一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法。該方法包括以下步驟：將干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥與粘結(jié)劑、水混合均勻得到混合原料；將混合原料進(jìn)行冷固結(jié)成型，得到球團(tuán)或磚塊；將冷固結(jié)的球團(tuán)或磚塊送入烘干機(jī)或鏈篦機(jī)上烘干到含水量≤1wt%；將經(jīng)過烘干的球團(tuán)或磚塊與焦炭、熔劑混合進(jìn)行還原冶煉，得到鐵水和鋅蒸汽；將含有鋅蒸汽的煤氣引出，利用熱旋風(fēng)除塵器除去粗粒粉塵，利用余熱鍋爐回收煤氣顯熱，經(jīng)過換熱器進(jìn)行換熱，再利用布袋除塵器進(jìn)行精除塵，得到高鋅粉塵。本發(fā)明提供的方法減少了鋼鐵廠冶金塵泥等固體廢棄物對環(huán)境的污染，同時(shí)產(chǎn)生了可以直接用于煉鋼的鐵水，具有較好的經(jīng)濟(jì)及社會效益。
【專利說明】—種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法，屬于鋼鐵冶煉廢棄物回收【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生很多粉塵或污泥，如高爐瓦斯灰(瓦斯泥)、高爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰(0G泥)、電爐除塵灰等，其中鋅的含量都比較高。鋅是高爐原料中的一種微量元素，通常以氧化物或硫化物形態(tài)進(jìn)入高爐，但由于其還原溫度低、液態(tài)鋅的沸點(diǎn)也低，幾乎不能被渣鐵吸收。
[0003]鋼鐵生產(chǎn)過程中的含鋅塵泥如果返回?zé)Y(jié)工序使用，所含的鋅將跟隨燒結(jié)礦一起進(jìn)入高爐，會在高爐中形成鋅的富集，高爐的鋅負(fù)荷過高會對高爐產(chǎn)生一系列危害，例如爐內(nèi)結(jié)瘤、破壞爐襯、風(fēng)口上翹等，影響高爐的生產(chǎn)及高爐長壽，而且隨著鍍鋅廢鋼用量不斷增加，冶金固體廢棄物含鋅量越來越高。
[0004]由于粉塵和污泥含鐵成分較高，且含有較高的碳，是一種寶貴的再生資源，因此，開發(fā)鋼鐵廠內(nèi)含鋅塵泥的合理利用工藝，回收利用有用成分，從而避免鋅在高爐中的循環(huán)富集具有積極意義。部分企業(yè)開發(fā)了處理鋼鐵廠含鋅塵泥的工藝，如轉(zhuǎn)底爐工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝等，但各工藝不同程度上存在能耗高、投資大，或生產(chǎn)穩(wěn)定性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種回收利用鋼鐵廠含鋅塵泥的方法，其是通過將含鋅塵泥處理之后進(jìn)行還原冶煉用于生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法，其包括以下步驟:`
[0007]將干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥與粘結(jié)劑、水混合均勻得到混合原料，其中，粘結(jié)劑的添加量占鋼鐵廠含鋅塵泥總重量的3-7%，水的添加量占所述鋼鐵廠含鋅塵泥總重量的2-3% ；
[0008]將混合原料進(jìn)行成型，得到球團(tuán)或磚塊；
[0009]將冷固結(jié)的球團(tuán)或磚塊送入烘干機(jī)或鏈篦機(jī)上烘干到含水量< lwt%，使其強(qiáng)度達(dá)到> 1000N/個(gè)，以滿足冶金固廢回收爐對其強(qiáng)度的要求；
[0010]將經(jīng)過烘干的球團(tuán)或磚塊與焦炭、熔劑按55-75:20-40:5_10的質(zhì)量比進(jìn)行還原冶煉，得到鐵水和含有鋅蒸汽的煤氣；
[0011]將含有鋅蒸汽的煤氣引出，利用熱旋風(fēng)除塵器除去粗粒粉塵，利用余熱鍋爐回收煤氣顯熱，經(jīng)過換熱器進(jìn)行換熱將含有鋅蒸汽的煤氣溫度降至300°c以下，再利用布袋除塵器進(jìn)行精除塵，得到高鋅粉塵。
[0012]本發(fā)明提供的鋼鐵廠含鋅塵泥回收利用生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法是利用鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鋅粉塵或污泥，包括高爐瓦斯灰(瓦斯泥)、高爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰(0G泥)、電爐除塵灰等生產(chǎn)鐵水同時(shí)回收鋅的方法。[0013]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，所采用的粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑、糖蜜、膨潤土和水泥等中的一種或幾種。其中，上述有機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)選為聚乙烯醇。
[0014]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，在冶煉過程中，所采用的溶劑為硅石。[0015]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，在冷固結(jié)過程中，球團(tuán)是利用壓球機(jī)中進(jìn)行成型得到的，即采用壓球工藝制成的，球團(tuán)的直徑為10-50_。
