CN110283614A - 一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应焦炭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，包括：对高炉除尘灰进行筛分，筛分出粒度小于0.28mm的除尘灰；在干燥箱中对筛分后的除尘灰进行干燥降水处理；将干燥后的除尘灰与基础配合煤进行机械混合和破碎；而后进行水分调节，保证混合物的水分为4‑6％；将混合物加入焦炉中高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，由此获得高反性焦炭。本发明解决了高炉除尘灰只能用于返烧结和返球团或者用于浮选制备碳粉和铁精粉的问题，为高反应焦炭的制备找到了一种新方法，充分利用了除尘灰中具有高含量的碳和铁，有效利用高炉产生废物除尘灰，减轻对环境造成的压力。

Description

一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应焦炭的方法
技术领域
本发明涉及煤高温热解成焦以及冶金粉尘综合利用及环境保护的领域，更具体地涉及指一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应焦炭的方法。
背景技术
高炉除尘灰是指出铁和炉顶放料时经除尘器收集的粉尘，其主要成分是铁和碳，另外含有少量硅、钙等其他元素的氧化物，是一种质量轻、颗粒微小且含有多种有毒有害的物质，是钢铁企业主要固体排放物之一。中国高炉除尘灰产量为15-50kg/t(铁)，数量巨大。由于高炉除尘灰存在粒度细、密度小等特点，作为废料排放将造成严重的环境污染，而且浪费了大量的铁、碳资源。因此，随着工业的发展，环境保护要求的提高，钢铁厂尘泥的合理利用问题是钢铁企业迫切需要解决的课题之一，也是环境保护的重要内容之一。随着高炉炼铁环保水平的提高，高炉除尘灰的数量不断增加，由于其含铁量较高，因此大多将其混入烧结或球团的配料中，但是除尘灰由于化学成分上与精矿或粉矿存在一定的差异，并且其中SiO2和CaO的质量分数较低，同化性能、液相流动性能、黏结相强度等性能指标都不如铁精矿，致使烧结矿和球团矿在焙烧中产生的液相量不足，成品矿强度差，起不到提高烧结和球团质量的目的。极细的冶金粉尘在回到烧结，球团进行重新造块后，约有60％-70％的粉尘在整个冶金生产系统中循环，没有得到充分利用。因此采用“回到烧结、球团进行造块”的进行再利用的方法也不尽合理。有很多科研工作者对除尘灰的加工再利用进行了研究，专利CN1699606A、CN101654717A提出将高炉除尘灰加水造浆，利用浮选的方法分离出除尘灰中的焦炭粉和高品位的铁粉，但这两种方法浮选药剂使用量大，成本高，流程工艺复杂。专利CN103933986A提出了利用高炉除尘灰制备用于合成氨的熔铁催化剂。专利CN104310553A提出了利用高炉除尘灰通过水浸泡除盐，硫酸酸化制备絮凝剂作为水处理剂，但是专利操作繁琐，同时会产生硫酸二次污染等等。
研究表明，铁元素对焦炭气化反应有正催化作用，可作为炼制高反应焦炭的原料，依据Rist操作线原理，高反应性焦炭可以降低高炉热储备区温度，提高炉身还原效率，提高煤气利用率，降低焦比，降低高炉生产成本。如何制备高反应焦炭成为当前炼铁同仁研究的热点。根据高炉除尘灰的特点以及当前高反应焦炭研究热点需求，提出一种利用除尘灰与煤共焦化生产高反应性焦炭的方法。
利用高炉除尘灰和煤进行共焦化处理生产焦炭，解决了高炉除尘灰只能用于返烧结和返球团或者用于浮选制备碳粉和铁精粉的缺点，有效的利用了高炉除尘灰中铁和碳含量高的特点，为高炉除尘灰的高价值利用和高反应焦炭的制备找到了一种新的方法，为高炉除尘灰的利用提供了一种新的思路。并且可以节约部分炼焦煤资源，降低了炼焦过程的生产成本，同时也达到了废物的二次利用目的。将炼制的高反应焦炭应用于高炉生产，可以提高炉身还原效率，提高煤气利用率，减少炼焦过程和炼铁过程CO2排放，从而降低高炉消耗焦炭比例，达到降低高炉炼铁生产成本的目的，具有很好的环境效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的是针对高炉除尘灰只能用于返烧结和返球团或者用于浮选制备碳粉和铁精粉的缺点，高炉除尘灰中铁和碳含量高的特点，高反应焦炭能够提高炉身效率，提高煤气利用率的优点，提出了一种利用除尘灰作为炼焦煤资源添加剂与煤进行共焦化制备良好高反应性焦炭的方法，为高反应焦炭的制备找到了一种新的有效的利用了高炉产生废物除尘灰，减少炼焦过程和炼铁过程CO2排放，并且可以部分节约炼焦煤资源，有效的降低了炼焦过程和高炉生产过程的成本的方法，具有很好的环境效益和经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，包括以下步骤：
1)利用60目筛对高炉除尘灰进行筛分，筛分出粒度小于0.28mm的除尘灰作为物料，所述除尘灰的主要物质为C、TFe、SiO2；
2)在干燥箱中对筛分后的除尘灰进行干燥降水处理，使干燥后的除尘灰的水分含量小于2％；
3)将干燥后的除尘灰与粒度小于6mm的基础配合煤进行机械混合，混合后加入破碎机中进行机械破碎，破碎后的粒度小于1mm，所述基础配合煤包含Ad和VMd；
4)在混合破碎后的混合物料中配入适量水分，保证混合物的水分为4-6％；
