CN105838876A - 一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于资源综合利用领域,涉及一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法。本发明以钢铁厂含锌粉尘为主要原料,配加一定量的还原剂、粘结剂、熔剂和水,充分混合后经压球机压制成球,经烘干或养护后送入炉渣滞留室内,利用炉渣显热,使含锌粉尘团块发生自还原反应,通过气体除尘装置回收粗锌产品,剩余炉渣利用传统炉渣处理工艺处理。本发明工艺能对钢铁厂不同成分的含锌粉尘进行处理,在利用粉尘中C资源的同时,还能充分回收粉尘中锌元素。
Description
技术领域
本发明涉及一种含锌粉尘处理工艺,尤其是涉及一种利用高炉渣显热处理含锌粉尘工艺,回收锌资源。
背景技术
在传统的钢铁生产流程中将产量大量的粉尘,这类粉尘富含TFe、CaO、MgO、C等宝贵资源,但同时也含有锌、铅等对钢铁生产过程不利的元素,使粉尘的在钢铁流程内部的循环利用受到一定的限制。随着能源、资源、环境形势越来越严峻,钢铁企业的压力也越来越大,解决好含锌、铅粉尘的高效回收利用问题便成了当务之急。
目前国内很多钢铁企业将含锌粉尘作为原料直接配入烧结、球团料,该方法最为简单,能一定程度上实现了铁资源的回收利用,具有投入少,见效快,无需改变原有工艺等优点,但存在配料、混合困难等问题,且会造成有害元素的循环和富集,给高炉带来危害,属于含铁尘泥的粗放型利用,不能彻底解决含锌粉尘高效资源化利用的问题(炼铁,2010,29(4):56);粉尘喷吹法主要是将粉尘以一定比例混合喷吹到高炉或其他熔融炉中代替部分原料进行循环回收利用,从而达到降低炼铁生产成本的目的,该方法具有一定的效果,但对喷吹物料有相当高的技术要求,且其处理量不大,使该工艺的应用受到了一定的限制(炼铁,2011,30(1):54);含锌粉尘造块返回炼钢工艺,用做炼钢冷却剂是含铁尘泥资源化利用的又一途径,目前国内外许多企业已使用这种方法,炼钢法可充分利用粉尘中的FeO和CaO,代替部分造渣剂和冷却剂,而且对粉尘强度要求不高,可降低炼钢石灰及钢铁材料消耗,从而降低炼钢成本,但该方法不适合处理低品位、高碳、高碱粉尘(环境工程,2011,29(2):96)。
钢铁企业在高炉生产过程中,每炼出1吨生铁约产生300kg液态高炉渣,这些热熔渣的温度约为1400~1600℃,每吨热熔渣约含有1700MJ的显热,相当于58kg标准煤的发热值。以1座3200m3的高炉为例,每小时约产生100t热熔渣,相当于5.8t标准的发热值,足以生产40t/h高品位的蒸汽。而传统高炉渣,则通过水粹处理,余热以蒸汽的形式回收利用发电,热效率较低,造成大量热值浪费以及水资源的浪费(一种高炉渣显热回收及其余热利用系统,CN 202543226 U)。也有专利提到利用高炉渣显热作为印制电路板基板进行热解反应的化学能加以回收利用,避免了水资源的浪费,同时避免了印制电路板基板热解处理的二次能源消耗问题,但是这种方法需要将炉渣温度降至200℃左右,浪费大量显热(一种高炉渣显热回收利用方法及装置,CN1020505959A)。
发明内容
本发明目的是充分利用高炉渣显热,在利用粉尘中C资源的同时,还能充分回收粉尘中锌元素。
本发明以钢铁厂含锌粉尘为主要原料,配加一定量的还原剂、粘结剂、熔剂和水,充分混合后经压球机压制成球,经烘干或养护后送入炉渣滞留室内,利用炉渣显热,使含锌粉尘团块发生自还原反应,通过气体除尘装置回收粗锌产品,剩余炉渣可利用传统炉渣处理工艺处理。本发明的技术方案为:
(1)对含锌、铅粉尘进行干燥,配入还原剂、熔剂、粘结剂和水,配入还原剂(无烟煤、焦粉等)、熔剂(石灰石、生石灰、硅石等)、粘结剂(水泥)和水,充分混匀后经对辊压球机或振动压球机压制成块,粉尘团块的质量百分比为,还原剂0~10%,熔剂0~5%,粘结剂为6~8%,水5~8,余量为含锌、铅粉尘;为保证粉尘团块传热效率,团块不宜超过30mm,养护72h后存放在料场备用。
(2)高炉出渣前,含锌粉尘团块由炉渣滞留室顶料钟加料器加入室内,滞留室顶采用的是双料钟密闭,防止含锌二次粉尘从炉顶逸出。
(3)高炉渣与铁水通过撇渣器分离后,炉渣流入炉渣滞留室,此时炉渣滞留室内温度达到1300℃以上,含锌粉尘团块与炉渣产生剧烈热交换,发生自还原反应,完成预热、还原、熔化、分离等冶金过程,最终生成炉渣,锌化合物被还原,产生锌以蒸汽形式从团块中挥发出来,随二次粉尘逸出。
(4)炉渣滞留室一侧设置鼓风装置,保证室内气压稳定,并使锌蒸汽氧化附着于二次粉尘上,同时对二次粉尘进行冷却,便于后续收集。
(5)炉渣滞留室顶设置抽风装置,二次粉尘随鼓入的空气进入布袋除尘装置,可得锌含量较高的粉尘,属于高锌粉尘,可作为锌的冶炼原料,具有较高的经济价值。
(6)炉渣在滞留室内停留10~20min后,打开滞留室底部渣口,炉渣从从炉渣滞留室内留出,用水急冷、破碎,可作为建筑材料或进行其他综合利用。炉渣滞留室反应时,由砲泥密封渣口。
