CN110317950A

CN110317950A - 一种含锌粉尘的还原脱锌方法

Info

Publication number: CN110317950A
Application number: CN201910718487.XA
Authority: CN
Inventors: 朱德庆; 潘建; 郭正启; 李启厚; 杨聪聪
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2039-08-05
Also published as: CN110317950B

Abstract

本发明提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，包括步骤：S1、配料：配备含锌粉尘物料；S2、预处理：向所述物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；S3、向所述熟化后的物料中加入0.6％～1.0％复合粘结剂得混匀料；S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；S5、将所述生球干燥得到干球；S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。提高了含锌粉尘球团的成球性，使所述球团不容易粉化和破裂，在回转窑内还原脱锌、脱碱金属，脱锌率大于92.5％，还原球团残锌含量低于0.092％，还原球团铁金属化率大于82％、碱金属Na₂O、K₂O脱除率均大于50％。

Description

一种含锌粉尘的还原脱锌方法

技术领域

本发明涉及冶金粉尘固废处理领域，特别涉及一种含锌粉尘的还原脱锌方法

背景技术

随着我国钢铁工业的发展，对铁矿石的需求量也逐日增加。与此同时，伴随着钢铁生产过程产生的粉尘量也日渐增多，这些含有大量的铁、锌、碳等有用元素的粉尘产量较大，占钢产量的8～15％，是一种有较大利用价值的二次资源。但是，含锌粉尘属于危险固体废弃物。因此，开发合适的工艺对这些粉尘中的有用元素进行回收利用，不仅有利于缓解我国铁矿石短缺的压力，降低我国铁矿石对外依存度，而且能够解决钢铁企业粉尘带来的环境污染问题。

目前采用火法处理含锌粉尘脱锌的主要工艺有回转窑还原工艺、转底炉还原工艺，还包括衍生出的竖炉工艺、环形炉工艺等，其原理是在高温还原条件下，将含锌粉尘中的锌氧化物还原为单质锌，单质锌挥发后与固体渣相分离并在烟气中被氧化，最后富集于除尘系统中得到回收利用，与此同时铁氧化物也被还原为单质铁，留于固体渣相中，作为炼铁原料。

现有技术中也公开了一些含锌粉尘的还原脱锌的方法，例如中国专利文献公开号为CN102776309A的专利公开了一种钢铁厂含锌粉尘的处理方法，将钢铁厂含锌粉尘、煤粉及粘结剂按比例混匀制造生球，然后将生球布入转底炉中进行高温还原，并向转底炉中通入气体燃料和助燃空气，还原结束后收集渣铁混合物及转底炉烟气；收集的渣铁混合物经过破碎筛分得到海绵铁和炉渣；收集到的烟气通入湿式除尘器，同时喷入质量分数为2％～5％的稀硫酸，将转底炉烟气中含有的锌反应成硫酸锌溶液，电解硫酸锌溶液，得到锌和稀硫酸，除尘后的烟气排出。该工艺在还原过程需向转底炉内通入气体燃料和助燃空气，提高炉内温度至温度高达1150～1350℃，且造球过程添加剂用量高达4％～8％，因此导致该工艺能耗高、成本大。此外，转底炉工艺利用系数低、生产效率不高，导致其处理量较低。

公开号为CN 101386913B的专利公开了一种转底炉处理含锌粉尘回收氧化锌的方法，将10～30％煤、70～90％含锌粉尘、1～5％添加剂按进行配料；将所配原料混和均匀后压制成生球；将所述生球布入蓄热式转底炉中，加热到1100℃～1350℃，保持10～30分钟进行还原，得到含锌粉尘和金属化铁料。但是该工艺加热温度高、能耗大，利用系数低，产量低；由于在金属料上部通入燃烧的氧化性气体，导致体系还原气氛不够，所得铁料金属化率低等问题。

公开号为CN106893866B的专利公开了一种含锌粉尘的处理方法，该发明主要还原器为竖炉，竖炉里面包含若干还原室温，每个还原室由至少一个燃烧室供热；然后将含锌粉尘球团布于还原室内，在各还原室内得到含有煤气及锌蒸气的烟气；烟气排出竖炉进行锌的回收。通过本方法可获得锌含量高的含锌粉尘，但是存在燃烧能耗高、粘结剂用量大(3％～5％)导致成本高。此外，高温含锌烟气具有粘性高、腐蚀性强等特点，易造成烟气管道堵塞。

