CN108517413A - 一种高炉布袋除尘灰的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉布袋除尘灰的处理方法，根据高炉布袋除尘灰的成分和特性，采用水洗‑浮选提碳‑提钾提钠‑直接还原四级处理工艺，实现高炉布袋除尘灰的资源化利用。本发明首先对高炉布袋除尘灰进行水洗，在水洗过程中采用浮选工艺回收碳得到碳精矿，剩余溶液经沉淀过滤压缩得到滤饼和滤液，滤饼通过直接还原生产氧化锌粉和直接还原铁，滤液通过蒸发、浓缩、结晶生产氯化钾和氯化钠，最终使高炉布袋除尘灰中K、Na、Cl等有害元素变废为宝，同时使Fe、C等有价元素得到充分的资源化利用，具有非常显著的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于资源综合利用领域，涉及一种高炉布袋除尘灰的处理方法。
背景技术
高炉炼铁过程中由炉顶排出的荒煤气携带着大量原燃料的粉尘以及高温区激烈反应而产生的微粒，经过重力除尘器除去较粗的颗粒后，还需经过进一步除尘净化方能得到有效利用。净化回收方式主要有湿法除尘与干法除尘两类。湿法除尘是将重力除尘后的高炉煤气引入洗涤塔和文氏管中以水喷淋，吸附煤气中的细粒以净化煤气，排出的粉尘与水混合物即为瓦斯泥。干法除尘则是通过除尘布袋过滤产生净煤气，被滤出的粉尘就是高炉布袋除尘灰。
高炉布袋除尘灰粒度较细，且含有大量的K、Na、Zn、Cl等有害元素，若返回炼铁流程利用，会对生产造成很大的负面影响，如管道腐蚀、焦炭劣化、高炉炉身结瘤以及耐材侵蚀等，国内很多钢铁企业均为直接排放堆弃高炉布袋除尘灰，该种处理方法存在诸多弊端，如占地面积大，甚至占用耕地；微细尘粒飘散在大气中，污染大气环境；有害元素随雨水渗入地下、致使江河受污染；造成Fe、C等有价元素的浪费。近年来，随着我国矿产资源的日益减少和国家对环保工作的高度重视，对高炉布袋除尘灰进行综合处理和资源回收已迫在眉睫。
专利CN 105381866 B公开了一种从高炉布袋除尘灰中提取铁、碳的选矿方法，主要根据布袋除尘灰中各物相密度的差异，采用螺旋溜槽、摇床等工艺将除尘灰中的铁、碳分离，但未对K、Na、Zn等元素进行回收；专利CN 103894282 A公开了一种分选高炉除尘灰的工艺方法，该方法也是根据布袋除尘灰中各物相密度的差异，采用离心重选法技术，得到含锌碳膏泥、精矿粉、精碳粉、尾矿产品，该工艺无法有效回收K、Na元素，碳精粉的品位不高，应用面窄，且最终产生了尾矿等新的固废；专利CN 101654717 B公开了一种高炉除尘灰的综合处理方法，该方法将高炉除尘灰加水调浆后，通过磁选、浮选等工艺，选出铁精粉、炭精粉，该工艺无法有效回收K、Na、Zn等元素，且压滤得到的污泥属于新的固废。因此，亟需开发一种高效全面的布袋除尘灰综合处理方法，实现布袋除尘灰全部有价元素的资源回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉布袋除尘灰的处理方法，根据高炉布袋除尘灰的成分和特性，采用水洗-浮选提碳-提钾提钠-直接还原四级处理工艺，实现高炉布袋除尘灰全部有价元素的资源化利用，且不产生新的固废。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高炉布袋除尘灰的处理方法，工艺步骤如下：
(1)水洗：将高炉布袋除尘灰倒入反应池中进行水洗，水/灰比＞20；
(2)浮选：采用浮选工艺将除尘灰中的碳分离出来，得到碳精矿；剩余的溶液经过沉淀、过滤、压缩，得到含Fe、C、Zn的滤饼和含K、Na、Cl的滤液；
(3)提钾提钠：步骤(2)得到的滤液通过蒸发、浓缩、结晶工艺，生产氯化钾和氯化钠。
(4)直接还原：步骤(2)得到的滤饼经造球-烘干-预热-直接还原工艺，直接还原铁，烟气经布袋除尘得到氧化锌粉。
进一步，所述的高炉布袋除尘灰的处理方法中高炉布袋除尘灰的TFe含量＞25％，C含量＞25％，K2O+Na2O含量＞2％。
进一步，所述的高炉布袋除尘灰的处理方法中浮选出的碳精矿中碳含量＞70％，碳的回收率为60％～80％。
进一步，所述的高炉布袋除尘灰的处理方法中造球工艺采用圆盘造球机或对辊压球机；烘干、预热工艺采用链篦机，烘干、预热温度为200℃～800℃；直接还原工艺采用回转窑或转底炉，还原温度为1000℃～1300℃。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
