CN101775449B - 利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，所述方法是先将铬渣烘干、磨细，然后将铬渣按煤粉重量的1-15％均匀混入煤粉中，再将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水。本方法了利用密封的高炉喷煤系统，将铬渣直接喷入高炉炉缸，少环节、无污染，直接充分利用高温还原气氛，解毒彻底，循环再生利用充分，其治理成本为现行的铬渣众多处理方法中最低的。

Description

利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金和环境保护技术领域。
背景技术
目前，对铬渣的无害化处理有化学法、物理/化学法、熔烧法和固化/稳定法四种方法，其中熔烧法最为彻底。熔烧法是将有毒物质在高温下通过添加助剂对六价铬解毒的过程。铬渣的熔烧无害化处理技术主要有碳还原法、烧结矿法、干式还原法和旋风炉熔烧法。现行方法虽多，但不是解毒不彻底，易造成二次污染，就是费用太高。
中国专利文献公开了一种“用高炉炼铁工艺实现铬渣无害化资源化的方法”(2007100569402)，该方法是先将铬渣制成烧自熔性结矿，然后再进入高炉进行处理，此方法存在的不足在于将铬渣制成烧自熔性结矿时，易造成二次污染。该方法将铬渣混入烧结混合料中，进入烧结台车后，从点火到混合料烧透要5分钟以上，始终有部分混合料没有达到高温还原气氛，也就是说；始终有部分含有六价铬的烟尘没经过高温还原气氛就被抽进了排烟系统，从而造成二次污染；同时，该方法需要将烧结机的整体氧化气氛改变成还原气氛，需大量增加还原剂，成本会大幅增加。
中国专利文献公开了一种“高炉还原法铬渣处理工艺”(2008101208054)，其是将铬渣和粘接剂挤压形成块状颗粒，然后加入到高炉内进行冶炼，利用高炉的还原气氛，达到对铬渣的无害化处理。这种处理工艺的不足在于将铬渣和粘接剂挤压形成块状直接进入高炉，其热强度技术指标很难达到高炉冶炼的要求，热强度技术指标较差，会造成高炉料柱透气性差，焦比上升，铁水产量下降等一系列问题，目前在冶金行业难以推广应用。同时该技术没有可靠的密封无尘技术作保证，易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，直接利用现有成熟的炼铁设备设施，在不改变它们的工艺条件的前提下，达到对铬渣的无害化处理，并且不产生二次污染，环保、节能。
本发明实现上述发明目的的技术方案如下：
一种利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在密闭环境中，将铬渣烘干(水分1-10％)、磨细(粒度-200目20-80％)；
(2)然后将铬渣均匀混入高炉喷煤系统的煤粉中，铬渣的混入重量比例为煤粉重量的1-15％；
(3)将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用。
铬渣在处理、混料、入炉过程中采用封闭式无尘技术，确保不产生二次污染。
所述将铬渣均匀混入高炉喷煤系统的煤粉中的方法是：将铬渣用泵经过密封管道送入高炉喷煤系统的密封仓内，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀。
所述将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内方式是：先用干燥的压缩空气将混有铬渣的煤粉送入煤粉仓内，然后经喷吹罐进入混合器，然后用压缩空气通过喷枪喷入高炉炉缸内。
本方法中，利用炼铁高炉中充分的还原气氛(大量的碳、一氧化碳及氢气的存在)，在1400-2000℃的高温下，可以有效的将铬渣中的六价铬还原为三价铬，进而将三价铬还原为金属铬，使92％-98％的铬进入铁水中，2％-8％的铬进入水渣中；铬渣中的氧化钙35％、氧化镁20％可替代部分轻烧白云石粉；铬渣中的氧化铁20％被还原为金属铁，进入铁水中得到有效利用。
本方法的优点在于：利用密封的高炉喷煤系统，铬渣与喷煤煤粉充分混匀，直接喷入高炉炉缸，少环节、无污染，直接充分利用高温还原气氛，解毒彻底，循环再生利用充分；治理成本为现行的铬渣众多处理方法中最低的(不论是建设投资还是运行成本都是如此)。
附图说明
图1是实施本方法所使用的现有高炉煤粉喷吹系统结构示意图(并列罐式)
具体实施方式
本发明方法的实施是直接利用现有的冶金高炉喷吹系统，如图1所示，其中1.翻斗车2.受媒机3.皮带机4.原煤仓5.给煤机6.磨煤机7.干燥气炉8.布袋收集器9.锁气器10.塞头阀11.煤粉仓12.粉仓电子秤13.流化嘴14.球面换向阀15.喷吹罐下料阀16.软连接17.喷吹罐18.喷吹罐电子秤19.下煤阀20.喷吹阀21.混合器(或可调煤粉给料器)22.喷煤粉球阀23.安全阀24.补气调节器25.分配器26.喷枪球阀27.喷枪(将铬渣和煤粉喷入高炉炉缸)28.弹子阀29.常压阀30.过滤器31.空气贮罐32.补气逆止器33.充压阀34.散放阀。
实施例1：
1、原料处理：将铬渣在铬渣生产厂堆渣场进行准备工作，其中包括烘干和磨细，铬渣烘干的水分小于1-10％、磨细要求粒度-200目20-80％。
2、将烘干磨细的铬渣用密封罐车运输到高炉喷煤系统，用气动方式送入高炉的密封仓，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机6内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀，用干燥的压缩空气将其送入煤粉仓内，经喷吹罐进入混合器，然后将混匀的铬渣和煤粉经由压缩空气通过喷枪27喷入高炉炉缸；其中铬渣混入煤粉的比例为煤粉重量的1％。
3、将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用。
本实施例用了10吨铬渣，按煤粉的1％进入高炉煤粉喷吹系统，高炉各项工艺指标没有变化，对应检测铁水、水渣和除尘灰，均无六价铬存在。
为了防止二次污染，铬渣在准备、转运、混料、喷吹过程中全过程均采用密封式操作。
实施例2：
1、原料处理：将铬渣烘干，使水分小于4％，磨细，使粒度-200目70％以上；
2、将烘干磨细的铬渣用密封罐车运输到高炉喷煤系统，用气动方式即用泵经过密封管道送入高炉的密封仓，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机6内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀，用干燥的压缩空气将其送入煤粉仓内，经喷吹罐进入混合器，然后将混匀的铬渣和煤粉经由压缩空气通过喷枪27喷入高炉炉缸；其中铬渣混入煤粉的比例为煤粉重量的5％。
3、将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用。
本实施例用了30吨铬渣，按煤粉的5％进入高炉煤粉喷吹系统，高炉各项工艺指标没有变化，对应检测铁水、水渣和除尘灰，均无六价铬存在。
为了防止二次污染，铬渣在准备、转运、混料、喷吹过程中全过程均采用密封式操作。
实施例3：
1、原料处理：将铬渣烘干，使水分小于5％，磨细，使粒度-200目60％以上；
2、将烘干磨细的铬渣用密封罐车运输到高炉喷煤系统，用泵经过密封管道送入高炉的密封仓，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机6内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀，用干燥的压缩空气将其送入煤粉仓内，经喷吹罐进入混合器，然后将混匀的铬渣和煤粉经由压缩空气通过喷枪27喷入高炉炉缸；其中铬渣混入煤粉的比例为煤粉重量的10％。
3、将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用。
本实施例用了50吨铬渣，按煤粉的10％进入高炉煤粉喷吹系统，高炉各项工艺指标没有变化，对应检测铁水、水渣和除尘灰，均无六价铬存在。
为了防止二次污染，铬渣在准备、转运、混料、喷吹过程中全过程均采用密封式操作。
实施例4：
1、原料处理：将铬渣烘干，使水分小于6％，磨细，使粒度-200目50％以上；
2、将烘干磨细的铬渣用密封罐车运输到高炉喷煤系统，用泵经过密封管道送入高炉的密封仓，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机6内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀，用干燥的压缩空气将其送入煤粉仓内，经喷吹罐进入混合器，然后将混匀的铬渣和煤粉经由压缩空气通过喷枪27喷入高炉炉缸；其中铬渣混入煤粉的比例为煤粉重量的15％。
3、将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用。
本实施例用了60吨铬渣，按煤粉的15％进入高炉煤粉喷吹系统，高炉各项工艺指标没有变化，对应检测铁水、水渣和除尘灰，均无六价铬存在。
为了防止二次污染，铬渣在准备、转运、混料、喷吹过程中全过程均采用密封式操作。

