CN104073649A - 含铁锌粉尘回收利用工艺 - Google Patents

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唐恩
李菊艳
范小刚
周强
喻道明
秦涔
王小伟
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Abstract

本发明公开了一种钢铁工艺中产生的含铁锌粉尘的回收利用工艺。包括以下步骤:将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合,造球机造球,得到生球;将生球送入竖炉,升温至1100~1300℃;铁在竖炉中被还原成海绵铁;被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉,进入两级除尘器;除尘器所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。含铁锌粉尘主要为钢铁工艺中产生的高炉瓦斯灰、瓦斯泥、除尘灰、转炉炼钢尘泥、连铸轧钢铁屑。采用了竖炉的处理方式,克服了类似回转窑设备庞大,窑内体积利用率低、能耗高的问题;煤基直接还原速度快;同时还回收了粉尘中的锌。

Description

含铁锌粉尘回收利用工艺
技术领域
[0001] 本发明属于钢铁生产技术领域,具体涉及钢铁工艺中产生含铁锌粉尘的回收利用方法。
背景技术
[0002] 随着我国钢铁工业的发展,钢铁生产过程中所产生的粉尘对环境的影响也日益突出。一般而言,钢铁企业粉尘量为钢产量的8%~12%,我国钢铁企业每年粉尘产量达上千万吨,这些粉尘含有大量的铁元素,同时还有碳、锌、铅、钾等元素。
[0003] 通常情况下,钢铁企业将这些粉尘收集后作为烧结原料,在企业内部循环使用。由于这些粉尘粒度细,比表面积大,烧结配入这些粉尘会降低烧结料层的透气性。此外由于这些粉尘含有锌、铅、钾、钠等元素,形成的烧结矿在高炉内使用会造成高炉锌、铅、钾、钠的循环富集,使高炉炉墙结瘤,影响高炉生产顺行。
[0004]目前钢铁厂含锌粉尘处理工艺较多,但都存在未解决的问题。(I)威尔兹工艺:采用长回转窑处理混合球团或粉尘,若要回收粉尘中的锌则需采用二段回转窑,含锌蒸汽进入第二个回转窑进行再处理,设备庞大,效率低,容易产生结圈现象;(2)转底炉工艺:含锌粉尘和尘泥经破碎干燥后制团,入转底炉高温还原,锌蒸汽挥发进入烟气。转底炉处理含锌粉尘的主要问题是排烟温度较高,热效率低,同时存在锌蒸汽冷凝堵塞排烟通道,造成生产不顺的问题;(3 ) Oxycup粉尘处理工艺=Oxycup竖炉采用内配煤压块,为了保证足够强度,需要用水泥作粘结剂,竖炉的优点是热效率高,金属氧化物还原充分,金属收得率高;缺点是焦比高(为普通高炉炼铁的3倍),利用系数低,铁水S、P含量高。
发明内容
[0005] 本发明目的在于提供一种针对竖炉炼钢生产过程中产生含铁锌粉尘的回收利用工艺,减少含锌粉尘对企业内高炉生产的影响,提高资源综合利用水平,增强企业竞争力,实现钢铁企业的可持续发展。
[0006] 含铁锌粉尘回收利用工艺,包括以下步骤:
[0007] 将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合,造球机造球,得到生球;
[0008] 将生球送入竖炉,升温至1100~1300°C ;
[0009] 铁在竖炉中被还原成海绵铁;被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉,进入两级除尘器;
[0010] 除尘器所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。
[0011] 按上述方案,所述的含铁锌粉尘为钢铁工艺中产生的高炉瓦斯灰、瓦斯泥、除尘灰、转炉炼钢尘泥、连铸轧钢铁屑的任意一种或任意组合。
[0012] 按上述方案,所述含铁锌粉尘与煤粉碳氧摩尔比为C/0 = 1.1~1.5。
[0013] 按上述方案,粘接剂占生球质量的2_10wt%。
[0014] 按上述方案,所述锌蒸汽从竖炉中的的排出温度为300-700°C。
[0015] 按上述方案,所述的两级除尘器包括初除尘和精除尘;其中初除尘为重力除尘,所得除尘灰返回造球机造球;精除尘为湿法除尘,所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。
[0016] 本发明的有益效果:
[0017] 采用了竖炉的处理方式,热效率高,金属氧化物还原充分,克服了类似回转窑设备庞大,窑内体积利用率低、能耗高的问题;
[0018] 采用了煤基直接还原的方式,还原速度快;采用了控制煤气出炉温度的方式回收粉尘中的锌,克服了类似转底炉出炉烟气温度较高,热效率低的问题;
[0019] 得到海绵铁,供后续炼钢、电炉工艺使用。同时,对粉尘中的贵金属进行回收处理,实现节约资源、循环利用的目的。
具体实施方式
[0020] 以下实施例进一步阐释本发明的技术方案,但不作为对保护范围的限制。
[0021 ] 本发明含铁锌粉尘回收利用工艺,过程如下
[0022] 将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合,造球机造球,得到生球;
[0023] 将生球送入竖炉,升温至1100~1300°C ;
[0024] 铁在高炉中被还原成海绵铁;被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉,进入两级除尘器;
[0025] 除尘器所得瓦斯泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。
[0026] 其中,主要的含铁锌粉尘来源为钢铁工艺中产生的高炉瓦斯灰、瓦斯泥、除尘灰、转炉炼钢尘泥、连铸轧钢铁屑的任意一种或任意组合。
