CN111455187B - 一种除尘灰循环利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于除尘灰处理技术领域，具体的，本发明涉及一种除尘灰循环利用的方法。本发明公开了一种除尘灰循环利用的方法，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入除尘灰、水、金属氧化物；在温度为40‑95℃下搅拌1‑10分钟，然后进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入还原剂、搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200‑1350℃，烧结时间为20‑120min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池。

Description

一种除尘灰循环利用的方法
技术领域
本申请属于除尘灰处理技术领域，具体的，本发明涉及一种除尘灰循环利用的方法。
背景技术
高炉、电炉、转炉除尘灰由于含有铅、氯等对人体有害元素，其性质属于危险废物，综合回收利用除尘灰已经成为企业的必然选择。20世纪70年代，国内外就开始有回收除尘灰中的Zn、Pb、Fe的相关研究，最近也有相关工艺报道。随着人们对环境问题的日益重视，如何合理开发利用除尘灰更引起了企业和环保部门的高度重视。国外如日本、美国等对除尘灰的回收利用非常重视，除尘灰由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。但是不同企业、不同方法产生的除尘灰的成分不尽相同，大多企业是将这些除尘灰直接制块，然后返回熔分炉炼铁，其结果是锌、铅、氯不断累积增高，这些元素对于钢铁冶炼是有害元素，不仅会影响钢、铁的质量，而且对职工身体健康也极为不利；钢、铁的用途涉及到生活的方方面面，汽车、火车等动力设备的性能在快速运输物资方面发挥着不可或缺的作用；钢铁作为动力设备等不可或缺的成分，提高钢铁质量刻不容缓；因此企业迫切需要找到在不损坏钢铁质量的前提下，综合回收利用除尘灰的有效方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种除尘灰循环利用的方法，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入除尘灰、水、金属氧化物；在温度为40-95℃下搅拌1-10分钟，然后进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入还原剂、搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1350℃，烧结时间为20-120min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池。
作为一种优选的技术方案，步骤1)中除尘灰和水的重量比为1:7～15。
作为一种优选的技术方案，步骤1)中除尘灰与金属氧化物的重量比为100:5～15。
作为一种优选的技术方案，所述还原剂为碳质还原剂。
作为一种优选的技术方案，所述还原剂为焦炭粉。
作为一种优选的技术方案，所述焦炭粉中含碳78-85wt％，其余为灰分和挥发分。
作为一种优选的技术方案，所述净化粉和还原剂的重量为100:3～15。
作为一种优选的技术方案，步骤1)中固液分离的装置为压滤机。
作为一种优选的技术方案，高温烧结设备为转底炉。
作为一种优选的技术方案，所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和还原剂中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球。
作为一种优选的技术方案，所述熔分炉为高炉。
有益效果：本申请通过将除尘灰加入氧化物后进行固液分离得到净化粉和清液；净化粉再和OG泥、还原剂等造成球进行高温烧结，回收得到铁、铅锌粉；清液加入到熔分炉冲渣水池可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
附图说明
图1为发明除尘灰综合回收利用方法的流程图。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明提供了一种除尘灰循环利用的方法，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入除尘灰、水、金属氧化物；在温度为40-95℃下搅拌1-10分钟，然后进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入还原剂、搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1350℃，烧结时间为20-120min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池。
作为一种优选的实施方式，步骤1)中除尘灰和水的重量比为1:7～15；除尘灰与金属氧化物的重量比为100:5～15。
本申请中，所述水来自熔分炉冲渣水池。
所述金属氧化物选自氧化钙、氧化铁、氧化镁中的至少一种。
本申请中所述除尘灰不做特别限定，优选的，步骤1)中所述除尘灰选自焦化除尘灰、烧结除尘灰、炼铁除尘灰、炼钢除尘灰中的一种。
不同的工序除尘灰的组分和形态有很大差别。所述焦化除尘灰表面较为平整，有大量块状、板状颗粒或沫状颗粒，主要成分有三氧化硫、氧化铁、氧化硅等，还含有氧化锰、氧化钙；所述烧结除尘灰颗粒有豆状、屑沫状、主要成分为氧化铁，同时含有氯化物和多种氧化物；所述炼铁除尘灰颗粒主要为球体、还包括不规则板状、细小的屑沫状颗粒，主要成分为高温再生矿，富含C、Fe、Zn等元素；所述炼钢除尘灰转炉一次颗粒较粗、颜色多为黑灰色，转炉二次豆状颗粒表面较粗糙，主要成分为氧化铁和氧化钙，还有少量氧化镁、氧化硅、氧化铝。
步骤2)中固液分离的装置不做特别限定，优选为压滤机。
作为一种优选的实施方式，所述还原剂为碳质还原剂；更优选为焦炭粉；所述焦炭粉中含碳78-85wt％，其余为灰分和挥发分。
作为一种优选的实施方式，所述净化粉和还原剂的重量为100:3～15。
所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和还原剂中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球。优选的，按重量份计，净化粉40-90份，OG泥10-30份，转炉灰10-50份，水0-8份；
所述OG泥指的是从炼钢转炉煤气烟尘中湿法回收的尘泥。
OG泥含有一定的煤焦油(常用作中、高温粘结剂)和转炉灰含有较高的氧化钙微粉，在搅拌机中被湿净化粉的水溶解后变为石灰乳作为低温粘结剂，且由于净化粉湿度较高，用转炉灰可以调节混合料的含水量至造球的技术要求。
作为一种优选的实施方式，高温烧结设备为转底炉。将造好的球进行高温烧结后，使铁、铅、锌等氧化物还原为金属，进而使铅、锌蒸发成金属蒸汽。
转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名，其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团，经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中，炉膛温度可达1250～1350℃左右，含碳球团在这样的高温下，随着炉底旋转一周的过程中，铁矿被碳快速还原，生成金属化球团，最后由螺旋出料机推出炉外，经冷却后运往熔分炉作原料。
步骤4)中固液分离出来的清液为卤化物，将其加入到熔分炉冲渣水池可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
