CN103114201B - 一种钢铁厂含铁尘泥的造块方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢铁厂含铁尘泥的造块方法，将含铁尘泥单独分流，压团后与其它铁矿粉、熔剂、焦粉进行配料，再按照传统工艺进行烧结。具体步骤为：1）首先将含铁尘泥与复合粘结剂配料，混匀，压团，得尘泥团块；2）将尘泥团块与其它铁矿粉、熔剂和焦粉进行配料，混合，制粒，得烧结混合料；3）再将烧结混合料按现有烧结方法进行布料、点火、烧结、冷却、整粒，得成品烧结矿。与传统的尘泥直接返回烧结配料的方法相比，采用本发明，含铁尘泥在混合料中的比例大幅提高，而且烧结产质量指标得到改善。本发明有效解决了钢铁厂含铁尘泥的大规模利用问题，易于工业化生产。

Description

一种钢铁厂含铁尘泥的造块方法

技术领域

本发明涉及一种含铁尘泥的利用方法，特别是涉及一种钢铁厂含铁尘泥在铁矿烧结中应用的方法。

背景技术

进入21世纪以来，我国钢铁工业发展迅猛。然而，在钢铁产量逐年提升的同时，钢铁生产过程中产生大量的含铁尘泥给人类环境带来了极大的危害。为满足钢铁清洁化生产的要求，各大钢铁企业对含铁尘泥的综合利用越来越重视。根据含铁尘泥利用途径的不同，现有利用方法大致可分为：

（1）钢铁厂内部循环使用

主要包括：①添加到烧结原料中进行烧结。例如：炼钢转炉除尘污泥的水法回收利用（申请号89105349.2）、含铁粉尘锈化冷固团块（申请号01107832.4）、炼铁烧结矿垫底铺烧球的制造方法（申请号：01108718.8）、含铁尘泥与烧结矿返矿再利用的方法（申请号02114055.3）。部分非专利文献曾报道，将部分含铁粉尘直接返回作为烧结混合料，但粉尘的配加比例一般不超过8%，否则烧结矿产质量指标显著恶化。非专利文献（《含铁尘泥用于烧结生产》，东北工学院学报，1987，30（1）：116-123）报道，将含铁尘泥造小球后再加入混合料中烧结，可一定程度改善烧结产质量指标，粉尘配加量比例可达15%，但文献中并未提及生球团质量问题。众所周知，含铁尘泥经高温处理后，具有亲水性差、难以成球的特点，因而，仅采用传统的造球难以获得质量优良的粉尘生球。非专利文献（《含铁粉尘造小球试验》，烧结球团，1999，24（3）：13-15）研究了粉尘球团质量的改善措施，考查了不同粘结剂的影响，但实际烧结过程中粉尘小球的配比均低于7%。由于含铁尘泥的特殊性质，以上研究方法均未实现含铁尘泥在铁矿烧结生产中的大规模利用。

②制备冷固球团用于生产直接还原铁和作为炼钢过程的冷却剂、脱P剂和造渣剂等。例如：炼钢转炉除尘污泥成球的方法（申请号92109406.X）、生产直接还原竖炉和高炉用冷固球团的方法（申请号98101742.8）、用炼钢转炉污泥生产炼钢造渣剂的方法（申请号99125177.6）、一种炼钢尘泥球团化渣剂配置方法（申请号200610142631.2）。

③含铁粉尘造块后直接炼钢，例如：钢铁尘泥全部炼钢实现零排放的方法（申请号02117732.5）

④经过磁选回收其中的磁铁矿和金属铁，例如：高炉灰截流提取精矿粉新工艺（申请号93100970.7）、从瓦斯泥中回收铁精矿的方法（申请号01113048.2）、高炉含铁粉尘分离工艺方法（申请号200510047418.9）、一种炼铁高炉炉尘资源综合利用的方法（申请号200610048626.5）。

