CN110616334A - 一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法 - Google Patents

Abstract

一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法，包括以下工艺步骤：(1)、混料；将含锌粉尘与半焦按一定比例进行配料，配料中半焦所占比例为1％～10％，石灰所占比例为1％～2％，剩余部分全部为含锌粉尘，通过皮带输送至球磨机中，在球磨机中进行混料，使物料混合均匀；(2)、上料、加料；(3)、回转窑升温和还原；(4)、烟气中锌的收集；(5)、窑渣的循环利用；(6)、得到的最终产品，铁精粉经干燥后直接进行烧结配料，泥浆送高密压滤机压滤。该工艺的特点取消了造球工序，直接将粉料加入窑内还原，简化了生产流程，回收Zn、Pb等金属元素较为容易。整个生产过程实现环保生产，无二次污染，环保完全达标。

Description

一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法

技术领域

本发明涉及一种粉尘处理方法，尤其是一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法。

背景技术

熔融还原法是以非焦煤作为主要能源，直接使用铁矿粉等原料，在高温熔融状态下用碳把铁氧化物还原成金属铁的冶炼方法。由于熔融还原技术本身采用固体喷枪喷吹矿粉和喷吹煤粉的形式，进入炉内反应。喷吹的煤粉是作为系统的还原剂及主要热量来源，但在生产过程中，会有部分煤粉还没有完全反应就随煤气排出炉外，经汽化冷却烟道、旋风除尘器进行净化除尘，煤气中的大颗粒粉尘被沉降收集，通过旋风除尘器可以降低煤气含尘量，在旋风除尘器中收集的粉尘即为半焦。在最初半焦利用上采用的方法是，将收集得到的半焦返回熔融还原炉重新循环利用，但由于半焦的燃烧性、反应性和热值都低于无烟煤，这将影响熔融还原炉炉内的正常反应，促进反应的效果不显著，经济效益不明显。后来采用的方法，一般是将半焦外卖给附近电厂，作为燃料使用，同样存在经济效益不明显的问题。如何更好的利用半焦，使其能够得到高附加值利用，已成为目前亟待解决的问题。

另外，布袋灰是在高炉冶炼过程中，铁矿石所含的杂质锌、铅等和铁一同还原，因其沸点低而形成蒸汽，伴随冶炼物料矿石、焦炭和熔剂等的微细粉尘随高炉煤气被带出炉外，并被炉外的煤气除尘净化系统捕集下来而形成的。含锌粉尘返回高炉，可能引起高炉中锌的富集，导致高炉炉瘤、炉结，影响高炉炉作及炉寿，因此含锌粉尘利用问题也是钢铁行业内一直困扰的问题。如果采用适当的方法，能够将半焦和含锌粉尘一同处理，将会起到事半功倍的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法，该方法采用含锌粉尘与半焦按照一定比例混合，在窑尾加入原料，在回转窑中进行升温和还原，通过高温下还原反应，将回转窑内布袋灰和半焦中的铁全部还原，在窑内产生的高温烟气通过充分换热返回到窑尾，物料前进方向和烟气运动方向正好相反，窑内的烟气可以使物料进行烘干提温，可实现尾气热能的回收利用，烟气经氧化得到粗氧化锌产品。窑渣从窑头排出，经水淬粒化、窑渣磁选工艺得到铁精粉，可以作为烧结原料进行配加；产生的尾泥经压滤处理，作为建材产品原料，实现了半焦和含锌粉尘的完全回收利用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法，包括以下工艺步骤：

(1)、混料

将含锌粉尘与半焦按一定比例进行配料，配料中半焦所占比例为1％～10％，石灰所占比例为1％～2％，剩余部分全部为含锌粉尘，通过皮带输送至球磨机中，在球磨机中进行混料，使物料混合均匀；

(2)、上料、加料

混合均匀的物料从球磨机出口转运至混料仓，经混料仓下的皮带输送机输送至料斗，再转送至窑尾加入回转窑；该工艺取消了造球工序，直接将粉料加入窑内还原，简化了生产流程。

(3)、回转窑升温和还原

物料在回转窑内进行升温和还原，回转窑尺寸为Φ3210mm×50000mm，进料转速15～20r/min，回转窑转速为10～15r/min，窑内反应区温度为1100～1200℃，窑尾烟气温度为500±20℃；

正常运行时窑内热量主要来自半焦和布袋灰中炭的燃烧，在回转窑内，布袋灰中的碳元素成为燃料的一部分而燃烧利用，铁元素被还原富集到窑渣中，锌、铅等有色金属被烟化富集到次氧化锌粉中。在此工艺中不仅半焦的铁被回收利用，而且半焦的热值也得到了利用，半焦可以得到完全回收利用。

(4)、烟气中锌的收集

含锌粉尘中的有价金属被还原，进入气相中，在气相中被氧化成氧化物，即高含氯的氧化锌烟尘，通过沉降室至排烟管进入集尘装置内收集，得到粗的氧化锌粉尘，从而实现与铁的分离，得到粗级氧化锌产品，为高含氯次氧化锌粉；