Claims (4)

1.利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将铬渣烘干、磨细；
(2)然后将铬渣均匀混入高炉喷煤系统的煤粉中，铬渣的混入重量比例为煤粉重量的1-15％；
(3)将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内，在高炉的高温、还原气氛下，对铬渣中的六价铬进行解毒、还原为三价铬，最后将三价铬还原成金属铬，金属铬92-98％熔入铁水，2-8％进入炉渣中；同时，铬渣中的氧化铁被还原成金属铁进入铁水，得到再生利用；
在铬渣上述的处理、混料、入炉过程中，均在封闭式无尘环境下进行。
2.根据权利要求1所述的利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，其特征在于：所述将铬渣均匀混入高炉喷煤系统的煤粉中的方法是：将铬渣用泵经过密封管道送入高炉喷煤系统的密封仓内，再由给料机按设定的计量配入喷煤系统中的磨煤机内，在磨煤机内，对铬渣与煤粉进行充分磨细、混匀。
3.根据权利要求1所述的利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，其特征在于：所述将混有铬渣的煤粉由高炉喷煤系统喷入高炉炉缸内方式是：先用干燥的压缩空气将混有铬渣的煤粉送入煤粉仓内，然后经喷吹罐进入混合器，然后用压缩空气通过喷枪喷入高炉炉缸内。
4.根据权利要求1所述的利用喷煤工艺形式进入冶金高炉的无害化处理铬渣的方法，其特征在于：所述铬渣烘干后，其水分应在1-10％，磨细后的粒度要达到-200目占20-80％。
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