CN112458279B - 一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法 - Google Patents

一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多膛炉、转底炉集成化工艺，属于冶金固废处理技术领域。涉及一种多膛炉、转底炉协同处置含锌尘泥和含能固废的方法，首先将冶金企业生产过程中需要处理的固废种类根据其特性及成分不同进行分类规划：一类，焦油渣、废碳材、轧线油泥在多膛炉内进行处理；二类，高炉布袋灰、转炉干灰一起在转底炉内进行处理。多膛炉产出的高碳粉或含铁固体可参与转底炉造球，转底炉产出的金属化球团可做高炉炼铁原料或代替废钢进入转炉炼钢，转底炉产出的粗锌粉可直接出售，该技术集成工艺极大地提高了能量的高效配置和能源的最大利用。

Description

一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法
技术领域
本发明属于冶金固废处理技术领域，具体涉及一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法。
背景技术
我国钢铁行业每年约产生1亿吨尘泥，其中80％得到较好利用，20％难利用尘泥中，普通含锌铅尘泥采用转底炉处理，已经实现工业化，其它高锌/铅尘泥和含能固废难以利用。全国每年约生产160万吨轧线油泥，47万吨焦油渣。焦油渣一般用做配煤炼焦进行处理，不仅造成环境污染，而且炼制的焦炭的重金属含量高、质量差，焦炉热负荷大。
钢铁厂存在许多含能固废和含锌尘泥，含有大量的锌、铁等有价元素，不同工艺的含锌尘泥和含能固废的成分及物料特性存在很大的差异，简单地采用一种方式回收利用，很难将其中的有价元素全部回收。目前国内绝大多数钢铁厂并未针对含锌尘泥和含能固废的特点和钢铁厂多个工艺环节相结合采取一套有效的技术集成处理工艺。
钢铁厂内的含锌尘泥和含能固废应设置综合处理设施，根据钢铁厂中多膛炉、转底炉工艺流程的反应特征针对不同品级的固废进行协同处理，相互配合才能最大限度地实现能量高效配置及利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，针对不同品级的固废进行协同处理，以达到能量的高效配置和能源的最大利用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，主要包括以下步骤：
(1)根据需要处理的固废种类的特性及成分不同，将其分为含能固废、含锌铅等难处理固废，其中含能固废包括焦油渣、废碳材、轧线油泥；焦油渣中除了含有大量焦油(焦油主要由沥青质、饱和烃、芳香烃和极性物质组成)，还有一部分煤粉、焦粉、少量的水分、灰分，以及其他无机杂质，焦油渣中主要成分水分占12％～16％、灰分占4％～8％、挥发分占60％～70％、固定碳占10％～16％，余量为ZnO、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、PbO2等；轧线油泥中主要含水5％～15％、含油10％～20％、含固(铁屑为主)为55％～75％，余量为ZnO、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、PbO2等；含锌铅等难处理固废包括高炉布袋灰、转炉干灰，高炉布袋灰中主要成分TFe含量为40％～60％、C含量为15％～30％、ZnO含量3％～10％、CaO含量1％～7％、MgO含量0.3％～2％、SiO2含量3％～7％、Al2O3含量3％～6％、PbO2含量0.1％～0.3％，转炉干灰中主要成分TFe含量为45％～60％、CaO含量5％～13％、SiO2含量3％～7％、ZnO含量3％～7％、PbO2含量0.5％～1％。
(2)将焦油渣在干化装置蒸发水分，然后从喂料机进入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程产生挥发性气体和高碳粉，高碳粉的C含量可达到75％～90％。
将混匀的废碳材、轧线油泥从喂料机送入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程生成含铁固体，含铁固体的Fe含量可达到80％～90％。