本发明根据高炉布袋除尘灰的成分和特性，采用水洗-浮选提碳-提钾提钠-直接还原四级处理工艺，在水洗过程中采用浮选工艺回收碳得到碳精矿，剩余溶液经沉淀过滤压缩得到滤饼和滤液，滤液通过蒸发、浓缩、结晶生产氯化钾和氯化钠，使高炉布袋除尘灰中K、Na、Cl等有害元素变废为宝，制备高附加值产品，消除其对钢铁生产流程的危害；滤饼通过直接还原生产氧化锌粉和直接还原铁，使Fe、C、Zn等有价元素得到充分的资源化利用，且不产生新的固废，废水可循环利用，经济效益和环境效益显著。
附图说明
图1为本发明中高炉布袋除尘灰综合处理工艺的流程图。
具体实施方式
本发明的工艺流程如图1所示。下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例中所使用的高炉布袋除尘灰的化学成分如表1所示。
表1高炉布袋除尘灰的化学成分(wt％)
| 成分 | TFe | C | CaO | SiO2 | MgO | Al2O3 | K2O | Na2O | Zn | Cl |
| 含量 | 33.53 | 33.20 | 2.57 | 4.95 | 0.83 | 4.45 | 1.52 | 1.68 | 2.57 | 4.53 |
(1)对表1所示的高炉布袋除尘灰进行水洗，水/灰比＞20，充分搅拌后，采用浮选工艺将除尘灰中的碳分离出来，得到碳精矿，碳回收率控制为60％，碳精矿中碳含量＞90％，用于烧结配料；
(2)步骤(1)中剩余的溶液经过沉淀、过滤、压缩等工序，得到含Fe、C、Zn的滤饼和含K、Na、Cl的滤液，其中滤饼的Fe含量为49.78％，C含量为19.71％，Zn含量为3.63％；
(3)步骤(2)得到的滤饼通过圆盘造球机造球、链篦机烘干、200℃～800℃预热、回转窑直接还原工艺1000℃～1300℃生产直接还原铁，烟气经布袋除尘得到氧化锌粉；其中直接还原全铁含量为75％，氧化锌粉锌含量为60％；
(4)步骤(2)得到的滤液通过蒸发、浓缩、结晶等工艺生产氯化钾和氯化钠，氯化钾回收率大于95％，氯化钠回收率大于90％。
实施例2
本实施例中所使用的高炉布袋除尘灰的化学成分如表2所示。
表2高炉布袋除尘灰的化学成分(wt％)
| 成分 | TFe | C | CaO | SiO2 | MgO | Al2O3 | K2O | Na2O | Zn | Cl |
| 含量 | 36.25 | 31.42 | 2.33 | 5.14 | 0.77 | 4.40 | 1.47 | 1.73 | 3.01 | 2.72 |
(1)对表2所示的高炉布袋除尘灰进行水洗，水/灰比＞20，充分搅拌后，采用浮选工艺将除尘灰中的碳分离出来，得到碳精矿，碳回收率控制为80％，碳精矿中碳含量＞75％，用于烧结配料；
(2)步骤(1)中剩余的溶液经过沉淀、过滤、压缩等工序，得到含Fe、C、Zn的滤饼和含K、Na、Cl的滤液，其中滤饼的Fe含量为56.13％，C含量为10.45％，Zn含量为4.41％；
(3)步骤(2)得到的滤饼通过对辊压球机压块、链篦机烘干、200℃～800℃预热、转底炉直接还原工艺1000℃～1300℃生产直接还原铁，烟气经布袋除尘得到氧化锌粉，直接还原全铁含量为83％，氧化锌粉锌含量为65.5％；
(4)步骤(2)得到的滤液通过蒸发、浓缩、结晶等工艺生产氯化钾和氯化钠，氯化钾回收率大于95％，氯化钠回收率大于90％。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (4)
1.一种高炉布袋除尘灰的处理方法，其特征在于：工艺步骤如下：
(1)水洗：将高炉布袋除尘灰倒入反应池中进行水洗，水/灰比＞20；
(2)浮选：采用浮选工艺将除尘灰中的碳分离出来，得到碳精矿；剩余的溶液经过沉淀、过滤、压缩，得到含Fe、C、Zn的滤饼和含K、Na、Cl的滤液；
(3)提钾提钠：步骤(2)得到的滤液通过蒸发、浓缩、结晶工艺，生产氯化钾和氯化钠。
(4)直接还原：步骤(2)得到的滤饼经造球-烘干-预热-直接还原工艺，直接还原铁，烟气经布袋除尘得到氧化锌粉。
2.根据权利要求1所述的高炉布袋除尘灰的处理方法，其特征在于：所述的高炉布袋除尘灰的TFe含量＞25％，C含量＞25％，K2O+Na2O含量＞2％。
3.根据权利要求1所述的高炉布袋除尘灰的处理方法，其特征在于：所述的浮选出的碳精矿中碳含量＞70％，碳的回收率为60％～80％。
4.根据权利要求1所述的高炉布袋除尘灰的处理方法，其特征在于：所述的造球工艺采用圆盘造球机或对辊压球机；烘干、预热工艺采用链篦机，烘干、预热温度为200℃～800℃；直接还原工艺采用回转窑或转底炉，还原温度为1000℃～1300℃。
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