(5)、窑渣的循环利用

窑渣首先落入冲渣池内经水淬后，落到冲渣池底部，随同刮板链条沿底部移动，经脱水后送窑渣联合选矿工序处理，分离出铁精粉和泥浆；

(6)、得到的最终产品

铁精粉经干燥后直接进行烧结配料，泥浆送高密压滤机压滤后作为建材出售。

进一步地，回转窑的中轴线与水平面呈1°～4°夹角，物料从窑尾运动到窑头，产生的烟气运动方向与物料前进方向正好相反，窑内的烟气可以使物料进行烘干提温，可实现尾气热能的回收利用。

进一步地，所述半焦含有TFe：9-13％，CaO：2-4％，SiO₂：4-7％，Al₂O₃：3-6％，MgO：0.8-1.4％，TiO₂：0.1-0.5％，P：0.01-0.12％，S：0.6-1.0％，Mn：0.1-0.15％，FeO：7-10％，Na₂O：0.3-0.7％，K₂O：0.5-0.8％，ZnO：0.08-0.12％；所述半焦的固定碳含量为60-70％，灰分为28-33％，平均粒径为50-60um。

进一步地，所述含锌粉尘的主要化学成分包括：Al₂O₃：2-4％，CaO：2.4-3％，MgO：0.4-0.65％，C：30-35％，P：0.04-0.08％，S：0.04-0.08％，SiO₂：4-7％，TFe：33-40％，TiO₂：0.1-0.2％，Zn：2-4％，Cl:3.5-5％，水：4-7％。

进一步地，所述高含氯次氧化锌粉的主要成分包括：ZnO：≥50％，FeO：≤2％，Cl：7-8％，Pb：3-4％。

进一步地，铁精粉主要包括以下化学成分：TFe：60-75％，Zn：0.015-0.05％，Pb：0.2-0.3％，K：0.12-0.2％。

进一步地，窑渣联合选矿工艺流程：冷却后的窑渣从冲渣池捞出，运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机送到球磨机，制成小于100～120目的料浆，然后进入磁选机进行磁选，分离出铁精粉和泥浆。

本发明的优点及效果：该工艺的特点取消了造球工序，直接将粉料加入窑内还原，简化了生产流程，回收Zn、Pb等金属元素较为容易。在处理过程中，高炉除尘灰中所含的锌、铅等重金属还原脱除收集后卖入锌冶炼工厂；碳元素一部分在回转窑中成为燃料的一部分而燃烧利用，可充分利用含锌尘泥中所含的碳，实现节能效果；还原后的含铁物料可以作为高炉的原料，实现综合利用的目的。在此工艺中不仅半焦的铁被回收利用，而且半焦的热值也得到了利用，半焦可以得到完全回收利用。从而实现了含锌尘泥和半焦的全面回收利用。整个生产过程实现环保生产，无二次污染，环保完全达标。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1是本发明一种协同处理半焦和含锌粉尘的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。

实施例1

一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法，包括以下工艺步骤：

(1)、在熔融还原炉内喷吹煤粉和铁矿粉，产生的烟气经汽化冷却烟道、在旋风除尘器中进行收集，收集得到的粉尘为半焦，半焦中不仅含有一定的热值(4808卡/克)，还含有一定的铁(TFe：11.4％)，可以作为铁焦使用。半焦的组成为：

表1半焦化学成分(wt/％)

表2半焦工业分析(％)

(2)、高炉在生产过程中产生含锌粉尘，为有害元素，经布袋除尘得到布袋灰。布袋灰除含一定的铁、碳外，还含有相当量的重金属铅、锌等多种有色金属。此类钢铁烟尘成分复杂、粒度细小，水份含量波动大。布袋灰的成分为：

表3布袋灰的化学成分

(3)、混料

将原料仓中布袋灰与半焦按一定比例进行配料，半焦所占比例为5.6％，石灰所占比例为1.4％，剩余部分全部为含锌粉尘，通过皮带输送至球磨机中，在球磨机中进行混料，使物料混合均匀。

(4)、上料、加料

混合均匀的物料从球磨机出口转运至混料仓，经混料仓下的皮带输送机输送至料斗，再转送至窑尾加入回转窑。该工艺取消了造球工序，直接将粉料加入窑内还原，简化了生产流程。

(5)、回转窑升温和还原

物料在回转窑内进行升温和还原，回转窑尺寸为Φ3210mm×50000mm，进料转速15～20r/min，回转窑转速为10～15r/min，正常运行时窑内热量主要来自半焦和布袋灰中炭的燃烧，窑内反应区温度为1100～1200℃，窑尾烟气温度为500±20℃。

回转窑的中轴线与水平面呈1°～4°夹角，物料从窑尾运动到窑头，产生的烟气运动方向与物料前进方向正好相反。窑内的烟气可以使物料进行烘干提温，可实现尾气热能的回收利用。

