本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝。

背景技術(shù)：

鋼鐵冶煉塵主要包括瓦斯灰、機(jī)頭灰等。機(jī)頭灰、瓦斯灰是鋼鐵企業(yè)燒結(jié)、煉鐵環(huán) 節(jié)的主要固廢之一。

鐵礦石燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，而燒結(jié)機(jī)頭電除塵灰，簡(jiǎn)稱機(jī)頭灰，是鐵礦 石燒結(jié)過(guò)程中，通過(guò)燒結(jié)機(jī)頭煙氣電除塵器所撲集的粉塵，其鐵、鉀、鉛、碳含量較高，并含 有可觀數(shù)量的貴金屬。如果直接把機(jī)頭灰回用于燒結(jié)混合料，則鉀、鈉、鋅等元素的循環(huán)富 集會(huì)給高爐的運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面影響。

高爐瓦斯灰中同樣含有堿金屬以及鋅、鉛等有色重金屬，如果不經(jīng)處理直接回用 作為燒結(jié)配料或制作球團(tuán)用于煉鐵生產(chǎn)，那么勢(shì)必造成堿金屬、鋅、鉛等有害元素在鋼鐵冶 煉過(guò)程中不斷的富集，不僅易造成爐缸、爐底侵蝕速度加快，而且可能使煤氣除塵管路堵塞 等，安全隱患重大。

為此如何采用先進(jìn)、實(shí)用的高新技術(shù)，對(duì)電除塵灰、瓦斯灰進(jìn)行無(wú)害化、資源化綜 合治理，是目前鋼鐵企業(yè)需研究的重要課題。而由于這些鋼鐵冶煉塵顆粒粒徑小、質(zhì)量輕、 易擴(kuò)散，運(yùn)輸及處理過(guò)程極易產(chǎn)生大量的廢氣、廢塵，污染環(huán)境，具有嚴(yán)重危害人體健康的 可能，同時(shí)冶煉塵比表面積大、表面自由能高、吸附能力強(qiáng)，普通的洗礦過(guò)程無(wú)法達(dá)到好的 除雜清洗效果，造成了選冶方法在綜合利用冶煉塵的過(guò)程中還存在較大的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便，較好地實(shí)現(xiàn)了冶煉過(guò)程中的除雜洗鹽，并實(shí)現(xiàn)了其中有價(jià)金屬的預(yù)富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發(fā)有了大大的降低的高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過(guò)程中利用水或含表面活性劑的溶液對(duì)其進(jìn)行噴淋，使其預(yù)潤(rùn)濕；

（2）將預(yù)潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設(shè)備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉中的一種或多種，且含有表面活性藥劑的溶液的質(zhì)量濃度為0.05％ -2％；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強(qiáng)度剪切力攪拌的方法將混合液在 20-100℃下處理 1-3h，使其充分潤(rùn)濕；

（4）將充分潤(rùn)濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液；

（5）將懸濁液進(jìn)行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)完成堿金屬和氯離子的預(yù)富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量5～30g/L 的低鹽水和氯化鉀含量30～100g/L 的濃鹽溶液；

（7）將濃鹽溶液進(jìn)行冷凍干燥得鉀鹽和淡水。

進(jìn)一步的，步驟（1）中水或含表面活性劑的溶液的質(zhì)量是鋼鐵冶煉塵的 0.1-2.0 倍，步驟（2）中所形成的混合液的固液比為 1:3-1:15。

進(jìn)一步的，步驟（2）中將潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm。

進(jìn)一步的，步驟（4）中所述沉淀劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 0.1％－ 1.5％。

進(jìn)一步的，步驟（4）中的沉淀劑為氧化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、硫化鉀、氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉或硫化鈉中的一種或 兩種以上的混合物。

進(jìn)一步的，步驟（4）中絮凝劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 0.05％－ 1.0％，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚合氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。

進(jìn)一步的，步驟（6）中反滲透預(yù)富集系統(tǒng)為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種。

進(jìn)一步的，步驟（6）中預(yù)富集溫度為 15 ～ 45℃，液相在輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)前用鹽酸調(diào)整 pH 至 7.5 ～ 8.5。