[0016]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，在冷固結(jié)過程中，磚塊是利用制磚機(jī)壓制得到的，即采用制磚工藝制成的，磚塊的邊長和高度分別為20-50mm，該方式尤其適合于采用水泥作為粘結(jié)劑的情況。磚塊可以制成各種形狀，例如六邊形、正方形、長方形以及菱形等形狀，磚塊的中心也可以壓制出有多個(gè)通孔的形式。
[0017]在本發(fā)明提供的上述方法中，還原冶煉采用如圖1所示的冶金固廢回收爐進(jìn)行，在還原冶煉中所采用的冶金固廢回收爐包括金屬爐殼、冷卻壁、耐火爐襯、風(fēng)口、鐵口、鐘式爐頂裝料設(shè)備、煤氣導(dǎo)出管等部件，容積為60-100m3，冶金固廢回收爐有4個(gè)風(fēng)口和I個(gè)鐵口(風(fēng)口和鐵口的設(shè)置位置和方式可以按照常規(guī)方法進(jìn)行)，可以配備2座頂燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度為800-1100°C ;冶金固廢回收爐的煤氣導(dǎo)出管設(shè)置在爐身的中上部，操作采用高頂溫方式。金屬爐殼設(shè)于爐體的外側(cè)，爐體內(nèi)部設(shè)有耐火爐襯。
[0018]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，在冶煉過程中，煤氣導(dǎo)出管處的溫度控制在900°C以上，以使還原產(chǎn)生的大部分鋅能夠以蒸汽的狀態(tài)隨高溫煤氣排出爐外。
[0019]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，上述鋼鐵廠含鋅塵泥包括高爐瓦斯灰、高爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰和電爐除塵灰等中的一種或幾種的組合。
[0020]在本發(fā)明提供的上述方法中，優(yōu)選地，所采用的干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥的含水量(lwt%，尤其是采用高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐除塵灰時(shí)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，上述利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法可以按照以下具體步驟進(jìn)行:
[0022]I)原料處理及配料
[0023]將干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥以及粘結(jié)劑等儲存于配料倉中，經(jīng)過配料秤按比例混合，并添加一定比例的水，在混勻機(jī)上混合均勻，得到混合原料。
[0024]2)造塊
[0025]造塊工藝是將混合好的混合原料進(jìn)行冷固結(jié)成型，根據(jù)原燃料條件及粘結(jié)劑條件，可采用壓球及制磚兩種工藝。壓球工藝是將混勻的混合原料輸送到在壓球機(jī)上壓制成直徑10-50mm的球團(tuán)；制磚工藝是在制磚機(jī)上將混合原料壓制成磚塊,磚塊的形狀可采用六邊形、正方形或長方形及菱形等，邊長及高度為20-50mm，磚的中心也可以壓制出有多個(gè)通孔的形式。
[0026]3)烘干
[0027]為提高冷固結(jié)的球團(tuán)或磚塊的強(qiáng)度，將冷固結(jié)的球團(tuán)或磚塊送入烘干機(jī)或鏈篦機(jī)中烘干到含水≤lwt%，使其強(qiáng)度達(dá)到> 1000N/個(gè)。
[0028]4)還原熔分
[0029]將烘干的球團(tuán)或磚塊、焦炭、熔劑按比例通過耐高溫鐘式爐頂裝入冶金固廢回收爐中還原冶煉，冶金固廢回收爐配有熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度為800-1100°C，原料中的鐵元素及鋅元素經(jīng)過還原，產(chǎn)生鐵水及含有鋅蒸汽的煤氣，產(chǎn)生的鐵水周期性地從冶金固廢回收爐的出鐵口排出，采用鐵水罐運(yùn)往煉鋼車間煉鋼或送鑄鐵車間鑄成鐵塊，產(chǎn)生的爐渣水淬成水渣。
[0030]5)鋅回收
[0031]含有鋅蒸汽的煤氣從冶金固廢回收爐中上部的煤氣導(dǎo)出管處引出(溫度在900°C以上)，經(jīng)過熱旋風(fēng)除塵器將粗粒粉塵除去，經(jīng)過余熱鍋爐回收煤氣顯熱，經(jīng)過換熱器換熱以預(yù)熱熱風(fēng)爐助燃空氣，將降溫到300°C以下的煤氣引入布袋除塵器進(jìn)行精除塵，這時(shí)從冶金固廢回收爐中排出的鋅蒸汽已經(jīng)大部分氧化成氧化鋅，并附著在粉塵上捕集下來，將高鋅粉塵定期排出，可作為鋅冶煉的原料。
[0032]通過余熱鍋爐與換熱器的熱交換，煤氣溫度逐漸下降伴隨著鋅的附著力也逐漸增強(qiáng)，采用帶有振打方式的余熱鍋爐防止熱管堵塞，降溫后的煤氣一部分用于熱風(fēng)爐，剩余部分可送入煤氣管網(wǎng)供其它用戶使用。
