CN101255493A

CN101255493A - 冶炼粉尘中金属的直接回收方法

Info

Publication number: CN101255493A
Application number: CNA2008100308002A
Authority: CN
Inventors: 彭兵; 柴立元; 张传福; 彭及; 詹努兹A·柯金斯基; 约纳森·罗贝尔; 米歇尔·玻拉萨; 闵小波; 王云燕; 何德文
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2008-09-03

Abstract

本发明公开了一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，包括以下步骤：1)原料取用：将不锈钢粉尘与还原剂碳粉和造渣熔剂混合，各组分的质量配比为：不锈钢粉尘为75～85％，还原剂碳粉为10～20％，余量为造渣熔剂；2)制粒：使用圆盘制粒机将步骤1)所得的混合物配入粘结剂制成生球团，将该生球团经干燥处理制成球粒；3)还原：在不锈钢冶炼过程的还原期，将经过步骤2)所得到的球粒加入电弧炉内，在1550℃～1650℃的温度下将该球粒加热8～12分钟，球粒与还原剂发生还原反应所生成的还原金属进入熔融不锈钢母液回收。本发明能充分利用不锈钢生产企业的现有设备，回收成本低，有价金属回收率高。

Description

冶炼粉尘中金属的直接回收方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法。

背景技术

不锈钢冶炼产生大量的粉尘，包括电弧炉尘、转炉尘和AOD/VOD尘【AOD(Argon OxygenDecarburization氩氧脱碳精炼法)、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)真空氧气脱碳精炼法】，炼钢粉尘的处理成为钢铁行业所面临的世界性难题之一。粉尘中含有的多种重金属容易被雨水或地下水浸出，相关浸出试验指出：铅、镉和铬等重金属不能达到环保标准。目前许多冶炼厂对不锈钢粉尘的处理只是简单将其堆放于环境之中，易造成污染。且冶炼粉尘中含大量的镍、铬等我国匮乏的金属资源。

冶炼粉尘的稳定化和固定化，是为满足环保要求实现无害化填埋所开发的工艺技术。稳定化通过改变粉尘中重金属的化学形态，使其可溶性、流动性和有毒性化合物稳定。固定化通过改变粉尘的物理形态，使其形成一种束缚重金属污染物的固化结构。Super-Detox工艺将粉尘、铝硅酸盐、石灰与其它添加剂混合以实现尘中重金属的稳定化，D’Souza将粉尘在1600℃的气流中加热15分钟实现尘中重金属的固定化，Enviroscience Process工艺将电弧炉冶炼粉尘处理成初级原料，也有将粉尘制成陶瓷材料和玻璃材料等，但固定化和稳定化技术最明显的不足是粉尘中有价金属如镍、铬得不到回收且处理成本较高，仅适合处理无回收价值的有毒有害冶炼粉尘。

早在20世纪40年代，德国开发了Scandust Proces AB等离子技术处理不锈钢冶炼粉尘，将粉尘与还原剂混合干燥后直接加入等离子炉，等离子炉局部能达到10000K高温，在此高温下超过90％的金属氧化物能被还原，并且副产品为无毒的熔融体，该技术于1954年在瑞典首次投入工业应用。近期，利用等离子技术相继开发了MEFOS工艺和Davy MckeeHi-Plas工艺，其技术创新是采用DC炉的空心电极等离子加热进行粉尘的直接还原。等离子工艺技术具有流程短、设备占地面积小和运行效率高等优点，但存在电能消耗大、噪声大、还原剂要求高、电极和耐火材料消耗大等明显缺陷。

日本Kawasaki Steel公司研究开发了STAR熔融还原工艺，利用流态化床技术处理不锈钢冶炼粉尘，并且于1994年5月建成140t/d处理能力试验工厂，利用流态化床技术回收处理不锈钢冶炼粉尘的还有澳大利亚的FIOR工艺以及IRON CARB工艺，虽流态化床技术金属回收率很高(镍、铁100％，铬98％)，但生产和辅助设施过于庞杂、投资和维护费用昂贵。

