CN106190208A - 一种高炉除尘灰的再生利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉除尘灰的再生利用方法，将高炉除尘灰与炼焦煤均匀混合后，在焦炉中进行炼焦生产。本发明在不增加设备的情况下，将高炉除尘灰与炼焦煤按一定比例混合炼焦，脱除除尘灰大部分的Zn等有害元素，解决了除尘灰难以资源化的难题，生产成本低，且工艺简单，易于实现。

Description

一种高炉除尘灰的再生利用方法
技术领域
本发明涉及一种高炉除尘灰的再生利用方法 ，属于固体废弃物资源化技术领域。
背景技术
目前各钢铁企业处理高炉除尘灰主要有两种方法，一是将除尘灰配加到烧结工序中，但由于其有害元素含量较高，对高炉生产不利，因此严格控制其使用量；二是将除尘灰外卖，但出现了卖出的除尘灰又被掺入到铁矿粉中，重新应用到高炉的现象。如何有效处理高炉除尘灰已成为当前炼铁厂的棘手问题。高炉除尘灰中除了含有Zn等有害元素外，还包括对高炉生产有益的Fe、Ca等元素。脱除除尘灰中的有害元素，同时回收利用其中的有益元素具有较大的研究意义。
研究表明Fe、Ca元素可对焦炭气化反应起催化作用，焦炭反应性升高，起始反应温度降低，可降低高炉热储备区温度，提高炉身还原效率，降低焦比。
发明内容
本发明提供一种高炉除尘灰的再生利用方法 ，在不增加设备的情况下，将高炉除尘灰与炼焦煤按一定比例混合炼焦，脱除除尘灰大部分的Zn等有害元素，解决了除尘灰难以资源化的难题，生产成本低，且工艺简单，易于实现。
本发明所采取的技术方案是：
一种高炉除尘灰的再生利用方法 ，将高炉除尘灰与炼焦煤均匀混合后，在焦炉中进行炼焦生产；除尘灰与炼焦煤的质量比为5～50:95～50。
优选的，所用除尘灰包含下述化学成分：C：10～50%，Fe：10～50%，SiO2:5～20%，CaO：5～20%，MgO：5～20%，Al2O3：5～20%，ZnO：5～20%，K2O＜10%，Na2O＜10%，以上为质量百分数。
优选的，所用炼焦煤含固定碳60～80%，其性能指标为：灰分：5～15%，挥发分：10～40%，粘结性G值：50～100，胶质层厚度Y值：5～30mm。
优选的，除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例大于80%。
优选的，通过捣固方法将均匀混合的除尘灰与炼焦煤压制成煤饼后，在焦炉中进行炼焦生产。
进一步优选的，捣固后除尘灰和炼焦煤堆积密度为0.9-1.3t/m3。
所得焦炭反应性指标CRI随除尘灰配比增加而不断提高。焦炭应用在高炉生产中，代替焦丁和大块焦炭，提高高炉生产效率。
通过对高炉除尘灰进行XRD分析可知高炉除尘灰各物相存在形式，XRD分析结果见图1，由图1可以看出，高炉除尘灰中主要存在碳和铁、锌、镁、钙的氧化物，其中铁主要以Fe2O3和Fe3O4的形式存在，同时存在部分ZnFe2O4。
对不同除尘灰配比炼焦煤得到的焦炭进行XRD分析，XRD分析结果见图2，由图2可以看出，所得焦炭成分以碳元素为主，铁含量次之，随除尘灰配比增加，焦炭石墨化程度降低，因此使得反应性指标CRI不断提高。图2中从下往上添加除尘灰比例依次为0%、5%、10%、15%、20%。
对未加除尘灰得到的焦炭和添加除尘灰后得到的焦炭产品进行微观形貌检测，见图3和图4，图4中亮白色部分为铁颗粒。
所得焦炭中Fe元素含量大于0.1%，Zn元素的脱除率为50～100%。本发明的脱锌原理：
在焦炉中配入除尘灰,炼焦过程中，碳会与锌氧化物发生反应，反应式如下：
C(s)+ZnO(s)=CO(g)+Zn(s)
CO(g)+ZnO(s)=CO2(g)+Zn(s)
C(s)+CO2(g)=2CO(g)
根据热力学计算可以得出，ZnO被C还原的温度为952℃。图5为Zn-CO体系平衡气相组成图，由图5可以看出，当温度达到952℃时，ZnO开始与C发生直接还原反应。由于单质Zn的沸点仅为908℃，被还原的Zn会以气态的形式被脱除。因此，除尘灰中的ZnO在焦炉内基本会全部被还原成单质Zn，并以气态形式排出，最终焦炭中Zn含量很低。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
在不增加设备的情况下，将高炉除尘灰与炼焦煤按一定比例混合炼焦，脱除除尘灰大部分的Zn等有害元素，解决了除尘灰难以资源化的难题，生产成本低，且工艺简单，易于实现。
本发明得到的焦炭反应性能高，可以代替焦丁和大块焦炭，利用其高反应性可提高高炉生产效率，降低成本。
附图说明：
图1为高炉除尘灰XRD分析图；
