CN113046549A - 一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法，包括以下步骤：(1)将钢铁厂各种粉尘及污泥混合得到尘泥混合料，根据尘泥混合料中TFe、K、Na、Zn以及C元素的含量，加入煤粉，获得尘泥混匀料；(2)将步骤(1)所得尘泥混匀料进行对辊压球，得到尘泥球；(3)将铺底料、步骤(2)所得尘泥球、烧结原料按顺序在烧结台车上进行布料、点火烧结。本发明将钢铁厂有害尘泥进行收集，进行合理配碳及充分混合后，进行对辊高压压球，获得高强度尘泥球，再将铺底料、高强度尘泥球与烧结原料按顺序布入烧结台车进行点火、烧结。

Description

一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，特别涉及一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法。

背景技术

烧结矿是钢铁企业炼铁工序中的主要含铁原料，占比70％左右。烧结工序不仅生产炼铁所用烧结矿，而且处理钢铁企业各种含铁粉尘及污泥等废弃物。目前，各钢铁厂的粉尘及污泥，大部分回收到烧结原料场，与烧结矿粉一道混合形成烧结混合料，再配加熔剂与燃料进行烧结。

例如中国专利文献CN102492833A(201110383871.2)提供一种含铁尘泥应用于烧结的方法，将45％～50％含铁尘泥、17％～22％铁精矿、0.6％～0.8％消石灰、0.6％～0.8％皂土、1.9～2.1％焦粉、25％～30％返矿(返矿粒度在5mm以下)进行混匀，将混匀料用造球盘造球，成球粒度3-8mm，3-8mm粒级占70％～80％，成球时间2～3分钟，小球团的水分控制10％～11％，最后将造球盘滚动成球的料进行烧结，具体烧结工艺参数是：点火时间1.5～2分钟，点火负压4900Pa，烧结抽分负压6860Pa，料层厚度500mm。烧结矿成分设置：碱度1.85±0.05，MgO控制2.3％～2.5％。点火后的混合料开始由上而下烧结。烧结后成品矿供高炉使用。该发明直接将含铁尘泥作为烧结的混合料，配加尘泥的烧结矿直接用于高炉生产，工艺流程简便，不用再增加新设备，工艺流程简单、投资低。

虽然上述工艺方法能够回收利用粉尘及尘泥中的铁，但是会影响烧结指标以及烧结矿的冶金性能，不利于高炉冶炼。更为严重的是，大部分粉尘及污泥中含有含量较高的碱金属K、Na及Zn等有害元素。由于烧结属于弱还原气氛，这些元素混入烧结混匀料中，碱金属K、Na及Zn由于得不到充分还原而再次进入高炉工序，造成有害元素循环富集，严重影响高炉生产指标。

发明内容

本发明为解决现有钢铁厂粉尘及尘泥混于烧结混合料中，影响烧结指标及冶金性能的问题，以及碱金属K、Na及Zn等有害元素循环富集而对炼铁产生重要不利影响的问题，提供一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法。本发明方法的发明构思是将钢铁厂有害尘泥进行收集，进行合理配碳及充分混合后，进行对辊高压压球，获得高强度尘泥球，再将铺底料、高强度尘泥球与烧结原料按顺序布入烧结台车进行点火、烧结。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将钢铁厂各种粉尘及污泥混合得到尘泥混合料，根据尘泥混合料中TFe、

K、Na、Zn以及C元素的含量，加入煤粉，获得尘泥混匀料；

(2)将步骤(1)所得尘泥混匀料进行对辊压球，得到尘泥球；

(3)将铺底料、步骤(2)所得尘泥球、烧结原料按顺序在烧结台车上进行布料、点火烧结。

优选的，步骤(1)中尘泥混匀料的水分控制5～8％。

优选的，步骤(1)中TFe以Fe₂O₃计，K、Na、Zn分别以K₂O、Na₂O、ZnO计，所述煤粉加入量为：尘泥混匀料中碳含量与铁氧化物、钾氧化物、钠氧化物及锌氧化物中的氧元素总量(C/O)的摩尔比≥1。进一步优选的，所述尘泥混匀料中碳含量与铁氧化物、钾氧化物、钠氧化物及锌氧化物中的氧元素总量(C/O)的摩尔比1～1.2。

优选的，步骤(1)中所述煤粉粒度小于200目。

优选的，步骤(2)所述尘泥球的抗压强度≥2KN。球团达到一定强度，可减少球团倒运、布料过程及压力下的粉化。

步骤(2)中尘泥球的粒度是20～50mm。

步骤(3)所述铺底料使用烧结矿作铺底料。

优选的，步骤(3)所述烧结原料为现有技术的常规烧结料，包括铁矿粉、熔剂、燃料。

优选的，步骤(3)所述布料方法是：在现有布料方法的基础上，在烧结原料层与铺底料层之间铺设一层步骤(2)所述尘泥球布料层。进一步优选的，步骤(3)所述尘泥球布料层的厚度为5～10cm。

优选的，步骤(3)所述点火烧结按正常生产点火控制进行。进一步优选的，步骤(3)所述点火烧结工艺参数为：点火时间1～2分钟，点火负压15kPa，烧结抽分负压15kPa，料层总厚度800～850mm。其中料层总厚度包括铺底料、尘泥球布料层和烧结原料层。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有以下有益效果：