進(jìn)一步的，步驟（7）中冷 凍干燥操作的溫度為 -10℃～ -30℃，氣壓為 1.5 ～ 9Pa。

有益效果：本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便，較好地實(shí)現(xiàn)了冶煉過(guò)程中的除雜洗鹽，并實(shí)現(xiàn)了其中有價(jià)金屬的預(yù)富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發(fā)有了大大的降低，同時(shí)這種預(yù)富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應(yīng)用前景，整個(gè)工藝環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)高效。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1

一種高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過(guò)程中利用水或含表面活性劑的溶液對(duì)其進(jìn)行噴淋，使其預(yù)潤(rùn)濕，水或含表面活性劑的溶液的質(zhì)量是鋼鐵冶煉塵的 0.1倍，所形成的混合液的固液比為 1:3；

（2）將預(yù)潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設(shè)備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉，且含有表面活性藥劑的溶液的質(zhì)量濃度為0.05％，將潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強(qiáng)度剪切力攪拌的方法將混合液在 20℃下處理 1h，使其充分潤(rùn)濕；

（4）將充分潤(rùn)濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 0.1％，沉淀劑為氧化鉀；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 0.05％，絮凝劑為聚合硫酸鐵；

（5）將懸濁液進(jìn)行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)完成堿金屬和氯離子的預(yù)富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量5g/L 的低鹽水和氯化鉀含量30g/L 的濃鹽溶液，反滲透預(yù)富集系統(tǒng)為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預(yù)富集溫度為15℃，液相在輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)前用鹽酸調(diào)整 pH 至7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進(jìn)行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為 -10℃，氣壓為1.5Pa。

實(shí)施例2

一種高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過(guò)程中利用水或含表面活性劑的溶液對(duì)其進(jìn)行噴淋，使其預(yù)潤(rùn)濕，水或含表面活性劑的溶液的質(zhì)量是鋼鐵冶煉塵的2.0 倍，所形成的混合液的固液比為 1:15；

（2）將預(yù)潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設(shè)備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為水玻璃、三聚磷酸鈉兩種混合，且含有表面活性藥劑的溶液的質(zhì)量濃度為2％，將潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強(qiáng)度剪切力攪拌的方法將混合液在100℃下處理 1-3h，使其充分潤(rùn)濕；

（4）將充分潤(rùn)濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的1.5％，沉淀劑為氧化鉀、氫氧化鉀兩種混合物；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 1.0％，絮凝劑為聚丙烯酰胺；

（5）將懸濁液進(jìn)行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)完成堿金屬和氯離子的預(yù)富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量30g/L 的低鹽水和氯化鉀含量100g/L 的濃鹽溶液，反滲透預(yù)富集系統(tǒng)為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預(yù)富集溫度為 45℃，液相在輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)前用鹽酸調(diào)整 pH 至7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進(jìn)行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為-30℃，氣壓為9Pa。

實(shí)施例3

一種高效率鋼鐵冶煉過(guò)程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過(guò)程中利用水或含表面活性劑的溶液對(duì)其進(jìn)行噴淋，使其預(yù)潤(rùn)濕，水或含表面活性劑的溶液的質(zhì)量是鋼鐵冶煉塵的 1.0倍，所形成的混合液的固液比為 1:9；

（2）將預(yù)潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設(shè)備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為三聚磷酸鈉，且含有表面活性藥劑的溶液的質(zhì)量濃度為1.5％，將潤(rùn)濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強(qiáng)度剪切力攪拌的方法將混合液在 60℃下處理 2h，使其充分潤(rùn)濕；

（4）將充分潤(rùn)濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 1.0％，沉淀劑為硫化鉀；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質(zhì)量的 0.5％，絮凝劑為聚丙烯酸；

（5）將懸濁液進(jìn)行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)完成堿金屬和氯離子的預(yù)富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量15g/L 的低鹽水和氯化鉀含量50g/L 的濃鹽溶液，反滲透預(yù)富集系統(tǒng)為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預(yù)富集溫度為 30℃，液相在輸送至反滲透預(yù)富集系統(tǒng)前用鹽酸調(diào)整 pH 至 7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進(jìn)行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為 -20℃，氣壓為5Pa。

本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便，較好地實(shí)現(xiàn)了冶煉過(guò)程中的除雜洗鹽，并實(shí)現(xiàn)了其中有價(jià)金屬的預(yù)富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發(fā)有了大大的降低，同時(shí)這種預(yù)富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應(yīng)用前景，整個(gè)工藝環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)高效。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。