图2为不同除尘灰配比焦炭XRD分析图；
图3为未添加除尘灰得到焦炭的微观形貌；
图4为添加除尘灰得到焦炭微观形貌；
图5 Zn-CO体系平衡气相组成。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明；
实施例1：
本实施例中，所用高炉除尘灰的化学成分为：C：20%，Fe：20%，SiO2:8%，CaO：8%，MgO：5%，Al2O3：7%，ZnO：7%，K2O：0.3%，Na2O：0.5%。所用炼焦煤的成分和性能指标为：固定碳：66%，灰分：9%，挥发分：25%，粘结性G值：80，胶质层厚度Y值：15mm。
将高炉除尘灰与炼焦煤按5:50的质量比均匀混合，捣固后煤饼堆积密度为1.1t/m3，在焦炉中进行炼焦生产。
所得焦炭的反应性指标CRI为23%，反应后强度指标CSR为65%。
所得焦炭可全部应用于高炉生产。
实施例2：
本实施例中，所用高炉除尘灰的化学成分为：C：20%，Fe：20%，SiO2:8%，CaO：8%，MgO：5%，Al2O3：7%，ZnO：7%，K2O：0.3%，Na2O：0.5%。所用炼焦煤的成分和性能指标为：固定碳：66%，灰分：9%，挥发分：25%，粘结性G值：80，胶质层厚度Y值：15mm。除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例为90%。
将高炉除尘灰与炼焦煤按5:95的质量比均匀混合，捣固后煤饼堆积密度为1.0t/m3，在焦炉中进行炼焦生产。
所得焦炭中Fe元素含量为1.5%，Zn元素的脱除率为70%。
所得焦炭的反应性指标CRI为32%，反应后强度指标CSR为55%。
所得焦炭应用于高炉生产，可代替焦丁50kg/t-Fe，代替大块焦炭50kg/t-Fe，同时高炉炉身还原效率提高。
实施例3：
本实施例中，所用高炉除尘灰的化学成分为：C：20%，Fe：20%，SiO2:8%，CaO：8%，MgO：5%，Al2O3：7%，ZnO：7%，K2O：0.3%，Na2O：0.5%。所用炼焦煤的成分和性能指标为：固定碳：66%，灰分：9%，挥发分：25%，粘结性G值：80，胶质层厚度Y值：15mm。除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例为86%。
将高炉除尘灰与炼焦煤按20:80的质量比均匀混合，捣固后煤饼堆积密度为0.9t/m3，在焦炉中进行炼焦生产。
所得焦炭中Fe元素含量为8%，Zn元素的脱除率为90%。
所得焦炭的反应性指标CRI为42%，反应后强度指标CSR为35%。
所得焦炭应用于高炉生产，可代替焦丁50kg/t-Fe，代替大块焦炭10kg/t-Fe，同时高炉炉身还原效率提高。
实施例4：
本实施例中，所用高炉除尘灰的化学成分为：C：20%，Fe：20%，SiO2:8%，CaO：8%，MgO：5%，Al2O3：7%，ZnO：7%，K2O：0.3%，Na2O：0.5%。所用炼焦煤的成分和性能指标为：固定碳：66%，灰分：9%，挥发分：25%，粘结性G值：80，胶质层厚度Y值：15mm。除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例为92%。
将高炉除尘灰与炼焦煤按50:50的质量比均匀混合，捣固后煤饼堆积密度为1.2t/m3，在焦炉中进行炼焦生产。
所得焦炭中Fe元素含量为15%，Zn元素的脱除率为95%。
所得焦炭的反应性指标CRI为50%，反应后强度指标CSR为20%。
所得焦炭应用于高炉生产，可代替焦丁30kg/t-Fe，同时高炉炉身还原效率提高。
实施例5：
本实施例中，所用高炉除尘灰的化学成分为：C：20%，Fe：20%，SiO2:8%，CaO：8%，MgO：5%，Al2O3：7%，ZnO：7%，K2O：0.3%，Na2O：0.5%。所用炼焦煤的成分和性能指标为：固定碳：65%，灰分：10%，挥发分：25%，粘结性G值：60，胶质层厚度Y值：10mm。除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例为82%。
将高炉除尘灰与炼焦煤按50:95的质量比均匀混合，捣固后煤饼堆积密度为1.3t/m3，在焦炉中进行炼焦生产。
所得焦炭中Fe元素含量为3%，Zn元素的脱除率为80%。
所得焦炭的反应性指标CRI为40%，反应后强度指标CSR为35%。
所得焦炭应用于高炉生产，可代替焦丁50kg/t-Fe，代替大块焦炭10kg/t-Fe，同时高炉炉身还原效率提高。