1997年日本Daido Steel公司将不锈钢冶炼粉尘直接返回炼钢熔池，用铝作为还原剂从炉渣中还原回收粉尘中的有价金属，并在80吨的电弧炉中进行了大规模实验。应用该技术后，铁和镍的回收率很高，但铬的回收率不到60％，Honjo等认为还原过程中由于渣碱度的降低而使还原出的铬重新氧化，采用加入石灰将铬的还原率提高到85-90％。此方法的最大缺点是尘中含有大量的氧化铁，故金属铝消耗量大，用铝换铁不经济。1998年美国J&L Specialty Steels公司与Dereco公司合作进行550天的直接还原工业实验处理不锈钢冶炼粉尘和废渣，将粉尘和废渣与10％的粘结剂、10％的硅铁和粉煤混合后压团，以装炉量为7.6％的量比将球团返回炼钢炉。存在的问题是铬回收率低于70％，为提高回收率必须增加硅铁的使用量，这又回到了以硅换铁的经济问题。

美国Inmetco公司开发了Inmetco Process技术处理不锈钢冶炼粉尘，并于1978年建成环形转底炉开始海绵铁生产的工业实验。该工艺将粉尘与还原剂混合造球后加入转底炉，在不锈钢冶炼粉尘处理工业应用中取得Ni为98％、Cr为86％、Fe为96％和Mn为60％的较高金属回收率，但Inmetco Process技术仅获得中间合金、能源利用率低、产品中脉石成分和硫含量较高。继Inmetco公司之后，美国Midrex公司与日本Kobe Steel公司合作开发了Fasmet/Fastmelt工艺，仍然是采用转底炉，利用不锈钢冶炼粉尘生产直接还原铁，与Inmetco Process相比，消除了废水和废气等造成的二次污染，但铬的回收率仅70％，操作条件和对还原剂质量要求较高。虽Fasmet/Fastmelt工艺已于2001年在日本投入工业应用，但仍未解决能耗过高和中间产品质量问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决不锈钢冶炼粉尘所带来的环境和资源问题，克服现有粉尘处理方法的不足并在实现环保的同时综合回收有价金属资源，提出一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种不锈钢冶炼粉尘中金属的直接回收方法，包括以下步骤：

1、一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)原料取用：将不锈钢粉尘与还原剂碳粉和造渣熔剂混合，各组分的质量配比为：冶炼粉尘为75～85％，还原剂碳粉为10～20％，余量为造渣熔剂；

2)制粒：将步骤1)所得的混合物配入粘结剂制成生球团，将该生球团经干燥处理制成球粒；

3)还原：在不锈钢冶炼过程的还原期，将经过步骤2)所得到的球粒加入电弧炉内，在1550℃～1650℃的温度下将该球粒加热8～12分钟，使得球粒中的金属氧化物与还原剂碳粉发生还原反应，反应所生成的还原金属进入熔融不锈钢母液回收。

