含鐵鋅粉塵回收利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼鐵工藝中產(chǎn)生的含鐵鋅粉塵的回收利用工藝。包括以下步驟：將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結(jié)劑混合，造球機(jī)造球，得到生球；將生球送入豎爐，升溫至1100～1300℃；鐵在豎爐中被還原成海綿鐵；被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；除塵器所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。含鐵鋅粉塵主要為鋼鐵工藝中產(chǎn)生的高爐瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰、轉(zhuǎn)爐煉鋼塵泥、連鑄軋鋼鐵屑。采用了豎爐的處理方式，克服了類似回轉(zhuǎn)窯設(shè)備龐大，窯內(nèi)體積利用率低、能耗高的問題；煤基直接還原速度快；同時(shí)還回收了粉塵中的鋅。
【專利說明】含鐵鋅粉塵回收利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及鋼鐵工藝中產(chǎn)生含鐵鋅粉塵的回收利用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的粉塵對(duì)環(huán)境的影響也日益突出。一般而言，鋼鐵企業(yè)粉塵量為鋼產(chǎn)量的8%~12%，我國鋼鐵企業(yè)每年粉塵產(chǎn)量達(dá)上千萬噸，這些粉塵含有大量的鐵元素，同時(shí)還有碳、鋅、鉛、鉀等元素。
[0003]通常情況下，鋼鐵企業(yè)將這些粉塵收集后作為燒結(jié)原料，在企業(yè)內(nèi)部循環(huán)使用。由于這些粉塵粒度細(xì)，比表面積大，燒結(jié)配入這些粉塵會(huì)降低燒結(jié)料層的透氣性。此外由于這些粉塵含有鋅、鉛、鉀、鈉等元素，形成的燒結(jié)礦在高爐內(nèi)使用會(huì)造成高爐鋅、鉛、鉀、鈉的循環(huán)富集，使高爐爐墻結(jié)瘤，影響高爐生產(chǎn)順行。
[0004]目前鋼鐵廠含鋅粉塵處理工藝較多，但都存在未解決的問題。(I)威爾茲工藝:采用長回轉(zhuǎn)窯處理混合球團(tuán)或粉塵，若要回收粉塵中的鋅則需采用二段回轉(zhuǎn)窯，含鋅蒸汽進(jìn)入第二個(gè)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行再處理，設(shè)備龐大，效率低，容易產(chǎn)生結(jié)圈現(xiàn)象；(2)轉(zhuǎn)底爐工藝:含鋅粉塵和塵泥經(jīng)破碎干燥后制團(tuán)，入轉(zhuǎn)底爐高溫還原，鋅蒸汽揮發(fā)進(jìn)入煙氣。轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵的主要問題是排煙溫度較高，熱效率低，同時(shí)存在鋅蒸汽冷凝堵塞排煙通道，造成生產(chǎn)不順的問題；(3 ) Oxycup粉塵處理工藝=Oxycup豎爐采用內(nèi)配煤壓塊，為了保證足夠強(qiáng)度，需要用水泥作粘結(jié)劑，豎爐的優(yōu)點(diǎn)是熱效率高，金屬氧化物還原充分，金屬收得率高；缺點(diǎn)是焦比高(為普通高爐煉鐵的3倍)，利用系數(shù)低，鐵水S、P含量高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種針對(duì)豎爐煉鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含鐵鋅粉塵的回收利用工藝，減少含鋅粉塵對(duì)企業(yè)內(nèi)高爐生產(chǎn)的影響，提高資源綜合利用水平，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0006]含鐵鋅粉塵回收利用工藝，包括以下步驟:
[0007]將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結(jié)劑混合，造球機(jī)造球，得到生球；
[0008]將生球送入豎爐，升溫至1100~1300°C ；
[0009]鐵在豎爐中被還原成海綿鐵；被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；
[0010]除塵器所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
[0011]按上述方案，所述的含鐵鋅粉塵為鋼鐵工藝中產(chǎn)生的高爐瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰、轉(zhuǎn)爐煉鋼塵泥、連鑄軋鋼鐵屑的任意一種或任意組合。