还有一些较为特殊的利用方法，如：一种利用含铁粉尘制造生铁的方法（申请号97126359.0），该专利将含铁粉尘与湿硅矿料按重量比100∶15～35比例搅拌混匀，在10～18t压力下冷压成小块状或粒状，再经700～1000烧结，同焦炭一起放置入封闭式高炉内，以800～1800℃高温加热，经40min～2h即可产生铁水。一种高锌含铁粉尘处理方法（申请号98103522.1），该专利在含铁粉尘（Tfe30～70%，Zn1～30%，C0～30%）中配入一定量的含碳材料达到含碳量15～25%，制成粒径为5～50mm的团块，按照熔渣重量的5～15%放置在一反应容器内（钢渣罐），将红热的冶炼炉渣（钢渣、高炉渣，温度1300～1600℃）加入到团块上，在1100～1600下保持10～30min，还原得到低Zn的粒铁、渣和高Zn的烟气。粉尘中铁、锌的回收率高达90%。一种高炉炼铁粉尘回收利用的方法（申请号200410100490.9）中将高炉冶炼过程中回收的布袋尘、重力灰及其它含铁粉尘与煤粉均匀混合，从高炉风口喷入炉缸。用含铁尘泥生产的小球烧结矿及其工艺方法和专用竖炉（申请号02144842.6），该专利使用转炉泥40～45%，炼铁除尘泥12～17%，瓦斯泥10～15%，铁精矿30～35%，需要含铁尘泥全含碳保持2～3%。经过一次搅拌中和、双轴搅拌机混合、圆盘造球机造球（粒径8～15mm，水分8～10%）、烧结、排料和筛分。该方法需要专用的竖炉。烧结原料的造粒方法及烧结矿制造方法（申请号200580052206.8），该专利以现行烧结法中使用量有限的微粒粉尘或微粒淤泥为主要原料进行烧结，用量达60%以上。该法使用粒度1mm以上的原料进行烧结，同时要求粗粒大于2mm占20%以上，如此细的颗粒很难进行料层高度超过500mm的烧结。

（2）在钢铁厂外的综合利用

含铁粉尘在钢铁厂外的综合利用主要包括分离其中的铁和其它有价金属以及用于生产水泥等。例如：一种用炼钢转炉烟尘或污泥制取铁粉的方法及其产品（申请号95113202.4），该专利对炼钢转炉烟尘或污泥进行调浆、磁选分离、磁性产品进行球磨、精选、干燥、还原退火工艺回收其中的金属铁，所得产品TFe>98%。一种制取铁粉的方法（申请号96102647.2）采取了两段球磨和两段摇床分选、烘干、还原、破碎、筛分等工艺流程得到合格的铁粉。从转炉污泥制备粉末冶金用铁粉的方法（申请号99115277.8）。一种从转炉炉尘中提取铁粉的方法（申请号03109777.4），该专利将经过磁重选的转炉尘泥进行还原生产铁粉。从高炉瓦斯灰中提取金属铟、锌、铋的方法（申请号200710066003.5）。一种含铁废渣尘生产金属铁粒的方法（申请号200810047560.7）。

氧化铁黑的生产方法（申请号91106198.3）、利用炼钢转炉污泥制备氧化铁黑和铁红颜料的方法（申请号200410060869.1），这两个专利利用含铁粉尘来生产氧化铁黑。节煤添加剂（申请号91109451.2）利用高炉瓦斯灰中含碳较高的特点，作为节煤添加剂使用。高强烧结砖及其生产方法（申请号200610021047.1），该专利将磁选出铁后的瓦斯泥、转炉污泥、含钒钢渣和粒化高炉钛矿渣以及粘土、页岩、沙土挤压成型后，在弱还原性气氛或氧化性气氛中焙烧（温度1000～1100℃）得到高强度烧结砖。