公开号为CN 106399700A的专利公开了一种处理含锌粉尘的方法及其系统，将含锌粉尘、还原剂和粘结剂进行混合、润磨、造球和烘干处理球团；烘干球团通过环形焙烧炉的进料口布到炉床上，最后通过冷却炉腔的出料口排出；然后进入将焙烧产品进行磨矿、磁选，获得金属铁粉和磁选尾渣；而产生的高温烟气最终进入锌回收系统收集得到挥发出的有价金属粉尘。该工艺所需还原温度1200～1300℃，温度较高，球团还原过程容易粉化而粘结，导致作业率低等问题。此外，由于含锌粉尘粒度特别细，采用润磨预处理工艺会使其粒度过细，生球爆裂温度低、热稳定性差，也是球团干燥速度慢、在还原过程中易粉化的重要原因。

因此，以转底炉为代表的处理工艺，一般将粉尘与还原剂和粘结剂混合后进行造球或压团，粘结剂用量高达1％-8％，生球强度低；生球干燥后进入转底炉或竖炉内进行还原，炉料处于相对静止。但因干球强度低，在其还原过程中也存在球团粉化及炉底粘结问题，导致得到的含铁产品粒度细，仍需返回烧结作业重新造块后才能进入高炉，且产量低、占地面积大、效率低。因此,目前也只有少数钢厂在试图使用该技术,而且运行状况不佳。

回转窑脱锌工艺处理量大，是锌冶炼厂广泛采用的一种从冶炼渣中回收锌的方法，采用粉状冶炼渣直接入窑还原焙烧挥发脱锌，近年来国内也尝试将该工艺用于钢铁厂含锌粉尘脱锌研究。该工艺是将含锌粉尘与粘结剂和还原剂混合后直接入窑还原挥发脱锌或进行含锌粉尘与粘结剂混合、造球后入窑还原挥发脱锌，金属锌在烟气中氧化为次氧化锌，从烟气中回收得到次氧化锌产品和还原矿含铁产品。但在现有的技术和应用中，含锌粉尘的混合料以粉料直接入窑或经润磨预处理，添加粘结剂造球后生球直接入窑还原挥发脱锌。因含锌粉尘亲水性低，成球性差，造球时大多采用常规膨润土做粘结剂，虽然经过润磨预处理，但粘结剂用量仍然高、生球强度较差，入窑后在还原过程中球团易破裂、粉化，不仅导致回转窑易结圈，而且得到的含铁产品主要为粉状，粒度细，不能直接进入高炉进行冶炼，只能返回烧结工序造块后再进高炉炼铁，造成大量能源浪费。此外，由于还原过程中存在大量细粉料，部分细粉进入烟尘，导致从回转窑烟气中回收的次氧化锌产品锌品位低，直接影响该工艺的经济性。上述缺点导致钢铁厂基本上不采用此工艺进行含锌粉尘脱锌。

由此可见，开发强化回转窑直接还原脱锌新技术，大规模处理含锌粉尘，提高脱锌率及次氧化锌产品锌品位，提高还原后含铁产品强度，确保其直接进入高炉炼铁工序，最终提高资源利用率，解决危险固体放弃物利用难题，确保钢铁工业可持续发展具有重大现实意义。

发明内容

本发明提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，其目的是为了提高含铁还原球团的强度，减小含铁还原球团中的残锌含量和碱金属含量，能直接作为高炉炼铁的炉料。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，包括步骤：

S1、配料：配备含锌粉尘物料，所述物料的碳、铁质量比为0.10～0.25；

S2、预处理：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料中加水润湿，润湿后堆存和捂料升温熟化；

S3、向所述熟化后的物料中加入0.6％～1.0％复合粘结剂得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为70～90：30～10；

S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；

S5、将所述生球干燥得到干球；

S6、将所述干球装入回转窑内还原，还原后在保护气氛下进行冷却得到还原脱锌球。

其中，所述锌粉尘物料包括高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘中的一种或多种混合而成。这三种粉尘均为含锌细粒料，但其铁、锌、碳及氧化钙元素含量及粒度、成球性存在较大差别。通过配料混合，可以稳定铁、锌、碳及氧化钙元素含量，有利于熟化过程成球性的改善及稳定还原脱锌过程。

