CN108411105B - 一种多系统协同处置含铁尘泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多系统协同处置含铁尘泥的方法，首先根据不同含铁尘泥的特性和含有的有害杂质不同，进行分类，再相应采取不同的系统进行处置；其中含锌高的尘泥通过转底炉系统进行脱锌处理；铁、碳含量高的尘泥通过造球盘冷成型生成冷制粒铁碳球团供高炉使用，含卤素高的尘泥直接压制成型，生成化渣剂供炼钢使用，通过不同的处置方式，以将有害元素对主工艺的影响降至最低，各系统之间可耦合形成一个协同综合处置工艺，彻底实现尘泥100％不出厂处理。

Description

一种多系统协同处置含铁尘泥的方法

技术领域

本发明属于冶金固废资源利用领域，具体涉及一种多系统协同处置含铁尘泥的方法。

背景技术

钢铁厂含铁尘泥来自其自身各工艺单元，工艺的不同导致各种含铁尘泥的成分及物料特性差异很大，简单的采用一种方式回收利用，很难将各种尘泥中的有价元素全部回收，同时也很难抑制不同尘泥中有害元素对主工艺的影响。例如烧结机头灰中氯离子含量高，若直接返回烧结利用，会大幅度增加烧结烟气中二恶英的生成，提高末端烟气治理成本，目前大部分采用堆存和外运处理，成为含铁尘泥处理的难题；高炉二次灰及炼钢OG泥由于含锌较高，也不能直接返回系统回用，需进行脱锌处理，目前也是含铁尘泥处置中的难题；高炉重力灰中的碳素是有价元素，常规的回用方法为返回料场混匀后烧结、后再进入高炉，这种处理方式增加了尘泥的处理成本同时一次灰中的部分有害元素会影响烧结烟气二恶英的排放。

目前国内绝大多数钢铁厂针对含铁尘泥，并未根据其特点采用针对性的工艺系统进行处理。

钢铁厂内的含铁尘泥应设置综合处理设施，根据尘泥中有害元素的不同，采用不同的处置工艺，才有可能做到全部含铁尘泥100％不出厂处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多系统协同处置含铁尘泥的方法，以达到尘泥100％不出厂处理的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多系统协同处置含铁尘泥的方法，主要包括以下步骤：

(1)根据尘泥特性及有害元素的不同，将尘泥分为高锌尘泥、高卤素尘泥及高铁碳尘泥；(2)高锌尘泥经过成球工序后送入转底炉系统中脱锌以及制成金属化球团，脱锌所需要的配碳由高炉瓦斯泥/灰提供；

(3)高铁碳尘泥通过成球工序并制成冷制粒铁碳球团；

(4)向高卤素尘泥中添加少量转炉OG泥或是筛分出的转底炉金属化球团粉并冷固成型。

进一步，步骤(2)中成型工序的系统与步骤(3)中冷制粒铁碳球团的系统集中布置，或是步骤(2)的成球工序与步骤(3)的成球工序共用同一组设备。

进一步，转底炉系统中筛分出的金属化球团粉与高卤素尘泥共用同一组成型设备。

进一步，转底炉系统处理含铁尘泥总量中的30％。

进一步，转底炉年休时，高锌尘泥经过成球工序冷成型后堆存。

进一步，经过步骤(2)脱除的次氧化锌粉作为锌冶炼原料直接外售，而金属化球团则进入高炉。

进一步，经过步骤(3)制成的冷制粒铁碳球团直接用于高炉以回收其铁、碳元素，冷制粒铁碳球团的添加比例为高炉原料的1.5％～2.5％。

进一步，步骤(4)中冷固成型的物料直接进入转炉作为炼钢化渣剂。

本发明的有益效果在于：

1)根据不同含铁尘泥中杂质的特性和含量高低采用不同的处置措施，分别实现尘泥脱锌、卤素的转移及铁碳元素的充分回收，从而将钢铁厂全厂含铁尘泥中难处置部分全部对应处理，使得所有尘泥均可返回主生产且其对主生产的影响降至最低，达到尘泥100％不出厂处理。