[0012]按上述方案，所述含鐵鋅粉塵與煤粉碳氧摩爾比為C/0 = 1.1~1.5。
[0013]按上述方案，粘接劑占生球質(zhì)量的2_10wt%。
[0014]按上述方案，所述鋅蒸汽從豎爐中的的排出溫度為300-700°C。
[0015]按上述方案，所述的兩級(jí)除塵器包括初除塵和精除塵；其中初除塵為重力除塵，所得除塵灰返回造球機(jī)造球；精除塵為濕法除塵，所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]采用了豎爐的處理方式，熱效率高，金屬氧化物還原充分，克服了類似回轉(zhuǎn)窯設(shè)備龐大，窯內(nèi)體積利用率低、能耗高的問題；
[0018]采用了煤基直接還原的方式，還原速度快；采用了控制煤氣出爐溫度的方式回收粉塵中的鋅，克服了類似轉(zhuǎn)底爐出爐煙氣溫度較高，熱效率低的問題；
[0019]得到海綿鐵，供后續(xù)煉鋼、電爐工藝使用。同時(shí)，對(duì)粉塵中的貴金屬進(jìn)行回收處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、循環(huán)利用的目的。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對(duì)保護(hù)范圍的限制。
[0021 ] 本發(fā)明含鐵鋅粉塵回收利用工藝，過程如下
[0022]將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結(jié)劑混合，造球機(jī)造球，得到生球；
[0023]將生球送入豎爐，升溫至1100~1300°C ；
[0024]鐵在高爐中被還原成海綿鐵；被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；
[0025]除塵器所得瓦斯泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
[0026]其中，主要的含鐵鋅粉塵來源為鋼鐵工藝中產(chǎn)生的高爐瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰、轉(zhuǎn)爐煉鋼塵泥、連鑄軋鋼鐵屑的任意一種或任意組合。
[0027]本發(fā)明將鋼鐵廠含鐵、鋅粉塵經(jīng)回收干燥后，按比例配碳(碳氧摩爾比C/0 =
1.1~1.5，最佳1.2)并混勻，混勻后的粉塵經(jīng)造球機(jī)造球，得到含碳生球。含碳生球送入豎爐，下部設(shè)煤氣燒嘴，加熱球團(tuán)，使豎爐內(nèi)含碳球團(tuán)在1100~1300°C下發(fā)生自還原反應(yīng)，還原產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谪Q爐內(nèi)自下而上運(yùn)動(dòng)，加熱豎爐上部生球，最后從豎爐內(nèi)排出，排出溫度控制在300~700°C之間(最佳溫度550°C )。煙氣排出后進(jìn)入兩級(jí)除塵器進(jìn)行粗除塵和精除塵，除塵后的凈煤氣用于發(fā)電。初除塵采用重力除塵，除塵灰含鋅20~25%，可返回進(jìn)行造球或外賣。精除塵采用濕法除塵，除去煤氣中更細(xì)的粉塵，除塵泥進(jìn)入濾池沉淀、濃縮、干燥后得到富鋅粉，鋅含量約50~55%。自還原后的球團(tuán)經(jīng)豎爐下部冷卻后排料，供后續(xù)煉鋼使用。所得海綿鐵可用于煉鋼和壓塊；初除塵后經(jīng)過換熱器所得熱量用于對(duì)除塵泥的干燥，除塵后的煤氣用于發(fā)電。
[0028]實(shí)施例1
[0029]I)將鋼鐵廠含鐵鋅粉塵回收并干燥；
[0030]2)將干燥后的粉塵與煤粉和粘結(jié)劑按比例混勻，粉塵與煤粉配比為C/0 = 1.1，粘結(jié)劑配比為2% ；
[0031]3)將混勻后的粉塵在造球機(jī)上造球，得到生球，生球直徑約25mm，正負(fù)5mm ；
[0032]4)生球送入豎爐，自上而下被下部上升的煤氣逐步加熱至1200°C，發(fā)生自還原反應(yīng)，下部熱源為煤氣加熱，煤氣熱值在2000kcal/Nm3以上；
[0033]5)鋅在高爐下部被還原，形成鋅蒸汽與上升的煤氣一起在300°C排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；
[0034]6)攜帶鋅蒸汽的煤氣經(jīng)初除塵后進(jìn)入換熱器，換熱產(chǎn)生的熱量用于干燥富鋅塵泥；處除塵灰含鋅量低，可返回球團(tuán)或外賣；
[0035]7)換熱后的煤氣進(jìn)入精除塵器除塵，除塵得到瓦斯泥進(jìn)入沉淀池過濾并沉淀、稠化；凈化后的凈煤氣用于發(fā)電；
[0036]8)稠化后的瓦斯泥經(jīng)干燥得到富含鋅25%的鋅粉。
[0037]實(shí)施例2