在所述步骤2)中，所述的粘结剂为木质磺酸钙、膨润土或白云石。

在所述步骤2)中，混合物和所述粘结剂的配比为每千克混合物配入25～500ml粘结剂。

在所述步骤2)中，所述的制粒采用圆盘制粒机进行制配，控制圆盘制粒机的转速为10～45rpm，圆盘倾角为45～75度。

作为改进，在所述步骤3)的电弧炉冶炼过程中往电弧炉中加入占炉渣质量2～10％的石灰。

作为改进，在所述步骤3)中，加入球粒后再补充添加占炉渣质量2～10％的Si-Fe、占炉渣质量2～5％的Si-Ca或占炉渣质量2～5％的铝。

作为改进，所述步骤3)中将球粒加入电弧炉时补加占炉渣质量0.5～5％的炉渣发泡剂碳酸钙或硝酸钙。

所述步骤3)中加入的球粒量为电弧炉容积的8～12％。

所述步骤3)中炉渣的碱度范围为2～8。

所述步骤3)中球粒质量为不锈钢母液质量的6～12％。

在步骤1)中的冶炼粉尘包括不锈钢冶炼粉尘、电弧炉粉尘或/和AOD/VOD精炼粉尘，所述的不锈钢粉尘、电弧炉粉尘或/和AOD/VOD精炼粉尘采用任意配比混合。

本发明的有益效果有：

采用本发明提出的冶炼粉尘中金属的直接回收方法，能充分利用不锈钢生产企业的现有设备、节省设备投资、工艺过程简单、节能降耗，而且有价金属回收率高，生产成本低，对现有不锈钢冶炼无不良影响，既回收资源又保护环境。实验表明，采用该冶炼粉尘中金属的直接回收方法的技术效果为：Ni回收率＞98％、Fe回收率＞95％、Cr回收率＞80％，不锈钢生产成本可相比于现有不锈钢冶炼降低约15-30％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：

不锈钢冶炼粉尘是冶炼过程高温下产生的烟尘经除尘器收集的粉尘，粉尘的颗粒粒径在0.1-5μm之间，为细小颗粒的聚合物，其化学成分为Fe 30-40％、Cr 8.5-10.5％、Ni3.5-4.5％、以及少量的Si、Mn、Ni、Ca、Cu、Na、Zn、Pb、Mg等，其中Fe以Fe₂O₃和Fe₃O₄的形式存在，铬以CrO、FeCr₂O₄、Cr₂O₃的形式存在，Ni的主要存在形式为NiO，并同时与Mn形成复杂氧化物NiMn₂O₄和MnNi₂O₄，Cu与Fe和Mn形成复杂氧化物CuMn₂O₄、CuFe₂O₄和CuFeMnO₄，Zn以ZnO和ZnCr₂O₄的形式存在。本发明不锈钢冶炼粉尘直接回收工艺是在大量理论和实验研究基础上提出的，目的是回收利用粉尘中的有价金属且保护环境，实现本发明的技术方案是直接回收，其具体步骤包括：

1)原料取用

以不锈钢粉尘为原料，与还原剂碳粉和造渣熔剂混合，其质量配比为：还原剂碳粉15％，造渣熔剂白云石5％，不锈钢冶炼粉尘80％。

2)制粒

使用圆盘制粒机将步骤1)所得的混合物配入粘结剂制成生球团，将该生球团干燥处理制成球粒；所述的粘结剂为木质磺酸钙，混合物和粘结剂的配比为每千克混合物配入25～500ml粘结剂。

制粒装置为圆盘制粒机，为现有设备，其具体结构为：在圆盘钢板上安装两个圆环，内环采用金属铝合金制作，外环采用橡胶制作。制粒时将粉尘、碳粉、造渣熔剂和粘结剂分别装入制粒机顶部的容器内，根据实际需要调整圆盘制粒机的转速为10～45rpm，圆盘倾角为45～75度。制粒的成球分为三个阶段，即(1)成核阶段、(2)过渡阶段和(3)长大阶段。在成核阶段，由液体(粘结剂溶液)表面张力的作用使颗粒凝聚，但这时凝聚体中仍存有大量空气。在过渡阶段，由制粒机的转动使凝聚体猛烈碰撞，孔隙逐步减少，液体由蜂窝状毛细水过渡至饱和状毛细水。在长大阶段，母球(凝聚体)以聚结和成层方式完成长大过程。球团在内环成型后落入外环，在外环滚动中逐步结实致密后落入制粒机下部的容器内，整个过程连续自动地进行，产出直径1～2厘米的生球团。

制得的生球团可采用自然干燥或人工干燥得到球粒，自然干燥为在室温下分层放置3天，人工干燥的温度不得高于180℃，并在该温度下放置2-3小时。干燥后球粒的含水不能超过3％，球粒的抗压强度大于260N。