(3)将高炉布袋灰、转炉干灰按(30～40)：(60～70)的质量比配料及混合，与多膛炉产出的高碳粉或含铁固体按C/O摩尔比1～1.2配料，向混合料中添加粘结剂与水调节水分使其混合均匀，配水为混合料质量的1％～5％，冷固结成生球团，经干燥处理后进入转底炉中还原焙烧，随着转底炉的转动，球团先后经历装入区预热、加热区升温、还原区进行反应以及卸料区出炉，产出粗锌粉和金属化球团，粗锌粉的ZnO含量为50％～60％，球团金属化率在70％～90％。
进一步，所述多膛炉热解工艺中干化装置过热蒸汽的压力取值为1.5～2.0MPa，温度在200～280℃之间，多膛炉热解含能固废的温度为800～1200℃，排放气的温度为500～700℃。
进一步，多膛炉热解工艺中产出的挥发性气体成分可用于转底炉做燃料，其中可燃成分有70％～80％，产出的高碳粉和含铁固体可参与转底炉造球。
进一步，所述转底炉工艺中粘结剂可以为膨润土、沥青、水玻璃以及淀粉中的一种或多种的组合。
进一步，所述转底炉工艺中混合料的水分在7％～10％，添加粘结剂与水后水分在9％～13％，生球干燥后水分在0.5％～2％。
进一步，所述转底炉工艺中成球机造出的生球直径为5～20mm。
进一步，所述转底炉工艺反应时间为20～40min，装入区预热的温度为600～800℃，加热区升温的温度为900～1000℃，还原区应温度为1200～1350℃。
进一步，所述转底炉工艺中产出的金属化球团可直接进入高炉做炼铁原料或代替废钢进入转炉参与炼钢，产出的粗锌粉作为锌冶炼原料直接外售。
本发明的有益效果在于：
1)根据需要处理的固废种类的特性及成分不同分别用多膛炉、转底炉进行选择性处理，两个工艺协同工作，从而将其全部对应处理，并且使各环节能源消耗降至最低。
2)根据各工艺产品特点使各环节相互协作能量继续利用，使得能量最大限度得到利用，如多膛炉产出的高碳粉或含铁固体可参与转底炉原料混合生球，转底炉产出的金属化球团可直接进入高炉做炼铁原料或代替废钢进入转炉参与炼钢。
3)转底炉产出的粗锌粉具有高的附加价值，可直接做锌冶炼原料出售。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
实施例：
参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种多膛炉、转底炉集成化工艺，该集成化工艺的具体步骤为：
(1)根据需要处理的固废种类的特性及成分不同，将其分为含能固废、含锌铅等难处理固废；其中含能固废包括焦油渣、废碳材、轧线油泥，焦油渣中除了含有大量焦油(焦油主要由沥青质、饱和烃、芳香烃和极性物质组成)，还有一部分煤粉、焦粉、少量的水分、灰分，以及其他无机杂质，水分占15％、灰分占6％、挥发分占65％、固定碳占14％，轧线油泥含水10％、含油20％、含固(铁屑为主)为70％；含锌铅等难处理固废包括高炉布袋灰、转炉干灰，高炉布袋灰主要成分TFe含量45％、C含量25％、ZnO含量5％、CaO含量1.8％、MgO含量0.48％、SiO2含量4％、Al2O3含量4.8％、PbO2含量0.3％，转炉干灰主要成分TFe含量50％、CaO含量8％、SiO2含量4％、ZnO含量7％、PbO2含量1％。
(2)将焦油渣在干化装置蒸发水分，然后从喂料机进入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程产生挥发性气体和高碳粉；干化装置过热蒸汽的压力取值为2.0MPa，温度为250℃，多膛炉热解温度为1100℃，排放气的温度为600℃；多膛炉热解产出的挥发性气体可用做转底炉燃料，其中可燃成分占75％，产出的高碳粉的C含量可达到80％，可参与转底炉造球。
将混匀的废碳材、轧线油泥从喂料机送入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程生成含铁固体；多膛炉热解温度为1100℃，含铁固体的Fe含量可达到85％，可参与转底炉造球。
(3)将高炉布袋灰、转炉干灰按30：60的质量比配料及混合，与多膛炉产出的高碳粉或含铁固体按C/O摩尔比为1配料，向混合料中添加粘结剂与水调节水分使其混合均匀，配水为混合料质量的4％，然后由配料胶带机将它们加入混合机内均匀地混合，混匀后的混合料经混合料胶带机输送至混合料缓冲仓，混合料缓冲仓储量在1个小时以上，混合料经缓冲仓下的拖式皮带给料到成球机成球，冷固结成生球团，经干燥处理后进入转底炉中还原焙烧，随着转底炉的转动，球团先后经历装入区预热、加热区升温、还原区进行反应以及卸料区出炉，产出粗锌粉和金属化球团；粘结剂可以为膨润土、沥青、水玻璃以及淀粉中的一种或多种的组合；造球机造出的生球直径为15mm，混合料的水分在8％，添加粘结剂与水后水分在10％，生球干燥后水分在1％；转底炉反应时间为25min，装入区预热的温度为700℃，加热区升温的温度为900℃，还原区应温度为1300℃；产出的粗锌粉的ZnO含量为60％，球团金属化率为85％，金属化球团可直接进入高炉做炼铁原料或代替废钢进入转炉参与炼钢，粗锌粉作为锌冶炼原料直接外售。