本申请通过将除尘灰加入氧化物后进行固液分离得到净化粉和清液；净化粉再和OG泥、还原剂等造成球进行高温烧结，回收得到铁、铅锌粉；清液加入到熔分炉冲渣水池可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。而且所述方法使得除尘灰中的氯元素去除率达到98％以上，铅锌粉中铅锌的含量超过70％。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种除尘灰循环利用的方法，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、7份水、0.05份氧化钙；在温度为40℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉(含碳80wt％，其余为灰分和挥发分)，焦炭粉的加入量为净化粉的3wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1300-1350℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池，氯化钙可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
所述炼钢除尘灰的成分为TFe 24.85wt％、FeO 7.87wt％、SiO2 10.71wt％、CaO19.46wt％、MgO 5.52wt％、Al2O3 2.3wt％、S 0.83wt％、P 2O3 0.27wt％、K2O 0.81wt％、Na2O 0.58wt％、Zn 3.31wt％、Cl 0.35wt％、Pb 0.35wt％。
所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和还原剂中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球。按重量份计，净化粉40份，OG泥10份，转炉灰45份，水5份。
实施例2
一种除尘灰循环利用的方法，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、15份水、0.15份氧化钙；在温度为95℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉(含碳80wt％，其余为灰分和挥发分)、焦炭粉的加入量为净化粉的15wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1250℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池，氯化钙可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
所述炼钢除尘灰的成分为TFe 24.85wt％、FeO 7.87wt％、SiO2 10.71wt％、CaO19.46wt％、MgO 5.52wt％、Al2O3 2.3wt％、S 0.83wt％、P 2O3 0.27wt％、K2O 0.81wt％、Na2O 0.58wt％、Zn 3.31wt％、Cl 0.35wt％、Pb 0.35wt％。
所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和还原剂中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球。按重量份计，净化粉75份，OG泥10份，转炉灰10份。
实施例3
一种除尘灰循环利用的方法，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、15份水、0.15份氧化钙；在温度为95℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉(含碳80wt％，其余为灰分和挥发分)、焦炭粉的加入量为净化粉的15wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1250℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池，氯化钙可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
所述炼钢除尘灰的成分同实施例1。
所述造球的具体实施方式同实施例1，不同点在于，按重量份计，净化粉40份，转炉灰55份，水5份。
实施例4
一种除尘灰循环利用的方法，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、15份水、0.15份氧化钙；在温度为95℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉(含碳80wt％，其余为灰分和挥发分)、焦炭粉的加入量为净化粉的15wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1250℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池，氯化钙可以提高冲渣水的冷却能力并减少冲渣时产生的蒸汽量，从而提高水冲渣的活性和节约用水。
所述炼钢除尘灰的成分同实施例1。
所述造球的具体实施方式同实施例1，不同点在于，按重量份计，净化粉40份，OG泥55份，水5份。
实施例5
一种除尘灰循环利用的方法，具体实施方式同实施例1，不同点在于，所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和还原剂中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球。按重量份计，净化粉40份，OG泥10份，转炉灰30份，水20份。
性能测试
测试实施例1-5中步骤3)得到的铅锌粉中铅锌的总含量，结果见下表。
实施例 铅锌总含量(wt％)
实施例1 75
实施例2 70
实施例3 65
实施例4 60
实施例5 57
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种除尘灰循环利用的方法，其特征在于，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、7份水、0.05份氧化钙；在温度为40℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉，所述焦炭粉含碳80wt％，其余为灰分和挥发分，焦炭粉的加入量为净化粉的3wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1300-1350℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池；
所述炼钢除尘灰的成分为TFe 24.85wt％、FeO 7.87wt％、SiO2 10.71wt％、CaO19.46wt％、MgO 5.52wt％、Al2O3 2.3wt％、S 0.83wt％、P 2O3 0.27wt％、K2O0.81wt％、Na2O0.58wt％、Zn 3.31wt％、Cl 0.35wt％、Pb 0.35wt％；
所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和焦炭粉中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球；按重量份计，净化粉40份，OG泥10份，转炉灰45份，水5份。
2.一种除尘灰循环利用的方法，其特征在于，按重量份计，包括以下步骤：1)在搅拌罐中加入1份炼钢除尘灰、15份水、0.15份氧化钙；在温度为95℃下搅拌8分钟，然后用压滤机进行固液分离，得净化粉和清液；2)将净化粉中加入焦炭粉，所述焦炭粉含碳80wt％，其余为灰分和挥发分，焦炭粉的加入量为净化粉的15wt％，搅拌混合均匀后进行造球，把造好的球送入转底炉连续进行高温烧结，高温区温度控制在1200-1250℃，烧结时间为30min；3)将烧结后的复合球团输送到熔分炉冶炼生铁，炉气进行冷却收尘即回收到铅锌粉；4)将固液分离出来的清液返回到熔分炉冲渣水池；
所述炼钢除尘灰的成分为TFe 24.85wt％、FeO 7.87wt％、SiO2 10.71wt％、CaO19.46wt％、MgO 5.52wt％、Al2O3 2.3wt％、S 0.83wt％、P 2O3 0.27wt％、K2O0.81wt％、Na2O0.58wt％、Zn 3.31wt％、Cl 0.35wt％、Pb 0.35wt％；
所述造球的具体步骤为：在混合好的净化粉和焦炭粉中加入OG泥，转炉灰、水搅拌均匀后进行造球；按重量份计，净化粉75份，OG泥10份，转炉灰10份。
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