[0038]I)將鋼鐵廠含鐵鋅粉塵回收并干燥；
[0039]2)將干燥后的粉塵與煤粉和粘結(jié)劑按比例混勻，粉塵與煤粉配比為C/0 = 1.5，粘結(jié)劑配比為10% ；
[0040]3)將混勻后的粉塵在造球機(jī)上造球，得到生球，生球直徑約25mm，正負(fù)5mm ；
[0041]4)生球送入豎爐，自上而下被下部上升的煤氣逐步加熱至1250°C，發(fā)生自還原反應(yīng)，下部熱源為煤氣加熱，煤氣熱值在2000kcal/Nm3以上；
[0042]5)鋅在高爐下部被還原，形成鋅蒸汽與上升的煤氣一起在700°C排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；
[0043]6)攜帶鋅蒸汽的煤氣經(jīng)初除塵后進(jìn)入換熱器，換熱產(chǎn)生的熱量用于干燥富鋅塵泥；處除塵灰含鋅量低，可返回球團(tuán)或外賣；
[0044]7)換熱后的煤氣進(jìn)入精除塵器除塵，除塵得到瓦斯泥進(jìn)入沉淀池過濾并沉淀、稠化；凈化后的凈煤氣用于發(fā)電；
[0045]8)稠化后的瓦斯泥經(jīng)干燥得到富含鋅35%的鋅粉。
[0046]實(shí)施例3
[0047]I)將鋼鐵廠含鐵鋅粉塵回收并干燥；
[0048]2)將干燥后的粉塵與煤粉和粘結(jié)劑按比例混勻，粉塵與煤粉配比為1.2，粘結(jié)劑配比為4% ；
[0049]3)將混勻后的粉塵在造球機(jī)上造球，得到生球，生球直徑約25mm，正負(fù)5mm ；
[0050]4)生球送入豎爐，自上而下被下部上升的煤氣逐步加熱至1225°C，發(fā)生自還原反應(yīng)，下部熱源為煤氣加熱，煤氣熱值在2000kcal/Nm3以上；
[0051]5)鋅在高爐下部被還原，形成鋅蒸汽與上升的煤氣一起在500°C排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；
[0052]6)攜帶鋅蒸汽的煤氣經(jīng)初除塵后進(jìn)入換熱器，換熱產(chǎn)生的熱量用于干燥富鋅塵泥；處除塵灰含鋅量低，可返回球團(tuán)或外賣；
[0053]7)換熱后的煤氣進(jìn)入精除塵器除塵，除塵得到瓦斯泥進(jìn)入沉淀池過濾并沉淀、稠化；凈化后的凈煤氣用于發(fā)電；
[0054]8)稠化后的瓦斯泥經(jīng)干燥得到富含鋅45%以上的鋅粉。
【權(quán)利要求】
1.含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于包括以下步驟: 將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結(jié)劑混合，造球機(jī)造球，得到生球； 將生球送入豎爐，升溫至1100~1300°c ； 鐵在豎爐中被還原成海綿鐵；被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器； 除塵器所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
2.如權(quán)利要求1所述的含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于所述的含鐵鋅粉塵為鋼鐵工藝中產(chǎn)生的高爐瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰、轉(zhuǎn)爐煉鋼塵泥、連鑄軋鋼鐵屑的任意一種或任意組合。
3.如權(quán)利要求1所述的含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于所述含鐵鋅粉塵與煤粉碳氧摩爾比為C/Ο = 1.1~1.5。
4.如權(quán)利要求1所述的含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于粘接劑占生球質(zhì)量的2-10wt% ο
5.如權(quán)利要求1所述的含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于所述鋅蒸汽從豎爐中的的排出溫度為300-700°C。
6.如權(quán)利要求1所述的含鐵鋅粉塵回收利用工藝，其特征在于所述的兩級(jí)除塵器包括初除塵和精除塵；其中初除塵為重力除塵，所得除塵灰返回造球機(jī)造球；精除塵為濕法除塵，所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
【文檔編號(hào)】C22B19/30GK104073649SQ201410330341
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】唐恩, 李菊艷, 范小剛, 周強(qiáng), 喻道明, 秦涔, 王小偉 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司