Claims (6)

1.一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于，将高炉除尘灰与炼焦煤均匀混合后，在焦炉中进行炼焦生产；除尘灰与炼焦煤的质量比为5～50:95～50。
2.根据权利要求1所述的一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于：所用除尘灰包含下述化学成分：C：10～50%，Fe：10～50%，SiO2:5～20%，CaO：5～20%，MgO：5～20%，Al2O3：5～20%，ZnO：5～20%，K2O＜10%，Na2O＜10%，以上为质量百分数。
3.根据权利要求1所述的一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于：所用炼焦煤含固定碳60～80%，其性能指标为：灰分：5～15%，挥发分：10～40%，粘结性G值：50～100，胶质层厚度Y值：5～30mm。
4.根据权利要求1所述的一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于：除尘灰粒度小于1mm，炼焦煤粒度中小于3mm的比例大于80%。
5.根据权利要求1所述的一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于：通过捣固方法将均匀混合的除尘灰与炼焦煤压制成煤饼后，在焦炉中进行炼焦生产。
6.根据权利要求5所述的一种高炉除尘灰的再生利用方法，其特征在于：捣固后除尘灰和炼焦煤堆积密度为0.9-1.3t/m3。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108690675A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 新疆八钢铁股份有限公司 高炉除尘灰作为燃料在热电锅炉的应用
CN108918367A (zh) * 2018-06-15 2018-11-30 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法
CN110283614A (zh) * 2018-03-19 2019-09-27 宝山钢铁股份有限公司 一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应焦炭的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10265788A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Nippon Steel Corp 製鉄ダストを含有する石炭ブリケットの製造方法
CN101451070A (zh) * 2008-12-31 2009-06-10 武汉钢铁(集团)公司 基于催化指数的炼焦配煤方法
CN103160302A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 一种含铁碳锌的冶金尘泥处理方法
CN103468287A (zh) * 2013-09-22 2013-12-25 重庆大学 一种高强度—高反应性含铁焦炭的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10265788A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Nippon Steel Corp 製鉄ダストを含有する石炭ブリケットの製造方法
CN101451070A (zh) * 2008-12-31 2009-06-10 武汉钢铁(集团)公司 基于催化指数的炼焦配煤方法
CN103160302A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 鞍钢股份有限公司 一种含铁碳锌的冶金尘泥处理方法
CN103468287A (zh) * 2013-09-22 2013-12-25 重庆大学 一种高强度—高反应性含铁焦炭的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张天启编著: "《烧结技能知识500问》", 31 August 2012, 冶金工业出版社 *
张朝辉，李林波、韦武强等编著: "《冶金资源综合利用》", 30 June 2011, 冶金工业出版社 *
郭鸿发主编: "《冶金工程设计 第1册 设计基础》", 30 June 2006, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108690675A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 新疆八钢铁股份有限公司 高炉除尘灰作为燃料在热电锅炉的应用
CN110283614A (zh) * 2018-03-19 2019-09-27 宝山钢铁股份有限公司 一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应焦炭的方法
CN108918367A (zh) * 2018-06-15 2018-11-30 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法

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