3)还原

在不锈钢冶炼过程的还原期，将冶炼粉尘球粒加入电弧炉，利用电弧炉内的高温冶炼条件通过钢液和炉渣的直接热传导使球团加热至1550℃，保温时间为10分钟，粉尘中的镍、铬、铁等氧化物与碳粉发生还原反应，还原金属进入熔融不锈钢母液以合金元素回收。这里采用的电弧炉为不锈钢冶炼工艺的现有设备，并非为了实施本发明的冶炼粉尘中金属的回收而另外采用的设备，因此本发明的实施能充分利用现有的设备，易于实施。

球粒的加入量为电弧炉的装炉量(电弧炉容积)的8-12％，球粒的加入位置要求避开电弧放电区。球粒加入后将存在于钢渣界面，一般约90％存在于炉渣之中、其余的约10％存在于钢液之中。不锈钢冶炼粉尘球粒加入电弧炉熔池后，在1550℃下发生如下化学反应：

3Fe₂O₃+C＝2Fe₃O₄+CO (1)

Fe₃O₄+C＝3FeO+CO (2)

FeO+C＝Fe+CO (3)

NiO+C＝Ni+CO (4)

CrO+C＝[Cr]+CO (5)

PbO+C＝Pb+CO (6)

ZnO+C＝Zn+CO (7)

1/2MnO₂+C＝1/2Mn+CO (8)

1/5P₂O₅+C＝2/5P+CO (9)

3Fe₂O₃+CO＝2Fe₃O₄+CO₂ (10)

Fe₃O₄+CO＝3FeO+CO₂ (11)

FeO+CO＝Fe+CO₂ (12)

NiO+CO＝Ni+CO₂ (13)

CrO+CO＝[Cr]+CO₂ (14)

PbO+CO＝Pb+CO₂ (15)

ZnO+CO＝Zn+CO₂ (16)

1/2MnO₂+CO＝1/2Mn+CO₂ (17)

1/5P₂O₅+CO＝2/5P+CO₂ (18)

C+CO₂＝2CO (19)

1/2SiO₂+C＝1/2Si+CO (20)

1/2SiO₂+CO＝1/2Si+CO₂ (21)

1/3Al₂O₃+C＝2/3Al+CO (22)

1/3Al₂O₃+CO＝2/3Al+CO₂ (23)

而在不锈钢冶炼粉尘球粒刚加入熔池并在达到布多反应温度前，发生如下化学反应：

6Fe₂O₃+C＝4Fe₃O₄+CO₂ (24)

2Fe₃O₄+C＝6FeO+CO₂ (25)

2FeO+C＝2Fe+CO₂ (26)

2NiO+C＝2Ni+CO₂ (27)

2PbO+C＝2Pb+CO₂ (28)

2ZnO+C＝2Zn+CO₂ (29)

MnO₂+C＝Mn+CO₂ (30)

2/5P₂O₅+C＝4/5P+CO₂ (31)

高温炉渣物理化学性质和结构的调整：

为保证球粒的直接还原顺利进行，加入球粒后再补充添加少量的金属还原剂和炉渣调整剂，所述的金属还原剂和炉渣调整剂为占炉渣质量2-10％的Si-Fe或占炉渣质量2-5％的Si-Ca，用以调整还原过程中熔渣的表面张力和密度，以及熔渣与钢液、熔渣与球粒之间的界面张力，并控制高温熔渣的流变行为和本构特征，防止还原金属进入熔渣网络。

根据相图和炉渣分子与离子理论，CaO-MgO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂炉渣结构单元为Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、O^2-、S^2-简单离子和SiO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、CaSiO₃、MgSiO₃、CaFe₂O₄、MgFe₂O₄、Ca₂SiO₄、Mg₂SiO₄、Fe₂SiO₄、CaMgSiO₄、Ca₂Fe₂O₅、Ca₃SiO₅、CaO·MgO·2SiO₂、2CaO·MgO·2SiO₂、3CaO·MgO·2SiO₂分子，存在如下化学平衡：

(Ca²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(CaSiO₂)

ΔG⁰＝-100554(J/mol)，k₁＝760.8268 (32)

(Mg²⁺+O^2-)+SiO₂＝MgSiO₃

ΔG⁰＝-33371.5(J/mol)，k₂＝9.041312 (33)