5)将混合物加入40kg焦炉在一定温度条件下高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，由此获得高反性焦炭。
其中，所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为19-21％、20-25％、8-9％；所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为6-8％、26-29％；除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的3％～7％。
利用除尘灰经过筛分干燥后与煤进行共焦化处理，本发明解决了高炉除尘灰只能用于返烧结和返球团或者用于浮选制备碳粉和铁精粉的问题，为高反应焦炭的制备找到了一个新的方法。充分利用了除尘灰中具有高含量的碳和铁，有效的利用了高炉产生废物除尘灰，减轻了对环境造成的压力。除尘灰粒度和水分控制可以很好的分散到炼焦配合煤，炼焦过程中能够有效的与胶质体形成融合制备出质量优良的高反应性焦炭。高反应焦炭的制备使用，减少炼焦过程的炼焦煤的消耗，有效降低了炼铁过程CO2排放，有效的降低了炼焦过程和高炉生产过程的成本，具有很好的环境效益和经济效益。
附图说明
图1是利用除尘灰与煤共焦化生产高反应性焦炭的方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的技术方案。
根据本发明的利用除尘灰与煤共焦化生产高反应性焦炭的方法，使用的除尘灰为来自生产厂的除尘灰，除尘灰中主要物质的含量为C(19-21％)、TFe(20-25％)、SiO2(8-9％)，首先将除尘灰利用60目筛进行筛分，筛下物粒度小于0.28mm的除尘灰作为使用物料进行使用，对除尘灰进行干燥处理，要求除尘灰的水分小于2％，这样有利于除尘灰与煤的混合并在煤中能够有效的分散开来，使用的配合煤为来自生产厂的基础配合煤(Ad＝6-8％,VMd＝26-29％)，基础配合煤的粒度小于6mm，将处理后的除尘灰与来自生产厂的基础配合煤进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的3-7％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎，在破碎的同时使得除尘灰与配合煤能够得到更好的混合，破碎后物料的粒度要求小于1mm，在粉碎后的基础煤的混合物中配入一定的水分，保证混合物的水分为4-6％，后将混合物加入40kg焦炉在一定升温制度下进行炼焦试验得到合格的高反应性焦炭，对焦炭进行质量检测。具体技术方案如下：
(1)筛分取一定量来自生产厂的除尘灰，除尘灰中主要物质的含量为C(19-21％)、TFe(20-25％)、SiO2(8-9％)，利用60目的圆孔筛进行筛分操作，粒度小于0.28mm的筛下物除尘灰作为物料使用，去除大颗粒的筛上物，利于配合。
(2)干燥降水将经过筛分后的除尘灰放入干燥箱中进行通风干燥处理，干燥后的除尘灰要求水分含量小于2％，以利于除尘灰与煤的混合并在煤中有效的分散开来，保证生成焦炭质量。
(3)物料的混合与破碎将来自生产厂经过处理的除尘灰加入小于6mm的配合煤(Ad＝6-8％,VMd＝26-29％)中进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的3-7％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎；破碎后混合物料的粒度小于1mm。
(4)产品制备向充分混合破碎后的混合物料中配入一定的水分，保证混合物的水分为4-6％，后将混合物加入40kg焦炉在一定温度条件下高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，进而获得合格的高反性焦炭。
实施例1
将来自生产厂的除尘灰利用60目筛进行筛分，除尘灰中主要物质的含量为C(19％)、TFe(20％)、SiO2(8％)，筛下物粒度小于0.28mm的除尘灰作为使用物料进行使用，对除尘灰进行干燥处理，干燥后除尘灰的水分小于2％。将处理后的除尘灰与来自生产厂的粒度小于6mm基础配合煤(Ad＝8％,
VMd＝26％)进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的3％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎，破碎后物料的粒度小于1mm，在破碎后的物料中配入一定的水分，保证混合物的水分为4％，后将混合物加入40kg焦炉在一定升温制度下进行炼焦试验得到合格的高反应性焦炭，对焦炭进行质量检测。对焦炭产品进行检测结果为：M40为67.8％，M10为12.9％，CRI为35％，CSR为56％。
实施例2
将来自生产厂的除尘灰利用60目筛进行筛分，除尘灰中主要物质的含量为C(20％)、TFe(22％)、SiO2(9％)，筛下物粒度小于0.28mm的除尘灰作为使用物料进行使用，对除尘灰进行干燥处理，干燥后除尘灰的水分小于2％。将处理后的除尘灰与来自生产厂的粒度小于6mm基础配合煤(Ad＝7％,VMd＝27％)进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的4％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎，破碎后物料的粒度小于1mm，在破碎后的物料中配入一定的水分，保证混合物的水分为5％，后将混合物加入40kg焦炉在一定升温制度下进行炼焦试验得到合格的高反应性焦炭，对焦炭进行质量检测。对焦炭产品进行检测结果为：M40为64.5％，M10为14.4％，CRI为37.4％，CSR为54.7％。