最后说明的是，以上示范实施例，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)根据需要处理的固废种类的特性及成分不同，将其分为含能固废、含锌铅难处理固废，其中含能固废包括焦油渣、废碳材、轧线油泥；焦油渣中除了含有大量焦油，焦油主要由沥青质、饱和烃、芳香烃和极性物质组成，还有一部分煤粉、焦粉、少量的水分、灰分，以及其他无机杂质，焦油渣中主要成分水分占12％～16％、灰分占4％～8％、挥发分占60％～70％、固定碳占10％～16％，余量为ZnO、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、PbO2，轧线油泥中主要含水5％～15％、含油10％～20％、铁屑为主的含固为55％～75％，余量为ZnO、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、PbO2；含锌铅难处理固废包括高炉布袋灰、转炉干灰，高炉布袋灰中主要成分TFe含量为40％～60％、C含量为15％～30％、ZnO含量3％～10％、CaO含量1％～7％、MgO含量0.3％～2％、SiO2含量3％～7％、Al2O3含量3％～6％、PbO2含量0.1％～0.3％，转炉干灰中主要成分TFe含量为45％～60％、CaO含量5％～13％、SiO2含量3％～7％、ZnO含量3％～7％、PbO2含量0.5％～1％；
(2)将焦油渣在干化装置蒸发水分，然后从喂料机进入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程产生挥发性气体和高碳粉，高碳粉的C含量可达到75％～90％；
将混匀的废碳材、轧线油泥从喂料机送入多膛炉进行热解处理，原料在炉内由上到下逐渐地输送到多个下底板上经过热处理过程生成含铁固体，含铁固体的Fe含量可达到80％～90％；
(3)将高炉布袋灰、转炉干灰按(30～40)：(60～70)的质量比配料及混合，与多膛炉产出的高碳粉或含铁固体按C/O摩尔比1～1.2配料，向混合料中添加粘结剂与水调节水分使其混合均匀，配水为混合料质量的1％～5％，冷固结成生球团，经干燥处理后进入转底炉中还原焙烧，随着转底炉的转动，球团先后经历装入区预热、加热区升温、还原区进行反应以及卸料区出炉，产出粗锌粉和金属化球团，粗锌粉的ZnO含量为50％～60％，球团金属化率在70％～90％；
经过步骤(2)多膛炉热解工艺中产出的挥发性气体用做转底炉燃料，其中可燃成分占70％～80％，产出的高碳粉或含铁固体参与转底炉造球。
2.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(2)中多膛炉热解工艺中干化装置过热蒸汽的压力取值为1.5～2.0MPa，温度在200～280℃之间，多膛炉热解含能固废的温度为800～1200℃，排放气的温度为500～700℃。
3.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(3)中粘结剂为膨润土、沥青、水玻璃以及淀粉中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(3)转底炉工艺中混合料的水分在7％～10％，添加粘结剂与水后水分在9％～13％，生球干燥后水分在0.5％～2％。
5.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(3)转底炉工艺中成球机造出的生球直径为5～20mm。
6.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(3)中转底炉反应时间为20～40min，装入区预热的温度为600～800℃，加热区升温的温度为900～1000℃，还原区应温度为1200～1350℃。
7.根据权利要求1所述的一种多膛炉、转底炉集成化工艺方法，其特征在于：步骤(3)转底炉工艺中产出的金属化球团直接进入高炉做炼铁原料或代替废钢进入转炉参与炼钢，产出的粗锌粉作为锌冶炼原料直接外售。
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