2)在系统布置上，处理几种尘泥的系统可柔性连接、耦合布置，其中对高锌尘泥造球的设备可与对高铁碳尘泥造球的设备可集中布置或共用同一组，转底炉系统中筛分出的金属化球团粉与高卤素尘泥共用同一组成型设备，从而达到节约场地，节省设备投资的目的。

3)根据钢铁厂内尘泥的不同特性，有选择的处理约占含铁尘泥总量的30％，即可达到炼铁系统的锌平衡，使转底炉的脱锌率稳定在85％以上。

4)炼铁和炼钢工艺同时避免了对其影响最大的有害元素直接返回，这些有害元素或从系统中直接脱除，或则进入受其影响较小的工艺环节，如锌元素对高炉影响最大，则通过转底炉将其脱除；卤素对烧结及高炉影响最大，则通过冷成型将其返回炼钢工艺。

5)尘泥处理后的产品或附加值高或对主工艺的影响降至最低，如转底炉得到的成品为优质高炉原料、脱除的次氧化锌粉为优质的锌冶炼原料；烧结机头3、4电场除尘灰直接冷成型后加入炼钢作为前期造渣剂，对炼钢工艺影响很低，同时比将其直接返回烧结生成的二噁英总量减少至50％以上。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的系统图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明中的多系统协同处置含铁尘泥的方法，包括步骤(1)，根据尘泥特性及有害元素的不同，将尘泥分为高锌尘泥、高卤素尘泥及高铁碳尘泥；其中，高锌尘泥主要包括高炉瓦斯泥/灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰以及转炉精炼除尘灰等，高铁碳尘泥主要为高炉重力除尘灰，高卤素尘泥主要为烧结机头3、4电场除尘灰；各类尘泥采用不同的系统进行处理，分别实现尘泥脱锌、卤素的转移及铁碳元素的充分回收，以将有害元素对主工艺的影响降至最低，达到尘泥100％不出厂处理。

步骤(2)，高锌尘泥经过成球工序后送入转底炉系统中脱锌以及制成金属化球团，这里的成球工序是指将高锌尘泥(高炉瓦斯泥/灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰以及转炉精炼除尘灰等)与粘结剂、水等按配比混合后造球，再经筛分、烘干后，送入转底炉系统中还原，脱锌所需要的配碳由高炉瓦斯泥/灰提供；此步骤通过内含碳的方式将尘泥中的锌从系统中脱除，脱除的次氧化锌粉可作为锌冶炼的原料直接外售，附加值高，而金属化球团则作为高炉原料进入高炉。

步骤(3)，高铁碳尘泥通过成球工序并制成冷制粒铁碳球团；高炉重力除尘灰的铁、碳含量较高且含有一定量的卤素，直接通过成球工艺，即向高炉重力除尘灰中配加少量水泥(作为粘结剂)及水混合、造球，经过养护冷固成型，制成的冷制粒铁碳球团具有高强度、低还原粉化率的特性，可直接用于高炉回收其铁、碳元素。此处水泥向高炉重力除尘灰内的添加比例约为高炉重力除尘灰原料的10％左右，可达到较好的混合效果。

步骤(3)中的冷制粒铁碳球团的添加比例为高炉原料的2％左右，此时，高炉重力除尘灰无需再经过烧结工序，降低了烧结烟气中二恶英生成的同时还可通过高炉直接回收其铁素、碳素，回收率可达100％。

步骤(4)，向高卤素尘泥中添加少量转炉OG泥或是筛分出的转底炉金属化球团粉并冷固成型，后直接进入转炉作为炼钢化渣剂。对于卤素含量高的烧结机头3、4电场除尘灰，若简单的直接返回烧结将会极大增加烧结烟气中二恶英的生成，针对其特点，故将其和少量转炉OG泥或转底炉金属化球团粉、同时配加约4％的石灰和糖蜜混合粉，采用冷固成型的方式，直接返炼钢作为化渣剂，有效的避开了其影响最大的烧结工艺，可降低烧结烟气中约50％的二噁英生成量，同时在炼钢系统中回收了其中有价的钙基、铁基，回收率可达100％。