综合上述方法可知，合理利用含铁尘泥最直接、简单的方法是直接返回加入到烧结混合料中，但是由于尘泥亲水性差、粒度细、反应活性不高，其配加比例一般为3%～5%，过高将显著恶化烧结指标；而其他各种利用含铁粉尘的方法，或工艺流程长、成本高，或回收利用效果有限，或产品附加值不高。因而，急需一种简单有效的大规模利用钢铁厂含铁粉尘的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单有效、大规模利用且能保证铁矿烧结矿产质量指标不降低的钢铁厂含铁尘泥的造块方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，步骤为：1）首先将含铁尘泥与复合粘结剂配料，混匀，压团，得尘泥团块；2）将尘泥团块与其它铁矿粉、熔剂和焦粉进行配料，混合，制粒，得烧结混合料；3）再将烧结混合料按现有烧结方法进行布料、点火、烧结、冷却、整粒，得成品烧结矿，第一步中所述的复合粘结剂为膨润土、CMC和黄腐酸钠的混合物，其中膨润土所占质量百分数为50%～60%，CMC所占质量分数为20%～30%，黄腐酸钠所占质量百分数为10%～30%，所述的复合粘结剂占干基含铁尘泥的质量百分数为0.5%～2.0%。

第一步中所述的含铁尘泥包括原料运输、准备和存储过程中收集的粉尘、烧结生产过程中产生的粉尘，高炉炼铁产生的尘泥、炼钢过程产生的尘泥中的至少一种。

第一步中所述的含铁尘泥与所述的复合粘结剂配料、混匀后，压团成型得尘泥团块，所述的尘泥团块的直径为11mm～15mm。

第二步中，所述的尘泥团块的配加量占所有含铁原料的质量百分数为13%～30%。烧结时，混合料的碱度最低可降低至1.5。

采用上述技术方案的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，本发明的积极效果在于：

1）钢铁厂产生的含铁尘泥种类复杂，性质和成分多样，亲水性差，难以成球。本发明采用压团处理含铁尘泥的方式，对尘泥的种类、物化性质无特殊要求，适应于钢铁厂产生的各种尘泥。仅要求尘泥团块参与配料时，满足烧结混合料碱度的要求即可。

2）本发明同时采用新型复合粘结剂，保证了生团块具有足够的冷态和热态强度，使团块在转运、混合、制粒、点火烧结过程中不会发生破坏，可有效避免尘泥直接返回参与烧结配料时影响烧结料层透气性、烧结矿微观结构等问题。

3）含铁尘泥压团后再配入烧结混合料中，可避免尘泥由于比重小（压块后密度增加）、制粒性能差（造球时成球过程困难，生球团冷态和热态强度不高）等对烧结过程及产质量的不利影响，相反可显著改善烧结料层透气性（团块直径11mm～15mm），获得良好的产质量指标。同时，由于烧结料层透气性改善，实际烧结生产过程中，抽风负压可适当降低，因而为提高烧结料层、节能减排提供前提条件。

4）含铁尘泥单独分开处理，压团过程中不添加熔剂，只需要考虑尘泥中本身含有的C、CaO和SiO₂的含量。所有熔剂与其它铁料、焦粉和返矿混合，因而基体料中的碱度明显高于常规烧结混合料，烧结生产中，高碱度基体料中生成大量液相，促进了尘泥团块与基体料之间固结良好，确保了烧结产品质量。采用本发明，含铁尘泥配比最大可达30%。仅要求尘泥团块参与配料时，满足烧结混合料碱度要求。

5）

采用本发明，可有效解决传统铁矿烧结生产中大量使用含铁尘泥时导致的烧结产质量指标变差的问题，大幅提高钢铁厂含铁尘泥的利用率。应用本发明，尘泥团块在所有含铁原料中的配比最高达30%，而且烧结产质量指标得到改善。本发明易于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

含铁尘泥包括原料运输、准备和存储过程中收集的粉尘、烧结生产过程中产生的粉尘，高炉炼铁产生的尘泥、炼钢过程产生的尘泥中的至少一种。本实施例采用的含铁尘泥为转炉污泥、高炉瓦斯灰、原料场除尘灰和烧结电除尘灰的混合物，但本发明并不局限于上述4种尘泥。

对照例：

将占所有含铁原料质量百分数8%的含铁尘泥混合物不压团，直接与其他含铁原料、熔剂、焦粉和占含铁尘泥混合物质量百分数0.5%的复合粘结剂进行配料，碱度1.9。复合粘结剂的组份为：膨润土所占质量百分数为50%，CMC（羧甲基纤维素钠）所占质量百分数为20%，黄腐酸钠所占质量百分数为30%。对配合料进行混合、制粒处理后，在烧结杯中布料，点火，烧结。获得成品率为74.36%，转鼓强度为60.33%，利用系数为1.295t·m^-2·h^-1，垂直烧结速度为19.55mm·min^-1。

