CN106319209B

CN106319209B - 一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺

Info

Publication number: CN106319209B
Application number: CN201610854980.0A
Authority: CN
Inventors: 郭锐; 赵杰; 李韩璞; 刘许; 李淮东
Original assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: CN106319209A

Abstract

本发明公开了一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺，包括以下步骤：1）配料－压团；2）转底炉直接还原；3）DRI团块磨矿磁选。本发明还公开了上述工艺制备得到的铁粉。本发明还公开了该铁粉的应用。本发明专利方法设计合理，操作简单，可以有效的提取铅锌渣中的金属铁，避免工业废渣废弃造成的资源浪费问题和环境问题，有利于环境保护，具有较好的经济效益、社会效益、环境效益。

Description

一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺。

背景技术

我国是世界第一大钢产量国，2015年钢产量超过8亿吨，年需要废钢8200多万吨，还原铁需求量为500万吨。我国年进口还原铁300万吨，而还原铁(海绵铁)年产量仅为60万吨。同时世界钢铁工业的快速发展以及国际社会对环境保护的日益重视，加之铁矿石、废钢、焦炭等资源紧缺以及天然气等价格大幅上涨等综合影响，使各钢铁企业的生产成本越来越高，未来如何加大固体废物资源综合利用仍是国家改革发展的重点。通过从数量巨大的各种废物中回收利用金属资源，变废为宝，达到减量化、无害化和资源化，是环境、经济、社会可持续发展的必然选择。

随着有色金属行业大力发展，冶炼废渣堆存问题越来越严重，目前资源短缺和环境承载能力脆弱，已经是制约我国经济发展的两大瓶颈。2015年，全国有色冶炼渣排放1.1亿吨，其中锌浸出渣量约为500万t。该类渣的主要组成元素是Fe、Zn、Pb，此外部分渣中还含有大量的稀贵金属铟等，如果不加以处理，会占用大量的土地用于堆存，造成资源的巨大浪费，同时渣中的重金属离子会随着雨水渗入土壤和地下水，造成严重的环境污染。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺。采用该工艺能够有效提取铅锌渣中的金属铁。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供了上述工艺制备得到的铁粉。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供了上述铁粉的应用。

技术方案：本发明的技术方案如下：一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺，包括以下步骤：

1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在30～200℃下干燥获得干燥的团块；

2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度和反应时间，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成金属铁，金属化率达到85％以上；

3)DRI团块磨矿磁选：将步骤2)转底炉直接还原反应得到的DRI团块经水淬冷却后进入磨矿磁选车间，得到还原铁粉，铁粉中金属铁含量达到80％以上。

其中，上述步骤1)中的铅锌渣为铅锌冶炼系统产生的含铁量较高的沉铁渣、铅银渣、铁矾渣和铅锌渣中的一种或几种的混合物。所述铅锌渣中的TFe含量为20～40％。

其中，上述步骤1)中的还原剂为普通煤粉，煤粉中固定碳含量为60～80％，所述煤粉的加入重量为铅锌渣重量的15％～35％。

其中，上述步骤1)中添加剂为膨润土和液体粘结剂。该液体粘结剂中的含水量为90％～98％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆、沥青等中的一种或几种的混合物。

其中，上述膨润土的加入重量为铅锌渣重量的1％～4％，所述液体粘结剂的加入量为铅锌渣重量的2％～5％。

其中，上述步骤1)中干燥的团块含水量为1％～5％。

其中，上述步骤2)中转底炉还原反应温度为1200～1350℃。

其中，上述步骤2)的反应时间为20～40min。

本发明内容还包括上述的转底炉处理铅锌渣提铁工艺制备得到的铁粉。

本发明内容还包括所述的铁粉在炼钢方面的应用，可作为炼钢用原(辅)料使用。

有益效果：与现有技术相比，具有如下显著效果：

本发明采用转底炉直接还原的方法，实现铅锌渣中金属铁的同步富集和回收，全过程金属铁的回收率≥80％；转底炉的操作简单，热利用率高，同时整个工艺流程短、物料适应性强、金属铁回收率高，实现了资源的综合利用。本发明还公开了该铁粉的应用。本发明方法设计合理，操作简单，可以有效的提取铅锌渣中的金属铁，避免工业废渣废弃造成的资源浪费问题和环境问题，有利于环境保护，具有较好的经济效益、社会效益、环境效益。

附图说明

图1本发明工艺流程图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图对本发明作详细描述。

实施例1转底炉处理铅锌渣提铁工艺

项目年处理铅锌渣20万吨(干基)，含水率为10％。铅锌渣的主要成分如表1：

表1铅锌渣化学多元素分析

TFe	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn	Cl
												22.01	32.17	4.675	1.695	3.615	0.908	13.07	0.091	0.013	2.78	3.1	0.02

采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土0.5万吨，液体粘结剂0.7万吨，消耗煤粉5万吨。

1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在200℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为60％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的25％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的2.5％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的3.5％；该干燥的团块的含水量为1％；该液体粘结剂中的含水量为94％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、沥青的混合物。