上述步骤首先根据不同含铁尘泥的特性有害杂质的不同进行分类，再相应采取不同的系统进行处置，将钢铁厂全厂含铁尘泥中难处置部分全部对应处理，使得所有尘泥均可返回主生产且将其对主生产的影响降至最低。

在系统布置上，处理几种尘泥的系统可柔性连接、耦合布置。其中步骤(2)中的混合、造球设备与步骤(3)中的混合、造球设备可集中布置，或是交错时间共用同一组设备，以达到节约场地，节省设备投资的目的。同样的，转底炉系统中筛分出的金属化球团粉与高卤素尘泥共用同一组成型设备，即将转底炉系统中筛分出的金属化球团粉直接输送至高卤素尘泥成型设备中，与烧结机头3、4电场除尘灰一起进行混合、压球等工序，同样是为节约场地，节省设备投资。

作为上述方案的进一步改进，转底炉系统处理含铁尘泥总量中的30％，此时即可达到炼铁系统的锌平衡，使转底炉的脱锌率稳定在85％以上。

转底炉每年都有年休，转底炉年休时，高锌尘泥就先经过成球工序冷成型后进行堆存，待转底炉检修完毕后即可直接进入转底炉系统中生产。

以某厂的实施过程为例：

高锌尘泥(高炉二次灰、转炉OG泥等)按比例配料，控制C/O＝1～1.2，含水量≤10％，混合料配加粘结剂后通过强力混合机混匀，采用Φ7m的造球盘将混合料滚动成型并烘干，后进入转底炉生成金属化球团(DRI)供高炉使用，DRI筛下粉(筛分出的转底炉金属化球团粉)送入高卤素尘泥成型设备中，通过高压对辊压球机压制后供炼钢使用，脱除的锌生成氧化锌粉可直接外售，产生的蒸汽并网供厂区使用。

高炉重力除尘灰通过高压辊磨机进行磨细至-200目以下后与水泥混合，后进入Φ7m造球盘，该造球盘与高锌尘泥造球盘设置在同一厂房内，成型后的球团转运至养护库房进行养护，养护20天后，运至高炉杂矿料场，再堆存10天，强度达到2000N/个，形成高强度的铁碳球团后直接供高炉使用。

烧结机头3、4电场除尘灰与转底炉DRI筛下粉配加粘结剂后通过高压压球机直接压制成型后，供转炉作为化渣剂使用。

其余含铁尘泥则通过简单的混匀、调质后，即可直接返回烧结。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于主要包括以下步骤：

（1）根据尘泥特性及有害元素的不同，将尘泥分为高锌尘泥、高卤素尘泥及高铁碳尘泥；高锌尘泥主要包括高炉瓦斯泥/灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰以及转炉精炼除尘灰；高铁碳尘泥主要为高炉重力除尘灰，高卤素尘泥主要为烧结机头3、4电场除尘灰；

（2）高锌尘泥经过成球工序后送入转底炉系统中脱锌以及制成金属化球团，脱锌所需要的配碳由高炉瓦斯泥/灰提供；成球工序依次包括按配比混合、造球、筛分以及烘干；

（3）高铁碳尘泥直接通过成球工序制成冷制粒铁碳球团；

（4）向高卤素尘泥中添加少量转炉OG泥或是筛分出的转底炉金属化球团粉并冷固成型，后直接进入转炉作为炼钢化渣剂。

2.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：步骤（2）中成型工序的系统与步骤（3）中冷制粒铁碳球团的系统集中布置，或是步骤（2）的成球工序与步骤（3）的成球工序共用同一组设备。

3.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：转底炉系统中筛分出的金属化球团粉与高卤素尘泥共用同一组成型设备。

4.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：转底炉系统处理含铁尘泥总量中的30%。

5.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：转底炉年休时，高锌尘泥经过成球工序冷成型后堆存。

6.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：经过步骤（2）脱除的次氧化锌粉作为锌冶炼原料直接外售，而金属化球团则进入高炉。

7.根据权利要求1所述的多系统协同处置含铁尘泥的方法，其特征在于：经过步骤（3）制成的冷制粒铁碳球团直接用于高炉以回收其铁、碳元素，冷制粒铁碳球团的添加比例为高炉原料的1.5%～2.5%。