(Ca²⁺+O^2-)+Fe₂O₃＝CaFe₂O₄

ΔG⁰＝-20948.3(J/mol)，k₃＝3.983406 (34)

(Mg²⁺+O^2-)+Fe₂O₃＝MgFe₂O₄

ΔG⁰＝-23075.3(J/mol)，k₄＝4.583554 (35)

(Fe²⁺+O^2-)+Fe₂O₃＝Fe₃O₄

ΔG⁰＝-26459.7(J/mol)，k₅＝5.730347 (36)

2(Ca²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(Ca₂SiO₄)

ΔG⁰＝-152946(J/mol)，k₆＝24129.37 (37)

2(Mg²⁺+O^2-)+SiO₂＝Mg₂SiO₄

ΔG⁰＝-59785.5(J/mol)，k₇＝51.65378 (38)

2(Fe²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(Fe₂SiO₄)

ΔG⁰＝-22490.8(J/mol)，k₈＝4.410158 (39)

(Ca²⁺+O^2-)+(Mg²⁺+O^2-)+SiO₂＝CaMgSiO₄

ΔG⁰＝-117898(J/mol)，k₉＝2389.21 (40)

2(Ca²⁺+O^2-)+Fe₂O₃＝Ca₂Fe₂O₅

ΔG⁰＝-57751.4(J/mol)，k₁₀＝45.16655 (41)

3(Ca²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(Ca₃SiO₅)

ΔG⁰＝-135344(J/mol)，k₁₁＝7553.956 (42)

(Ca²⁺+O^2-)+(Mg²⁺+O^2-)+2(SiO₂)＝(CaO·MgO·2SiO₂)

ΔG⁰＝-175030(J/mol)，k₁₂＝103593.7 (43)

2(Ca²⁺+O^2-)+(Mg²⁺+O^2-)+2(SiO₂)＝2CaO·MgO·2SiO₂

ΔG⁰＝-189702(J/mol)，k₁₃＝272739.3 (44)

3(Ca²⁺+O^2-)+(Mg²⁺+O^2-)+2(SiO₂)＝3CaO·MgO·2SiO₂

ΔG⁰＝-270284(J/mol)，k₁₄＝55560152 (45)

(Mg²⁺+O^2-)+[S]＝(Mg²⁺+S^2-)+[O]

ΔG⁰＝123059(J/mol)，k_MgS＝O.000298 (46)

(Fe²⁺+O^2-)+[S]＝(Fe²⁺+S^2-)+[O]

ΔG⁰＝57677(J/mol)，k_FeS＝0.02225 (47)

(Ca²⁺+O^2-)+[S]＝(Ca²⁺+S^2-)+[O]

ΔG⁰＝40948(J/mol)，k_FeS＝O.0671 (48)

通过实验研究利用不锈钢冶炼粉尘还原炉渣和钢液分析数据，建立了CaO-MgO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂-S渣系计算模型并得出如下结论：①熔渣的氧化能力取决于其组成和温度，它对钢水中元素的氧化、还原、脱磷和脱硫等反应影响很大。②计算结果显示炉渣脱硫能力Lsc随渣中CaO含量增高而增大，其关系为Lsc＝0.0553CcaO²-1.3456Ccao+10.036。因此，电弧炉冶炼过程中适当加入石灰有利于脱硫以提高钢产品质量。所加入石灰的量占炉渣质量的2～10％。③炉渣的脱硫能力随其氧化能力增加而降低，两者的关系为Lsc＝0.57FetO^-1.0722。因此，添加还原剂(如硅铁、硅钙合金或铝)可降低钢液含硫。④炉渣碱度B可综合反映炉渣的性质，炉渣脱硫能力随炉渣碱度的升高而升高，其关系为Lsc＝17.941Ln(B)-3.5344。因此，提高炉渣中CaO和MgO的含量并降低SiO₂的含量有利于降低钢产品含硫。