其中，所述步骤S1还包括：向所述含锌粉尘物料中加入含碳细粉混合得混合料，所述混合料的碳、铁质量比为0.10～0.25。

其中，所述步骤S2具体为：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料或混合料中加10％～12％水进行润湿，润湿的时间为10min～20min，堆存和捂料熟化20min～40min，物料的温度上升为15℃-35℃。

其中，所述步骤S4具体为：将所述混匀料加入圆盘造球机进行造球，造球的时间为15min～25min，生球的水分为14％～15％，生球的粒度为10mm～20mm。

其中，所述步骤S5中，生球干燥的温度为250℃～350℃，干燥的风速为0.8～1.2m/s，干燥的时间为7min～15min，料层高度为80mm-180mm。

其中，所述还原的时间为50min～120min，还原温度为1100℃～1250℃。

其中，所述步骤S6中，在还原的过程中向所述回转窑内添加粒煤。

其中，所述粒煤为褐煤或者烟煤，还原过程中总的碳、铁质量比为0.25-0.55，添加的方式为每隔3min～5min向回转窑内添加5mm～25mm的粒煤。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

(1)本发明提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，所述含锌粉尘与含炭细粉经加水润湿、堆存和捂料熟化等预处理后得到混合料，再通过添加复合粘结剂进行混匀得到混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和高分子物质聚丙烯酰胺，再对混匀料进行造球，得到生球，所述混匀料克服了含锌粉尘成球性弱的特点，不仅粘结剂用量低于1％(常规粘结剂用量高达1-8％)，而且生球的落下强度大幅度提高，均大于12次/0.5m(常规粘结剂+润磨预处理时，生球落下强度一般为4-5次/0.5m)；特别是所述生球经过干燥得到的干球，干球落下强度高于3次/1m(常规工艺落下强度为0次/1m)，干球抗压强度高达200N/个以上(常规工艺干球抗压强度一般为20-50N/个)，使得含锌粉尘球团强度大幅度提高，所述干球在回转窑内进行煤基直接还原脱锌时无粉化和碎裂现象，解决了球团在还原过程中的粉化问题，有效避免结窑现象发生，为回转窑安全稳定运行创造了良好的条件。本发明充分利用含锌粉尘粒度细的优势，根据其原料性能特点，发明了加水润湿、堆存和捂料熟化的预处理工艺，其主要作用是使含锌粉尘中的氧化钙充分消化、颗粒表面吸附足够的水分，改善粉尘颗粒表面的亲水性能；在熟化的同时，在含锌粉尘混合料中形成的大量氢氧化钙胶体本身是一种粘结剂，具有良好粘结性，从而改善混合料的成球性。另外，熟化过程中因氧化钙和硅酸钙矿物的水化反应放出大量的热，加强水分子的扩散，提高颗粒表面润湿能力，有利于成球。聚丙烯酰胺是一种高分子粘结剂，分子量大、分子链长，可在含锌粉尘混合料中的颗粒间形成高分子桥联(架桥作用)，将分散的颗粒联接起来。另外，本发明是有机粘结剂和无机粘结剂的复合作用，巧妙地将有机粘结剂的粘性强、无机粘结剂的热稳定性好的优势相结合，从而使得复合粘结剂效果优于单一的无机或有机粘结剂，不仅体现在粘结剂用量大幅度下降，而且生球强度和热稳定性及干球强度得到显著提高。预处理效果及复合粘结剂功效两者相迭加，从而大幅度提高生球强度、热稳定性和干球强度，制备出优质干球团，能满足回转窑还原脱锌要求。

(2)本发明充分利用含锌粉尘含碳高的特点，采用球团内外配碳相结合的方式及优化的加煤方式进行回转窑直接还原脱锌，提高球团还原速率，可明显缩短还原时间，降低还原温度，提高产量。内配碳除来自含锌粉尘外，还可配入细磨的煤粉或焦化厂含碳除尘灰等含碳细粉，外配碳则用烟煤或褐煤等反应性高的煤。由于强化造球技术及复合粘结剂的共同作用，生球干燥后得到的干球强度远高于直接入窑时的生球。此外，通过增大干球团内配碳量，使还原球团强度快速上升，从而消除球团还原粉化，消除了回转窑结圈隐患，提高回转窑产量。此外，还能提高球团的金属化率、脱锌率及碱金属脱除率。