[0033]本發(fā)明提供 的方法是將鋼鐵廠含鋅塵泥冷固結(jié)造塊，采用冶金固廢回收爐生產(chǎn)鐵水并回收鋅，減少了鋼鐵廠含鋅塵泥等固體廢棄物對環(huán)境的污染，避免了鋅在鋼鐵廠中的循環(huán)及鋅在高爐中的富集，有利于高爐操作的穩(wěn)定與長壽，同時(shí)產(chǎn)生了可以直接用于煉鋼的鐵水，具有較好的經(jīng)濟(jì)及社會效益，同時(shí)，產(chǎn)生的高溫煤氣余熱采用余熱鍋爐及換熱器的梯級回收方式進(jìn)行回收，能源效率較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為實(shí)施例1所采用的冶金固廢回收爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為實(shí)施例1所采用的回收工藝流程示意圖。
[0036]主要附圖標(biāo)號:
[0037]金屬爐殼I冷卻壁2耐火爐襯3風(fēng)口 4鐵口 5鐘式爐頂裝料設(shè)備6煤氣導(dǎo)出管7
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0039]實(shí)施例1
[0040]本實(shí)施例提供了一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法，其工藝流程如圖2所示，包括以下具體步驟:
[0041 ] I)原料處理及配料
[0042]將干燥后儲存于配料倉中的高爐瓦斯灰及轉(zhuǎn)爐OG泥按照1:1的質(zhì)量比配料，高爐瓦斯灰與轉(zhuǎn)爐OG泥的主要成分如表1，然后添加粘結(jié)劑，粘結(jié)劑采用糖蜜，粘結(jié)劑的使用量占含鋅塵泥質(zhì)量(高爐瓦斯灰與轉(zhuǎn)爐OG泥的質(zhì)量之和)的5wt%，然后將添加占含鋅塵泥質(zhì)量(高爐瓦斯灰與轉(zhuǎn)爐OG泥的質(zhì)量之和)的2wt%的水，在混勻機(jī)上混合均勻，得到混合原料。
[0043]表1高爐瓦斯灰及轉(zhuǎn)爐OG泥的主要成分(單位:wt%)
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法，其包括以下步驟: 將干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥與粘結(jié)劑、水混合均勻得到混合原料，其中，所述粘結(jié)劑的添加量占所述鋼鐵廠含鋅塵泥總重量的3-7%，所述水的添加量占所述鋼鐵廠含鋅塵泥總重量的 2-3% ； 將混合原料進(jìn)行成型，得到球團(tuán)或磚塊； 將冷固結(jié)的球團(tuán)或磚塊送入烘干機(jī)或鏈篦機(jī)上烘干到含水量< lwt%，以提高其強(qiáng)度，要求其強(qiáng)度達(dá)到≥1000N/個(gè)； 將經(jīng)過烘干的球團(tuán)或磚塊與焦炭、熔劑按55-75:20-40:5_10的質(zhì)量比進(jìn)行還原冶煉，得到鐵水和含有鋅蒸汽的煤氣； 將含有鋅蒸汽的煤氣引出，利用熱旋風(fēng)除塵器除去粗粒粉塵，利用余熱鍋爐回收煤氣顯熱，經(jīng)過換熱器進(jìn)行換熱將含有鋅蒸汽的煤氣溫度降至300°C以下，再利用布袋除塵器進(jìn)行精除塵，得到聞鋒粉塵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑、糖蜜、膨潤土和水泥中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述溶劑為硅石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其中，所述球團(tuán)是利用壓球機(jī)進(jìn)行成型得到的，所述球團(tuán)的直徑為10_50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述磚塊是利用制磚機(jī)壓制得到的，所述磚塊的邊長和高度分別為20-50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述還原冶煉采用冶金固廢回收爐進(jìn)行，所述冶金固廢回收爐包括金屬爐殼、冷卻壁、耐火爐襯、風(fēng)口、鐵口、鐘式爐頂裝料設(shè)備、煤氣導(dǎo)出管，容積為60-100m3，所述冶金固廢回收爐有4個(gè)風(fēng)口和I個(gè)鐵口，配有2座頂燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度為800-1100°C ;所述冶金固廢回收爐的煤氣導(dǎo)出管設(shè)置在爐身的中上部，操作采用高頂溫方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其中，所述含有鋅蒸汽的煤氣通過冶金固廢回收爐的煤氣導(dǎo)出管引出，并且，該煤氣導(dǎo)出管處的溫度控制為900°C以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鋼鐵廠含鋅塵泥包括高爐瓦斯灰、高爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐OG泥、轉(zhuǎn)爐除塵灰和電爐除塵灰中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其中，所述干燥的鋼鐵廠含鋅塵泥的含水量^ lwt%。
【文檔編號】C22B1/242GK103740939SQ201310740908
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】樊波, 吳志宏, 全強(qiáng), 姜鳳山, 張波, 段國建 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司