不锈钢冶炼粉尘直接回收工艺过程中铬的还原是关键，根据FeO-Fe₂O₃-SiO₂-Cr₂O₃相图，炉渣中有FeCr₂O₄生成。因此，炉渣体系的结构单元为Fe²⁺、Cr³⁺、Mg²⁺、O^2-简单离子和SiO₂、Fe₂SiO₄、FeCr₂O₄、MgSiO₃和Mg₂SiO₄分子，存在如下化学平衡：

2(Fe²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(Fe₂SiO₄)

ΔG⁰＝26940(J/mol)，k₁＝0.1694 (49)

(2Cr³⁺+30^2-)+(Fe²⁺+O^2-)＝(FeCr₂O₄)

ΔG⁰＝-1025(J/mol)，k₂＝1.07 (50)

(Mg²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(MgSiO₃)_(s)

ΔG⁰＝-33371.5(J/mol)，k₄＝7.112 (51)

2(Mg²⁺+O^2-)+(SiO₂)＝(Mg₂SiO₄)_(s)

ΔG⁰＝-59785.5(J/mol)，k₅＝54.37 (52)

根据实验研究计算的平衡常数K_Cr和分配系数L_Cr有所波动，铬在还原过程中行为的实验和计算回归结果显示，随球粒加入相对量的增大，渣中铬的作用浓度升高，这时钢中铬的含量也随之升高，铬在炉渣与钢液中的分配降低。这说明铬首先存在于渣中，只有当渣中铬含量达到一定程度后才有利于还原进入钢液，增大还原剂加入量时炉渣中含铬显著降低，但对钢液中的含铬和渣中FeCr₂O₄含量影响不大。

步骤1)中的不锈钢粉尘还可以搭配其它含镍铬的炉渣和废弃物并混合还原剂碳粉和造渣熔剂，其质量配比为：不锈钢粉尘及其它含镍铬的炉渣和废弃物(这3种组分任意配比)、还原剂碳粉和造渣熔剂的质量配比分别为80％、15％和5％

实施例2：

一种冶炼粉尘直接回收方法，其步骤包括：

(1)首先将两步法不锈钢冶炼电弧炉粉尘(质量百分数80％)与碳粉(质量百分数15％)和白云石(质量百分数5％)混合均匀，以木质磺酸钙为粘结剂采用圆盘制粒机制粒获得生球团，生球团在室温下自然干燥3天，也可控制在120℃以下人工干燥2-3小时，获得抗压强度大于260N的球粒。

(2)在电弧炉炼钢的还原期将球粒(干球团)加入电弧炉中，控制电弧炉温度为1550℃，球粒在炉内停留约10分钟，并在此期间向炉内添加少量硅钙合金(占炉渣质量为2～5％)调整炉渣结构以保证直接回收过程顺利进行。

(3)炉渣发泡性能的提高可以很好的提高电弧炉冶炼性能，冶炼粉尘中金属的直接回收工艺中，将球粒直接加入电弧炉时补加适当的炉渣发泡剂改善炉渣的发泡性能。工艺过程中以0.35-0.45kg/s的速度向电弧炉渣中添加碳酸钙或硝酸钙(炉渣发泡剂碳酸钙或硝酸钙加入量占炉渣质量0.5～5％)，利用其加热分解产生大量的CO₂气体，作为炉渣发泡的内气源，满足不锈钢电炉冶炼炉渣发泡的需求。控制炉渣的碱度为4左右。

并在加入球粒时往电弧炉加入2～10％的Si-Fe、占炉渣质量2～5％的Si-Ca或占炉渣质量2～5％的铝。

(4)作为改进，为保证直接回收工艺过程的连续稳定运行，对现有的除尘系统进行改造，采用温度和流量控制的分级除尘方式，分离出不同成分的粉尘(炉渣粉尘、镍铬粉尘、铅锌粉尘)，为铅锌等金属的回收提供开路而避免其在炼钢系统中的循环积累。