(3)在含锌粉尘球团回转窑内直接还原过程中，不仅使铁氧化物还原为金属铁及还原挥发脱除锌，还使碱金属元素(K₂O+Na₂O)脱除率得到明显提高，K₂O、Na₂O脱除率均达到50-65％。而且该金属化球团抗压强度高，可直接作为进入高炉冶炼的优质原料，无需返回烧结造块后再进入高炉炼铁。

(4)从回转窑烟尘中回收得到次氧化锌产品，其锌品位和回收率均明显提高，可作为后续提锌的优质原料，使得含锌粉尘中的锌得到有效回收利用。从回转窑烟尘中回收得到次氧化锌产品锌品位高的主要原因是含锌粉尘球团还原速率快，表面尽早生成金属铁，其耐磨性提高。在回转窑内球团还原过程中产生的粉末少，这样进入回转窑烟尘中的铁矿粉少。从回转窑烟气中收集到的主要是锌还原后挥发进入烟气再氧化成的次氧化锌，含杂少，故锌品位就高。此外，由于锌还原效果好，更多的锌还原挥发进入回转窑烟气中得到了回收，残留在还原球团中的锌少，故锌回收率高。从烟气中回收得到的高品位次氧化锌从另一角度也证明了本发明制备的球团在还原过程中可避免结圈现象，确保回转窑安全稳定生产。

附图说明

图1为本发明的含锌粉尘的还原脱锌方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

对比例1

按照常规造球工艺制备含锌粉尘球团及还原脱锌，包括步骤：

(1)配料：将高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘按重量比为32.42％：63.46％：4.12％进行混合得混合粉尘；

(2)向所述步骤(1)中制备的混合粉尘中加入来自炼焦炉的含碳除尘灰得混合料，所述除尘灰为炼焦炉中排放的含碳除尘灰，使混合料的碳、铁质量比为0.35；

(3)向所述步骤(2)中制备的混合料中加入10％的水进行润湿，润湿的时间为10min，再加入1.5％的膨润土，充分混匀后得混匀料；

(4)将所述混匀料放进圆盘造球机中进行造球，造球的时间为20min，生球的水分控制在14％左右，生球的粒度控制在8～16mm；

制备出的生球落下强度能达3.5次/0.5m，抗压强度能达38N/个，爆裂温度为430℃。

(5)将所述生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥的温度为270～300℃，干燥风速为0.8～1.2m/s，料层高度80～120mm，干燥时间10～15min；

得到的干球落下强度为5.2次/0.5m及2.3次/1m，抗压强度50N·个^-1。干球强度低于回转窑直接还原要求。

(6)将干球装入回转窑内，在1150～1250℃的温度条件下，还原50min，在氮气的保护条件下进行冷却，得到还原球团。

还原球团金属化率74.45％，残锌含量0.582％，还原过程脱锌率84.96％,K₂O脱除率为35.6％，Na₂O脱除率为40.1％。此外，还原过程球团粉化现象严重，还原球团基本没有强度。因此，还原球团含锌量及强度指标达不到入炉要求。

此外，从回转窑烟尘中回收得到含锌43.2％的次氧化锌，锌回收率为81.4％。由于球团粉化严重，粉尘量大，铁矿粉混入烟尘，导致次氧化锌品位低。

对比例2

(1)配料：将高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘按重量比为32.42％：63.46％：4.12％进行混合得混合料；

(2)向所述步骤(1)中制备的混合料加入来自炼焦炉的含碳除尘灰，所述混合料的碳、铁质量比为0.25；

(4)将所述混匀料放进圆盘造球机中进行造球得生球，造球的时间为20min，生球的水分控制在14％左右，生球的粒度控制在8～16mm；

制备出的生球落下强度能达4.3次/0.5m，抗压强度能达48N/个，爆裂温度为415℃。

(5)将所述生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥的温度为270～300℃，干燥风速0.8～1.2m/s，料层高度80～120mm，干燥时间10～15min；

得到的干球落下强度为5.5次/0.5m及3.3次/1m，抗压强度70N·个^-1。干球强度低于回转窑直接还原要求。

还原球团金属化率80.46％，残锌含量仍有0.68％，还原过程脱锌率仅79.36％，脱锌效果差。K₂O脱除率为37.5％，Na₂O脱除率为39.2％。还原过程球团粉化现象严重，还原球团基本没有强度。因此，还原球团含锌量及强度指标达不到回转窑要求。