实施例1：

将占所有含铁原料的质量百分数13%的含铁尘泥混合物单独分开，向含铁尘泥中添加占含铁尘泥（干基）质量百分数0.5%的复合粘结剂，复合粘结剂的组份为：膨润土所占质量百分数为50%，CMC（羧甲基纤维素钠）所占质量百分数为20%，黄腐酸钠所占质量百分数为30%，混合后采用冲压成型机压块，得尘泥团块，团块直径11mm；然后将尘泥团块与其他含铁原料、熔剂、焦粉进行配料，混合料碱度2.2，对配合料进行混合，制粒后，得烧结混合料；再将烧结混合料布料，点火，烧结。获得的成品率为79.89%，转鼓强度64.85%，利用系数1.496t·m^-2·h^-1，垂直烧结速度22.17mm·min^-1。

实施例2：

将占所有含铁原料质量百分数18%的含铁尘泥单独分开，向含铁尘泥中添加占含铁尘泥（干基）质量百分数1.2%的复合粘结剂，复合粘结剂的组份为：膨润土所占质量百分数为57%，CMC（羧甲基纤维素钠）所占质量百分数为26%，黄腐酸钠所占质量百分数为17%，混合后采用对辊压团机压块，得尘泥团块，团块直径13mm；然后将尘泥团块与其他含铁原料、熔剂、焦粉进行配料，混合料碱度1.9，对配合料进行混合，制粒后，得烧结混合料；再将烧结混合料布料，点火，烧结。获得的成品率为78.52%，转鼓强度63.95%，利用系数1.411t·m^-2·h^-1，垂直烧结速度21.35mm·min^-1。

实施例3：

将占所有含铁原料质量百分数30%的含铁尘泥单独分开，向含铁尘泥中添加占含铁尘泥（干基）质量百分数2.0%的复合粘结剂，复合粘结剂的组份为：膨润土所占质量百分数为60%，CMC（羧甲基纤维素钠）所占质量分数为30%，黄腐酸钠所占质量百分数为10%，混合后采用对辊压团机压块，得尘泥团块，团块直径15mm；然后将尘泥团块与其他含铁原料、熔剂、焦粉进行配料，混合料碱度1.5，对配合料进行混合，制粒后，得烧结混合料；再将烧结混合料布料，点火，烧结。获得的成品率为75.67%，转鼓强度61.22%，利用系数1.319t·m^-2·h^-1，垂直烧结速度20.08mm·min^-1。

Claims (5)

1.一种钢铁厂含铁尘泥的造块方法，步骤为：1）首先将含铁尘泥与复合粘结剂配料，混匀，压团，得尘泥团块；2）将尘泥团块与其它铁矿粉、熔剂和焦粉进行配料，混合，制粒，得烧结混合料；3）再将烧结混合料按现有烧结方法进行布料、点火、烧结、冷却、整粒，得成品烧结矿，其特征是：第一步中所述的复合粘结剂为膨润土、CMC和黄腐酸钠的混合物，其中膨润土所占质量百分数为50%～60%，CMC所占质量分数为20%～30%，黄腐酸钠所占质量百分数为10%～30%，所述的复合粘结剂占干基含铁尘泥的质量百分数为0.5%～2.0%。

2.根据权利要求1所述的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，其特征是：第一步中所述的含铁尘泥包括原料运输、准备和存储过程中收集的粉尘、烧结生产过程中产生的粉尘，高炉炼铁产生的尘泥、炼钢过程产生的尘泥中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，其特征是：第一步中所述的含铁尘泥与所述的复合粘结剂配料、混匀后，压团成型得尘泥团块，所述的尘泥团块的直径为11mm～15mm。

4.根据权利要求1或2所述的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，其特征是：第二步中，所述的尘泥团块的最大配加量占所有含铁原料质量百分数的13%～30%。

5.根据权利要求3所述的钢铁厂含铁尘泥的造块方法，其特征是：第二步中，所述的尘泥团块的配加量占所有含铁原料的质量百分数为13%～30%。