实施例3：

(1)首先将AOD或VOD粉尘(质量百分数80％)与碳粉(质量百分数15％)和白云石(质量百分数5％)混合均匀，以木质磺酸钙为粘结剂采用圆盘制粒机制粒获得生球团，生球团在室温下自然干燥3天，也可控制在120℃以下人工干燥2-3小时，获得抗压强度大于260N的球粒。

(2)在电弧炉炼钢的还原期将球粒加入电弧炉中，控制电弧炉温度为1550℃，球粒在炉内停留约10分钟，并在此期间向炉内添加少量硅钙合金(占炉渣质量为2～5％)调整炉渣结构以保证直接回收过程顺利进行。

(3)炉渣发泡性能的提高可以很好的提高电弧炉冶炼性能，冶炼粉尘中金属直接回收工艺中，将球粒直接加入电弧炉时补加适当的炉渣发泡剂改善炉渣的发泡性能。工艺过程中以0.35-0.45kg/s的速度向电弧炉渣中添加碳酸钙或硝酸钙(炉渣发泡剂碳酸钙或硝酸钙加入量占炉渣质量0.5～5％)，利用其加热分解产生大量的CO₂气体，作为炉渣发泡的内气源，满足不锈钢电炉冶炼炉渣发泡的需求。控制炉渣的碱度为4左右。

实施例4：

(1)首先将AOD或VOD粉尘、电弧炉粉尘、以及其它含镍铬钢厂的固体废物(在配料中各种粉尘和固体废物的总计质量百分数80％)与碳粉(质量百分数15％)和白云石(质量百分数5％)混合均匀，以木质磺酸钙为粘结剂采用圆盘制粒机制粒获得生球团，尘球团在室温下自然干燥3天，也可控制在120℃以下人工干燥2-3小时，获得抗压强度大于260N的球粒。

(2)在电弧炉炼钢的还原期将球粒加入电弧炉中，球粒量为电弧炉容积的8～12％，控制电弧炉温度为1550℃，球粒在炉内停留约10分钟，并在此期间向炉内添加少量硅钙合金(占炉渣质量为2～5％)调整炉渣结构以保证直接回收过程顺利进行。

并在加入球粒时往电弧炉加入2～10％的Si-Fe、占炉渣质量2～5％的Si-Ca或占炉渣质量2～5％的铝。球粒质量为不锈钢母液质量的6～12％。

Claims

2.如权利要求1所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：在所述步骤2)中，所述的粘结剂为木质磺酸钙、膨润土或白云石。

3.如权利要求2所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：在所述步骤2)中，混合物和所述粘结剂的配比为每千克混合物配入25～500ml粘结剂。

4.如权利要求1所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：在所述步骤2)中，所述的制粒采用圆盘制粒机进行制配，控制圆盘制粒机的转速为10～45rpm，圆盘倾角为45～75度。

5.如权利要求1至4之一所述的一种不锈钢冶炼粉尘直接回收方法，其特征在于：在所述步骤3)的电弧炉冶炼过程中往电弧炉中加入占炉渣质量2～10％的石灰。

6.如权利要求5所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：在所述步骤3)中，加入球粒后再补充添加占炉渣质量2～10％的Si-Fe、占炉渣质量2～5％的Si-Ca或占炉渣质量2～5％的铝。

7.如权利要求6所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：所述步骤3)中将球粒加入电弧炉时补加占炉渣质量0.5～5％的炉渣发泡剂碳酸钙或硝酸钙。

8.如权利要求7所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：所述步骤3)中加入的球粒量为电弧炉容积的8～12％。

9.如权利要求8所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：所述步骤3)中炉渣的碱度范围为2～8。

10.如权利要求1～4或6～8之一所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：所述步骤3)中球粒质量为不锈钢母液质量的6～12％。

11.如权利要求9所述的一种冶炼粉尘中金属的直接回收方法，其特征在于：在步骤1)中的冶炼粉尘包括不锈钢冶炼粉尘、电弧炉粉尘或/和AOD/VOD精炼粉尘，所述的不锈钢粉尘、电弧炉粉尘或/和AOD/VOD精炼粉尘采用任意配比混合。