此外，从烟尘中回收得到含锌40.1％的次氧化锌，锌回收率为78.6％。由于球团粉化严重，粉尘量大，铁矿粉混入烟尘，导致次氧化锌品位低。不能达到入炉要求。

实施例1

本发明针对现有的问题，提供了一种含锌粉尘的还原脱锌方法，包括如下步骤：

(1)配料：将高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘按重量比为32.42％：63.46％：4.12％进行混合得到混合粉尘；

(2)向所述步骤(1)中制备的混合粉尘中加入来自炼焦炉的含碳除尘灰得混合料，所述混合料的碳、铁的质量比为0.25；

(3)向所述步骤(2)中制备的混合料中加入水进行润湿，所述水的添加量占混合料总重量的10％，润湿时间为10min，然后将混合料堆存和捂料熟化20min，物料的温度升高15℃左右；

(4)向混合料中加入1％的复合粘结剂混合均匀，得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为80：20；

(5)将混匀料加入圆盘造球机进行造球，得生球，造球时间为15min，生球水分控制在14.5％左右，生球粒度控制在10～20mm；制备出的生球落下强度能达15.5次/0.5m，抗压强度能达56N·个^-1，爆裂温度为406℃；

(6)将生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥温度为300℃，干燥风速0.8m/s，料层高度80mm，干燥时间7.5min；得到的干球落下强度12.4次/0.5m及4.3次/1m，抗压强度能达210N·个^-1。干球强度达到了回转窑直接还原要求。

(7)将干球装入回转窑内，通入煤气燃烧直接还原，还原的温度为1250℃，还原的时间50min，还原后在氮气中冷却，得到的还原脱锌球团。

所述还原脱锌球团金属化率84.56％，抗压强度1690N·个^-1，还原球团残锌含量0.086％，还原过程脱锌率高达94.1％。K₂O脱除率为50.2％，Na₂O脱除率为52.3％。还原球团外观完好，无粉化和碎裂。因此，还原球团含锌量及强度指标达到了入炉要求，可以直接用于高炉炼铁。从回转窑烟尘中回收得到含锌60.1％的次氧化锌，锌回收率为92.3％。

与对比例1和2相比，生球落下强度、抗压强度及干球强度明显提高，尤其是干球强度达到了回转窑直接还原要求，从而使得还原球团含锌量及强度指标达到了高炉入炉要求，并明显提高了还原球团金属化率、脱锌率及碱金属脱除率。

实施例2

(1)配料：将高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘按重量比为32.42％：63.46％：4.12％进行混合得到含锌粉尘；

(2)向所述步骤(1)中制备的含锌粉尘中加入细磨烟煤(用于改变内配碳量)得混合料，使所述混合料的碳、铁的质量比为0.25；

(3)向所述步骤(2)中制备的混合料中加入水进行润湿，所述水的添加量占混合料总重量的12％，润湿时间为20min，然后将混合料堆存和捂料熟化30min，混合料的温度升高20℃左右；

(4)向熟化后的混合料中加入0.6％的复合粘结剂混合均匀，得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土与聚丙烯酰胺的重量比为70：30；

(5)将混匀料加入圆盘造球机进行造球，得生球，造球时间为20min，生球水分控制在14.5％，生球粒度控制在10mm～20mm；

制备出的生球落下强度能达13.6次/0.5m，抗压强度达到54N·个^-1，爆裂温度为395℃。

(6)将生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥温度为250℃，干燥风速1.2m/s，料层高度100mm，干燥时间10min；

得到的干球落下强度16.3次/0.5m及7.7次/1m，抗压强度能达235N·个^-1；

(7)将干球装入回转窑内通入煤气燃烧直接还原，还原得温度为1250℃，还原得时间90min，还原后在氮气中冷却，得到的还原脱锌球团。

得到的还原脱锌球团金属化率86.54％，抗压强度1895N·个^-1，还原球团残锌含量0.060％，还原过程脱锌率为96.3％。K₂O脱除率为51.9％，Na₂O脱除率为53.0％。还原球团外观完好，无粉化和碎裂。因此，还原球团含锌量及强度指标达到了入炉要求，可以直接用于高炉炼铁。从回转窑烟尘中回收得到含锌63.2％的次氧化锌，锌回收率为93.5％。