[0027] 本发明将钢铁厂含铁、锌粉尘经回收干燥后,按比例配碳(碳氧摩尔比C/0 =
1.1~1.5,最佳1.2)并混匀,混匀后的粉尘经造球机造球,得到含碳生球。含碳生球送入竖炉,下部设煤气烧嘴,加热球团,使竖炉内含碳球团在1100~1300°C下发生自还原反应,还原产生的高温烟气在竖炉内自下而上运动,加热竖炉上部生球,最后从竖炉内排出,排出温度控制在300~700°C之间(最佳温度550°C )。烟气排出后进入两级除尘器进行粗除尘和精除尘,除尘后的净煤气用于发电。初除尘采用重力除尘,除尘灰含锌20~25%,可返回进行造球或外卖。精除尘采用湿法除尘,除去煤气中更细的粉尘,除尘泥进入滤池沉淀、浓缩、干燥后得到富锌粉,锌含量约50~55%。自还原后的球团经竖炉下部冷却后排料,供后续炼钢使用。所得海绵铁可用于炼钢和压块;初除尘后经过换热器所得热量用于对除尘泥的干燥,除尘后的煤气用于发电。
[0028] 实施例1
[0029] I)将钢铁厂含铁锌粉尘回收并干燥;
[0030] 2)将干燥后的粉尘与煤粉和粘结剂按比例混匀,粉尘与煤粉配比为C/0 = 1.1,粘结剂配比为2% ;
[0031] 3)将混匀后的粉尘在造球机上造球,得到生球,生球直径约25mm,正负5mm ;
[0032] 4)生球送入竖炉,自上而下被下部上升的煤气逐步加热至1200°C,发生自还原反应,下部热源为煤气加热,煤气热值在2000kcal/Nm3以上;
[0033] 5)锌在高炉下部被还原,形成锌蒸汽与上升的煤气一起在300°C排出竖炉,进入两级除尘器;
[0034] 6)携带锌蒸汽的煤气经初除尘后进入换热器,换热产生的热量用于干燥富锌尘泥;处除尘灰含锌量低,可返回球团或外卖;
[0035] 7)换热后的煤气进入精除尘器除尘,除尘得到瓦斯泥进入沉淀池过滤并沉淀、稠化;净化后的净煤气用于发电;
[0036] 8)稠化后的瓦斯泥经干燥得到富含锌25%的锌粉。
[0037] 实施例2
[0038] I)将钢铁厂含铁锌粉尘回收并干燥;
[0039] 2)将干燥后的粉尘与煤粉和粘结剂按比例混匀,粉尘与煤粉配比为C/0 = 1.5,粘结剂配比为10% ;
[0040] 3)将混匀后的粉尘在造球机上造球,得到生球,生球直径约25mm,正负5mm ;
[0041] 4)生球送入竖炉,自上而下被下部上升的煤气逐步加热至1250°C,发生自还原反应,下部热源为煤气加热,煤气热值在2000kcal/Nm3以上;
[0042] 5)锌在高炉下部被还原,形成锌蒸汽与上升的煤气一起在700°C排出竖炉,进入两级除尘器;
[0043] 6)携带锌蒸汽的煤气经初除尘后进入换热器,换热产生的热量用于干燥富锌尘泥;处除尘灰含锌量低,可返回球团或外卖;
[0044] 7)换热后的煤气进入精除尘器除尘,除尘得到瓦斯泥进入沉淀池过滤并沉淀、稠化;净化后的净煤气用于发电;
[0045] 8)稠化后的瓦斯泥经干燥得到富含锌35%的锌粉。
[0046] 实施例3
[0047] I)将钢铁厂含铁锌粉尘回收并干燥;
[0048] 2)将干燥后的粉尘与煤粉和粘结剂按比例混匀,粉尘与煤粉配比为1.2,粘结剂配比为4% ;
[0049] 3)将混匀后的粉尘在造球机上造球,得到生球,生球直径约25mm,正负5mm ;
[0050] 4)生球送入竖炉,自上而下被下部上升的煤气逐步加热至1225°C,发生自还原反应,下部热源为煤气加热,煤气热值在2000kcal/Nm3以上;
[0051] 5)锌在高炉下部被还原,形成锌蒸汽与上升的煤气一起在500°C排出竖炉,进入两级除尘器;
[0052] 6)携带锌蒸汽的煤气经初除尘后进入换热器,换热产生的热量用于干燥富锌尘泥;处除尘灰含锌量低,可返回球团或外卖;
[0053] 7)换热后的煤气进入精除尘器除尘,除尘得到瓦斯泥进入沉淀池过滤并沉淀、稠化;净化后的净煤气用于发电;
[0054] 8)稠化后的瓦斯泥经干燥得到富含锌45%以上的锌粉。

Claims (6)

1.含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于包括以下步骤: 将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合,造球机造球,得到生球; 将生球送入竖炉,升温至1100~1300°c ; 铁在竖炉中被还原成海绵铁;被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉,进入两级除尘器; 除尘器所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。
2.如权利要求1所述的含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于所述的含铁锌粉尘为钢铁工艺中产生的高炉瓦斯灰、瓦斯泥、除尘灰、转炉炼钢尘泥、连铸轧钢铁屑的任意一种或任意组合。
3.如权利要求1所述的含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于所述含铁锌粉尘与煤粉碳氧摩尔比为C/Ο = 1.1~1.5。
4.如权利要求1所述的含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于粘接剂占生球质量的2-10wt% ο
5.如权利要求1所述的含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于所述锌蒸汽从竖炉中的的排出温度为300-700°C。
6.如权利要求1所述的含铁锌粉尘回收利用工艺,其特征在于所述的两级除尘器包括初除尘和精除尘;其中初除尘为重力除尘,所得除尘灰返回造球机造球;精除尘为湿法除尘,所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。
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