在回转窑内，布袋灰中的碳元素成为燃料的一部分而燃烧利用，铁元素被还原富集到窑渣中，锌、铅等有色金属被烟化富集到次氧化锌粉中。在此工艺中不仅半焦的铁被回收利用，而且半焦的热值也得到了利用，半焦可以得到完全回收利用。

(6)、烟气中锌的收集

布袋灰中的有价金属锌等被还原，进入气相中，在气相中被氧化成氧化物，即高含氯的氧化锌烟尘(含氯通常在6～10％以上)，通过沉降室至排烟管进入集尘装置内收集，得到粗的氧化锌粉尘，从而实现与铁的分离，得到粗级氧化锌产品，为高含氯次氧化锌粉。金属挥发率：Zn为90％、Pb为86％。

(7)、窑渣的循环利用

窑渣首先落入冲渣池内经水淬后，落到冲渣池底部，随同刮板链条沿底部移动，经脱水后送窑渣联合选矿工序处理。窑渣联合选矿工艺流程：冷却后的窑渣从冲渣池捞出，运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机送到球磨机，制成小于100～120目的料浆，然后进入磁选机进行磁选，分离出铁精粉和泥浆。

(8)、得到的最终产品

铁精粉经干燥后直接进行烧结配料，泥浆送高密压滤机压滤后作为建材出售。得到的产品化学成分如下表所示：

表4铁精粉化学成分

名称	TFe	Zn	Pb	K
					铁精粉	70％	0.035％	0.27％	0.16％

表5次氧化锌产品化学成分标准

名称	ZnO	Fe	Cl	Pb
					次氧化锌	≥50％	≤2％	7-8％	3.5％

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

(1)、混料

将含锌粉尘与半焦按一定比例进行配料，配料中半焦所占比例为1％～10％，石灰所占比例为1％～2％，剩余部分全部为含锌粉尘，通过皮带输送至球磨机中，在球磨机中进行混料，使物料混合均匀；

(2)、上料、加料

混合均匀的物料从球磨机出口转运至混料仓，经混料仓下的皮带输送机输送至料斗，再转送至窑尾加入回转窑；

(3)、回转窑升温和还原

物料在回转窑内进行升温和还原，回转窑尺寸为Φ3210mm×50000mm，进料转速15～20r/min，回转窑转速为10～15r/min，窑内反应区温度为1100～1200℃，窑尾烟气温度为500±20℃；

(4)、烟气中锌的收集

含锌粉尘中的有价金属被还原，进入气相中，在气相中被氧化成氧化物，即高含氯的氧化锌烟尘，通过沉降室至排烟管进入集尘装置内收集，得到粗的氧化锌粉尘，从而实现与铁的分离，得到粗级氧化锌产品，为高含氯次氧化锌粉；

(5)、窑渣的循环利用

窑渣首先落入冲渣池内经水淬后，落到冲渣池底部，随同刮板链条沿底部移动，经脱水后送窑渣联合选矿工序处理，分离出铁精粉和泥浆；

(6)、得到的最终产品

铁精粉经干燥后直接进行烧结配料，泥浆送高密压滤机压滤。

2.如权利要求1所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，回转窑的中轴线与水平面呈1°～4°夹角，物料从窑尾运动到窑头，产生的烟气运动方向与物料前进方向正好相反，窑内的烟气可以使物料进行烘干提温，可实现尾气热能的回收利用。

3.如权利要求1或2所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，所述半焦含有TFe：9-13％，CaO：2-4％，SiO₂：4-7％，Al₂O₃：3-6％，MgO：0.8-1.4％，TiO₂：0.1-0.5％，P：0.01-0.12％，S：0.6-1.0％，Mn：0.1-0.15％，FeO：7-10％，Na₂O：0.3-0.7％，K₂O：0.5-0.8％，ZnO：0.08-0.12％；所述半焦的固定碳含量为60-70％，灰分为28-33％，平均粒径为50-60um。

4.如权利要求3所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，所述含锌粉尘的主要化学成分包括：Al₂O₃：2-4％，CaO：2.4-3％，MgO：0.4-0.65％，C：30-35％，P：0.04-0.08％，S：0.04-0.08％，SiO₂：4-7％，TFe：33-40％，TiO₂：0.1-0.2％，Zn：2-4％，Cl:3.5-5％，水：4-7％。

5.如权利要求4所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，所述高含氯次氧化锌粉的主要成分包括：ZnO：≥50％，FeO：≤2％，Cl：6-10％，Pb：3-4％。

6.如权利要求3或4所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，铁精粉主要包括以下化学成分：TFe：60-75％，Zn：0.015-0.05％，Pb：0.2-0.3％，K：0.12-0.2％。

7.如权利要求6所述的协同处理半焦和含锌粉尘的方法，其特征在于，窑渣联合选矿工艺流程：冷却后的窑渣从冲渣池捞出，运送到密闭配料车间内的铁渣储存间，由给料机送到球磨机，制成小于100～120目的料浆，然后进入磁选机进行磁选，分离出铁精粉和泥浆。