2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1200℃和反应时间为40min，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成金属铁，金属化率达到85％以上；DRI团块的成分分析如表2所示。

3)DRI团块磨矿磁选：将步骤2)转底炉直接还原反应得到的DRI团块经水淬冷却后进入磨矿磁选车间，得到还原铁粉，还原铁粉成分如表3所示；还原铁粉的产量为5万吨/年，铁品位～82.75％，铁回收率达到86.52％。

表2 DRI成分表

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn	Cl
											40.97	11.93	4.53	6.78	2.23	6.18	0.17	0.004	0.10	0.11	0.02

表3还原铁粉成分分析

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn
										82.75	0.16	1.08	1.79	0.47	1.64	0.17	0.00058	0.01	0.01

实施例2转底炉处理铅锌渣提铁工艺

项目年处理铅锌渣20万吨(干基)，含水率为10％。铅锌渣的主要成分如表4：

表4铅锌渣化学多元素分析

采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土0.2万吨，液体粘结剂0.4万吨，消耗煤粉3万吨。

1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在30℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为80％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的15％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的1％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的2％；该干燥的团块的含水量为5％；该液体粘结剂中的含水量为90％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆的混合物。

2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1350℃和反应时间为20min，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成金属铁，金属化率达到85％以上；DRI团块的成分分析如表5所示。

3)DRI团块磨矿磁选：将步骤2)转底炉直接还原反应得到的DRI团块经水淬冷却后进入磨矿磁选车间，得到还原铁粉，还原铁粉成分如表6所示；还原铁粉的产量为4.5万吨/年，铁品位～81.36％，铁回收率达到85.44％。

表5 DRI成分表

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn	Cl
											39.58	12.79	5.43	7.19	2.76	6.78	0.21	0.005	0.14	0.12	0.025

表6还原铁粉成分分析

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn
										81.36	0.23	1.68	2.35	0.87	1.84	0.22	0.00049	0.015	0.016

实施例3转底炉处理铅锌渣提铁工艺

项目年处理铅锌渣20万吨(干基)，含水率为10％。铅锌渣的主要成分如表7：

表7铅锌渣化学多元素分析

采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土0.8万吨，液体粘结剂1万吨，消耗煤粉7万吨。

1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在115℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为70％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的35％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的4％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的5％；该干燥的团块的含水量为3％；该液体粘结剂中的含水量为98％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆、沥青的混合物。

2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1275℃和反应时间为30min，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成金属铁，金属化率达到85％以上；DRI团块的成分分析如表8所示。

3)DRI团块磨矿磁选：将步骤2)转底炉直接还原反应得到的DRI团块经水淬冷却后进入磨矿磁选车间，得到还原铁粉，还原铁粉成分如表9所示；还原铁粉的产量为4.8万吨/年，铁品位～82.16％，铁回收率达到85.93％。

表8 DRI成分表

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn	cl
											40.24	12.38	4.73	6.80	2.25	6.19	0.175	0.005	0.11	0.11	0.03

表9还原铁粉成分分析

TFe	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	S	P	Ag	Pb	Zn
										82.36	0.18	1.30	1.88	0.51	1.69	0.19	0.0006	0.02	0.018

对比例：

回转窑挥发法是我国处理铅锌渣所用的典型工艺流程。该工艺是在浸锌渣中配入焦炭或煤粉后，在回转窑中焙烧，浸出渣中容易挥发的金属元素，Zn、Pb随烟气净化进入氧化锌粉中，Ag、Fe等金属元素进入窑渣。

该处理工艺流程相比于转底炉法处理铅锌渣，具有以下缺点：设备维修量大且要求持续耐高温，设备庞大，投资增加，工作环境相对较差，耗能高，需要配入大量燃煤和焦炭，煤粉的加入量为铅锌渣重量的35％～55％，且进入烟气中的Fe含量较大，占烟气总重量的5％～8％(转底炉法烟气中铁含量占烟气总重量的0.5％～1.5％)，铁回收率为小于60％，明显低于转底炉法的铁回收率。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种转底炉处理铅锌渣提铁工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在30～200℃下干燥获得干燥的团块；

2）转底炉直接还原：将步骤1）得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度和反应时间，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成金属铁，金属化率达到85%以上；

3）DRI团块磨矿磁选：将步骤2）转底炉直接还原反应得到的DRI团块经水淬冷却后进入磨矿磁选车间，得到还原铁粉，铁粉中金属铁含量达到80%以上；

所述步骤1）中的铅锌渣为铅锌冶炼系统产生的含铁量较高的沉铁渣、铅银渣、铁矾渣和铅锌渣中的一种或几种的混合物，还原剂为煤粉，煤粉中固定碳含量为60～80%，所述煤粉的加入重量为铅锌渣重量的15%～35%，所述步骤1）中添加剂为膨润土和液体粘结剂，所述膨润土的加入重量为铅锌渣重量的1%～4%，所述液体粘结剂的加入量为铅锌渣重量的2％～5%，所述步骤1）中干燥的团块含水量为1％～5%，所述步骤2）中转底炉还原反应温度为1200～1350℃，所述步骤2）的反应时间为20～40min。