实施例3
将来自生产厂的除尘灰利用60目筛进行筛分，除尘灰中主要物质的含量为C(21％)、TFe(23％)、SiO2(8％)，筛下物粒度小于0.28mm的除尘灰作为使用物料进行使用，对除尘灰进行干燥处理，干燥后除尘灰的水分小于2％。将处理后的除尘灰与来自生产厂的粒度小于6mm基础配合煤(Ad＝6％,VMd＝28％)进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的5％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎，破碎后物料的粒度小于1mm，在破碎后的物料中配入一定的水分，保证混合物的水分为6％，后将混合物加入40kg焦炉在一定升温制度下进行炼焦试验得到合格的高反应性焦炭，对焦炭进行质量检测。对焦炭产品进行检测结果为：M40为62.7％，M10为15.9％，CRI为38.9％，CSR为52.1％
实施例4
将来自生产厂的除尘灰利用60目筛进行筛分，除尘灰中主要物质的含量为C(21％)、TFe(25％)、SiO2(9％)，筛下物粒度小于0.28mm的除尘灰作为使用物料进行使用，对除尘灰进行干燥处理，干燥后除尘灰的水分小于2％。将处理后的除尘灰与来自生产厂的粒度小于6mm基础配合煤(Ad＝6％,VMd＝29％)进行机械混合，除尘灰的使用量为基础配合煤使用量的7％，混合后的物料加入破碎机中进行机械破碎，破碎后物料的粒度小于1mm，在破碎后的物料中配入一定的水分，保证混合物的水分为6％，后将混合物加入40kg焦炉在一定升温制度下进行炼焦试验得到合格的高反应性焦炭，对焦炭进行质量检测。对焦炭产品进行检测结果为：M40为60.1％，M10为17.6％，CRI为40.2％，CSR为50.4％。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，包括以下步骤：
1)筛分步骤，利用60目筛对高炉除尘灰进行筛分，筛分出粒度小于0.28mm的除尘灰作为物料，所述除尘灰的主要物质为C、TFe、SiO2；
2)干燥步骤，在干燥箱中对筛分后的除尘灰进行干燥降水处理，使干燥后的除尘灰的水分含量小于2％；
3)混合和破碎步骤，将干燥后的除尘灰与粒度小于6mm的基础配合煤进行机械混合，混合后加入破碎机中进行机械破碎，破碎后的粒度小于1mm，所述基础配合煤包含Ad和VMd；
4)水分调节步骤，在混合破碎后的混合物料中配入适量水分，保证混合物的水分为4-6％；
5)装炉炼焦步骤，将混合物加入40kg焦炉在一定温度条件下高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，由此获得高反性焦炭。
2.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为19-21％、20-25％、8-9％。
3.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为6-8％、26-29％。
4.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的3％～7％。
5.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为19％、20％、8％；所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为8％,、26％；除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的3％。
6.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为20％、22％、9％；所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为7％,、27％；除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的4％。
7.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为21％、23％、8％；所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为6％,、28％；除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的5％。
8.如权利要求1所述的利用除尘灰的高反应焦炭产生方法，其特征在于：所述除尘灰中主要物质C、TFe、SiO2的含量为21％、25％、9％；所述基础配合煤中Ad和VMd的含量分别为6％、29％；除尘灰的使用量为基础配合煤的使用量的7％。
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