与对比例1和2相比，生球落下强度、抗压强度及干球强度明显提高，尤其是干球强度达到了回转窑直接还原要求，从而使得还原球团金属化率、含锌量及抗压强度指标达到了入炉要求，并明显提高了脱锌率及碱金属脱除率。

与实施例1相比，虽然粘结剂配比有所下降，但由于混合料中聚丙烯酰胺作为高分子粘结剂配比基本相近，并经过堆存和熟化预处理，生球落下强度、抗压强度、爆裂温度有所下降，但因优化干燥制度，干球强度得到提高。还原球团金属化率、脱锌率及碱金属脱除率有所提高，尤其是还原球团抗压明显升高。主要原因是原料预处理、粘结剂剂的效果及生球干燥制度优化后干球强度得到大幅度提升及还原时间延长。

实施例3

(2)向所述步骤(1)中制备的含锌粉尘中加入来自炼焦炉的含碳除尘灰得混合料，使所述混合料的碳、铁的质量比为0.25；

(3)向所述步骤(2)中制备的混合料中加入水进行润湿，所述水的添加量占混合料总重量的12％，润湿时间为10min，然后将混合料堆存和捂料熟化30min，混合料的温度升高20℃左右；

(4)向混合料中加入0.8％的复合粘结剂混合均匀，得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土与聚丙烯酰胺的重量比为90：10；

(5)将混匀料加入圆盘造球机进行造球，得生球，造球时间为15min，生球水分控制在14.5％左右，生球粒度控制在10mm～20mm；

制备出的生球落下强度能达9.4次/0.5m，抗压强度能达69N·个^-1，爆裂温度为415℃。

(6)将生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥温度为350℃，干燥风速0.8m/s，料层高度180mm，干燥时间15min；

得到的干球落下强度10.5次/0.5m及3.3次/1m抗压强度能达220N·个^-1。

(7)将干球装入回转窑内在1100℃的温度条件下加煤进行直接还原，还原的时间120min，还原后在氮气中冷却，得到的还原脱锌球团。还原期内，每隔3min～5min向窑内加入5mm～25mm的褐煤，还原过程中总碳铁比为0.55。还原结束后通氮气冷却、干式磁选分离，得到金属化球团和非磁性物。

得到的还原球团金属化率88.90％，抗压强度910N·个^-1，还原球团残锌含量0.092％，还原过程脱锌率高于92.5％。K₂O脱除率为60.9％，Na₂O脱除率为58.3％。还原球团外观完好，无粉化和碎裂。因此，还原球团含锌量及强度指标达到了入炉要求，可以直接用于高炉炼铁。从回转窑烟尘中回收得到含锌64.6％的次氧化锌，锌回收率为91.4％。

与对比例1和2相比，生球落下强度、抗压强度及干球强度明显提高，尤其是干球强度达到了回转窑直接还原要求，从而使得还原球团金属化率、含锌量及强度指标达到了入炉要求，并明显提高了脱锌率及碱金属脱除率。

与实施例1相比，粘结剂配比有所下降，并且其中聚丙烯酰胺作为高分子粘结剂配比也下降，生球落下强度有所下降，但抗压强度和爆裂温度有所升高，干球强度也有所下降。总体上生球和干球强度均远高于常规铁矿球团。由于还原温度下降，虽然碳铁质量比提高及还原时间延长，但还原球团强度、还原球团金属化率有所下降，脱锌率及碱金属脱除率升高。

与实施例2相比，粘结剂配比有所升高，但其中高分子粘结剂配比明显下降，生球落下强度有所下降，抗压强度和爆裂温度有所提高，干球强度也有所下降。总体上生球和干球强度均远高于常规铁矿球团。由于还原温度下降，虽然还原球团抗压强度和脱锌率有所下降，仍能满足回转窑还原要求。但因碳铁质量比提高、适宜的加煤方式和还原时间延长，还原球团金属化率接近及碱金属脱除率均升高。

实施例4

(1)配料：将高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘按重量比为32.42％：63.46％：4.12％进行混合得混合料，不添加额外固体燃料，所述含锌粉尘中的碳铁质量比为0.10；