本发明工艺能对钢铁厂不同成分的含锌粉尘进行处理,在利用粉尘中C资源的同时,还能充分回收粉尘中锌元素。
附图说明
图1为利用高炉渣显热处理钢铁厂含锌粉尘工艺流程图,
图2为炉渣滞留室示意图。
具体实施方式
本发明专利具体的工艺流程如图1所示。下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施方式一:
选用的一种高炉除尘灰和转炉污泥作为原料,高炉除尘灰成分为Fe:35%,Zn:10%,Pb:3%,C:20%,转炉污泥的成分为:Fe:55%,Zn:1%,H2O:30%。选用生石灰作为熔剂。按高炉除尘灰:转炉污泥:生石灰:水泥:水约为40:45:2:5:8的比例进行配料,充分混匀后在不低于20MPa的压力下压制成块,在温度为20~30℃,湿度≥95%的环境下养护72h,养护完成后送入料场堆放。本方式可充分利用高炉除尘灰中的碳,不需要额外加入还原剂,并且可减少熔剂的加入量;同时利用转炉污泥中的水,减少水的加入量。
将养护完成后的压块送入炉渣滞留室顶料仓,经料钟加料器加入炉渣滞留室,高炉渣与铁水通过撇渣器分离后,炉渣流入炉渣滞留室,此时炉渣滞留室内温度达到1300℃以上,含锌粉尘团块与炉渣产生剧烈热交换,发生自还原反应,利用炉渣显热提供团块预热、还原、熔化和分离所需的热量;氧化锌被还原成锌蒸气,随空气往滞留室顶运动,进入布袋除尘器,分离富锌粉尘,粉尘中的氧化锌含量可达60%~70%,可出售给锌冶炼厂家,进行综合利用。炉渣在滞留室内停留10min后,打开滞留室底部渣口,炉渣从从炉渣滞留室内留出,用水急冷、破碎,可作为建筑材料或进行其他综合利用。
实施方式二:
选用一种电炉除尘灰作为原料,其成分为Fe:35%,Zn:15%,Pb:3%;选用焦粉作为还原剂,其固定碳含量约为85.5%,灰分约为12.5%,挥发分约为2%;选用硅石粉作为熔剂,其SiO2含量约为98%左右;选用水泥作为粘结剂。按电炉除尘灰:焦粉:硅石粉:水泥:水约为75:10:5:5:5的比例加入焦粉、硅石粉、水泥和水,充分混匀后在不低于20MPa的压力下压制成块,在温度为20~30℃,湿度≥95%的环境下养护72h,养护完成后送入料场存放。
将电炉除尘灰团块送入炉渣滞留室顶料仓,经料钟加入炉渣滞留室进行反应。后续冶炼过程与实施方式一相同。经布袋除尘器后粉尘的氧化锌含量可达70%~80%。炉渣在滞留室内停留20min后,打开滞留室底部渣口,炉渣从从炉渣滞留室内留出,用水急冷、破碎,可作为建筑材料或进行其他综合利用。
Claims (3)
1.一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法,其特征在于以钢铁厂含锌粉尘为主要原料,配加一定量的还原剂、粘结剂、熔剂和水,充分混合后经压球机压制成球,经烘干或养护后送入炉渣滞留室内,利用炉渣显热,使含锌粉尘团块发生自还原反应,通过气体除尘装置回收粗锌产品,剩余炉渣利用传统炉渣处理工艺处理;具体技术方案为:
(1)对含锌、铅粉尘进行干燥,配入还原剂、熔剂、粘结剂和水,充分混匀后经对辊压球机或振动压球机压制成块,含锌粉尘团块的质量百分比为,还原剂0~10%,熔剂0~5%,粘结剂6~8%,水5~8,余量为含锌、铅粉尘;粉尘团块养护72h后存放在料场备用;
(2)高炉出渣前,含锌粉尘团块由炉渣滞留室顶料钟加料器加入室内,滞留室顶采用的是双料钟密闭,防止含锌二次粉尘从炉顶逸出;
(3)高炉渣与铁水通过撇渣器分离后,炉渣流入炉渣滞留室,此时炉渣滞留室内温度达到1300℃以上,含锌粉尘团块与炉渣产生剧烈热交换,发生自还原反应,完成预热、还原、熔化、分离冶金过程,最终生成炉渣,锌化合物被还原,产生锌以蒸汽形式从团块中挥发出来,随二次粉尘逸出;
(4)炉渣滞留室一侧设置鼓风装置,保证室内气压稳定,并使锌蒸汽氧化附着于二次粉尘上,同时对二次粉尘进行冷却,便于后续收集;
(5)炉渣滞留室顶设置抽风装置,二次粉尘随鼓入的空气进入布袋除尘装置,得到锌含量较高的粉尘;
(6)炉渣在滞留室内停留10~20min后,打开滞留室底部渣口,炉渣从从炉渣滞留室内留出,用水急冷、破碎,作为建筑材料或进行其他综合利用,炉渣滞留室反应时,由砲泥密封渣口。
2.如权利要求1所述一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法,其特征在于所述还原剂为无烟煤、焦粉、熔剂为石灰石、生石灰、硅石、粘结剂为水泥。
3.如权利要求1所述一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法,其特征在于含锌粉尘团块直径不超过30mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160810 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |