水后水分含量為10-25% ； 第二，所述污泥、粘結(jié)劑、鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物按重量百分比配比污泥30 55%，粘結(jié)劑10 15%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物30 60%的比例混合；在混合時額外配加廣15%的水，保持混合料的水分為1(Γ18% ； 第三，混勻后的混合料經(jīng)壓力機壓制成型； 第四，成型后，需對混合料進行養(yǎng)護； 第五，養(yǎng)護完成后的混合料壓塊和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熔融煉鐵污泥回收方法，其特征是所述粘結(jié)劑為硅酸鹽水泥、無石膏的水泥熟料、礦渣水泥、火山灰、硅藻土或蛋白土中的一種或幾種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熔融煉鐵污泥回收方法，其特征是所述鐵礦石或球團礦篩下粉的粒度小于3. 15mm的量大于90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熔融煉鐵污泥回收方法，其特征是所述第三步的壓力機壓力控制范圍為l(T20MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熔融煉鐵污泥回收方法，其特征是所述第四步對混合料養(yǎng)護< 時間為2 12小時，養(yǎng)護氣氛為蒸氣養(yǎng)護。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熔融還原煉鐵工藝中脫水污泥回收利用的方法。一種熔融煉鐵污泥回收方法，首先，將煉鐵污泥脫水后水分含量為10-25%；第二，所述污泥、粘結(jié)劑、鐵礦石或球團礦篩下粉或兩者的混合物按重量百分比配比污泥30~55%，粘結(jié)劑10~15%，鐵礦石或球團篩下粉或兩者的混合物30~60%的比例混合；在混合時額外配加1~15%的水，保持混合料的水分為10~18%；第三，混勻后的混合料經(jīng)壓力機壓制成型；第四，成型后，需對混合料進行養(yǎng)護；第五，養(yǎng)護完成后的混合料壓塊和煤、焦炭、熔劑一起經(jīng)螺旋給料機加入熔融氣化爐。本發(fā)明能實現(xiàn)熔融煉鐵污泥的回收利用，降低鐵水成本，減少環(huán)境污染。
文檔編號C22B1/24GK102925675SQ20111021177
公開日2013年2月13日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者熊林, 李建, 石洪志, 朱錦明, 林金嘉, 李咸偉, 趙曉巖 申請人:寶鋼集團有限公司