(2)向所述步骤(1)中制备的混合料中加入水进行润湿，所述水的添加量占混合料总重量的13％，润湿时间为10min，然后将混合料堆存和捂料熟化40min，物料温度升高35℃左右；

(3)向步骤(2)中的混合料中加入0.8％的复合粘结剂混合均匀，得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土与聚丙烯酰胺的重量比为90：10；

(4)将混匀料加入圆盘造球机进行造球，得生球，造球时间为25min，生球水分控制在14.9％左右，生球粒度控制在10～20mm；

制备出的生球落下强度能达12.6次/0.5m，抗压强度能达68N·个^-1，爆裂温度为390℃。

(5)将生球在带式焙烧机上进行干燥，干燥温度为350℃，干燥风速0.8m/s，料层高度180mm，干燥时间15min；得到的干球落下强度12.8次/0.5m及3.9次/1m抗压强度能达230N·个^-1。

(6)将干球装入回转窑内在1100℃的温度条件下加煤进行直接还原，还原的时间120min，还原后在氮气中冷却，得到的还原脱锌球团。还原期间内，每隔3min～5min向窑内加入5mm～25mm的烟煤，所述烟煤的碳铁比为0.45，总的碳铁质量比为0.55。还原结束后通氮气冷却、干式磁选分离，得到金属化球团和非磁性物。

金属化球团金属化率有97.02％，抗压强度880N·个^-1。金属化球团残锌含量0.03％，脱锌率为99.0％。K₂O脱除率为66.2％，Na₂O脱除率为65.5％。还原球团外观完好，无粉化和碎裂。因此，还原球团含锌量及强度指标达到了入炉要求，可以直接用于高炉炼铁。从回转窑烟尘中回收得到含锌68.5％的次氧化锌，锌回收率为96.5％。

与对比例1和2相比，生球落下强度、抗压强度及干球强度明显提高，尤其是干球强度达到了回转窑直接还原要求，从而使得还原球团含锌量及强度指标达到了入炉要求，并明显提高了脱锌率及碱金属脱除率。

与实施例3相比，粘结剂配比相同，但由于没有内配细粒炭粉做还原剂，生球落下强度明显升高，但抗压强度和爆裂温度稍有下降，干球强度有所增大。总体上生球和干球强度均远高于常规铁矿球团。在还原温度和时间、碳铁质量比相同的条件下还原脱锌，由于无内配煤，但在还原过程中外加煤量增加及适宜的加煤方式，还原气氛增强，还原球团金属化率、脱锌率及碱金属脱除率均升高，但抗压强度稍有下降。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，包括步骤：

S3、向所述熟化后的物料中加入重量百分含量为0.6～1.0％复合粘结剂得混匀料，所述复合粘结剂包括膨润土和聚丙烯酰胺，所述膨润土和聚丙烯酰胺的重量比为70～90：30～10；

S4、将所述步骤S3中制备的混匀料造球得到生球；

S5、将所述生球干燥得到干球；

2.根据权利要求1所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述锌粉尘物料包括高炉布袋灰、炼钢钢包炉灰和炼钢转炉烟尘中的一种或多种混合而成。

3.根据权利要求1或2所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：向所述含锌粉尘物料中加入含碳细粉混合得混合料，所述混合料的碳、铁质量比为0.10～0.25。

4.根据权利要求3所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：向所述步骤S1中的含锌粉尘物料或混合料中加10％～13％水进行润湿，润湿的时间为10min～20min，堆存和捂料熟化20min～40min，物料的温度上升15℃～35℃。

5.根据权利要求1所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：将所述混匀料加入圆盘造球机进行造球，造球的时间为15min～25min，生球的水分为14％～15％，生球的粒度为10mm～20mm。

6.根据权利要求1所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S5中，生球干燥的温度为250℃～350℃，干燥的风速为0.8～1.2m/s，干燥的时间为7min～15min，料层高度为80mm-180mm。

7.根据权利要求1所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述干球还原的时间为50min～120min，还原温度为1100℃～1250℃。

8.根据权利要求3所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述步骤S6中，在还原的过程中向所述回转窑内添加粒煤。

9.根据权利要求8所述的含锌粉尘的还原脱锌方法，其特征在于，所述粒煤为褐煤或者烟煤，还原过程中总的碳、铁质量比为0.25～0.55，添加的方式为每隔3min～5min向回转窑内添加5mm～25mm的粒煤。