在现有工艺的基础上，将钢铁厂有害尘泥与烧结原料分开处理，将各种尘泥进行成份及配碳控制，进行对辊压球形成高强度尘泥球，布入烧结铺底料与烧结原料之间，充分利用烧结原料层下部高温特性(从上往下燃烧烧结过程中，下部具有蓄热作用，下部温度高)，使高强度尘泥球中碱金属元素K、Na及Zn得到充分还原，随烧结烟气进入烧结粉尘，切断了碱金属K、Na及Zn存在于烧结矿中而形成的烧结-炼铁的循环富集的模式。

本发明方法工艺简单、具有很强的操作性，既充分利用了钢铁厂各种粉尘及污泥，又避免了碱金属K、Na及Zn混于烧结混匀料中对烧结指标以及冶金性能造成不利影响，更是解决了碱金属循环富集的重大问题。

与现有尘泥与烧结原料直接混合的烧结方法相比，本发明方法所得烧结矿由于没有配加钢铁厂含碱金属高的有害尘泥，而这部分有害尘泥通过压球放于烧结与铺底料之间进行直接还原，将有害元素直接还原与烧结烟尘一起带走，改变了以往有害尘泥配加于烧结原料中造成的有害元素在烧结-炼铁循环累积的模式。从而有利于烧结以及炼铁指标的提升。

为了实现上述发明方法，本发明还提供了一种钢铁厂用能够减少有害元素的烧结机，其特征在于，在烧结车道上从机头到机尾依次设置用于铺底料的铺料机构Ⅰ、用于尘泥球的铺料机Ⅱ、用于烧结原料的布料器，以及点火器。

优选的，所述铺料机构Ⅰ用于铺底料的布料；所述铺料机构Ⅱ用于尘泥球的布料铺料机构Ⅰ和铺料机构Ⅱ均可采用现有的铺底料布料装置。优选的，所述铺料机构Ⅰ和铺料机构Ⅱ包括一扁平的下料口，下料口上设有闸阀，控制下料。

进一步优选的，所述铺料机构Ⅰ和铺料机构Ⅱ的下料口均设有一个刮板，具有限位料层的高度以及刮平料层的作用。

优选的，所述尘泥球由钢铁厂各种粉尘及污泥与煤粉混合后，进行对辊压球，得到的尘泥球。

优选的，所述布料器为多辊布料器。

优选的，所述烧结车道的机尾端设置有破碎机，用于将烧结矿破碎。

进一步优选的，所述破碎机下端设有输送机，用于运输破碎后的烧结矿。

优选的，所述铺料机构Ⅱ的下料口上端连接尘泥球仓。

本发明提供的烧结机，在现有烧结机的基础上，在铺底料铺料机构Ⅰ和烧结原料布料器之间增加用于尘泥球的铺料机构Ⅱ，将尘泥球铺设在铺底料和烧结原料之间，充分利用烧结原料层下部蓄热的高温，使高强度尘泥球中碱金属元素K、Na及Zn得到充分还原，随烧结烟气进入烧结粉尘，切断了碱金属K、Na及Zn存在于烧结矿中而形成的烧结-炼铁的循环富集的模式。

附图说明

图1是本发明的钢铁厂尘泥处理流程图；

图2是本发明烧结机的结构示意图及烧结布料示意图。

附图标记：1-机架；2-烧结车道；3-烧结台车；4-铺料机构Ⅰ；5-铺底料仓；6-铺料机构Ⅱ；7-尘泥球仓；8-布料器；9-烧结原料仓；10-点火器；11-破碎机；12-输送机；13-铺底料层；14-尘泥球层；15-烧结原料层；16-下料口；17-刮板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1

如附图2所述为本发明实施例的烧结机的结构示意图，所述烧结机的机架1上设有烧结车道2，烧结车道2上设有烧结台车3，烧结台车3包括台车车体及其设置在台车车体两侧的拦料板。

在烧结车道2上从机头到机尾依次设置铺料机构Ⅰ4、尘泥球铺料机构Ⅱ6、烧结原料布料器8和点火器10，以及烧结抽风系统和卸料装置，所述卸料装置的下方有破碎机11和输送机12。所述尘泥球铺料机构Ⅱ6的下料口上端连接尘泥球仓7，铺料机构Ⅰ4上端连接铺底料仓5，烧结原料布料器8上方连接烧结原料仓9。具体的，所述尘泥球铺料机构Ⅱ6包括一扁平的下料口16，下料口上设有闸阀，控制下料。下料口16设有一个刮板17，具有限位尘泥球层的高度以及刮平料层的作用。铺料机构Ⅰ4和铺料机构Ⅱ6均可采用现有铺底料的铺料装置，实现控制铺底料层和尘泥球层厚度为5～10cm即可。

所述点火器10的下部设有风箱、灰斗和清灰阀，均为本领域常规设计，本发明未详细记载的烧结机的其他部件均可参照现有技术设计。

利用本发明的烧结机，烧结台车3自机头向机尾运行过程中，铺料机构Ⅰ4、尘泥球铺料机构Ⅱ6、烧结原料布料器8依次布料，烧结料层自下而上依次为铺底料层13、尘泥球层14、烧结原料层15，经点火装置10点火，在风箱负压作用下开始烧结，烧结完成后，烧结矿经冷却，破碎后经由输送机送走12，完成整个烧结过程。

本发明的烧结机在铺底料铺料机构Ⅰ和烧结原料布料器之间增加尘泥球铺料机构Ⅱ，将尘泥球铺设在铺底料和烧结原料之间，充分利用烧结原料层下部蓄热的高温，使高强度尘泥球中碱金属元素K、Na及Zn得到充分还原，随烧结烟气进入烧结粉尘，切断了碱金属K、Na及Zn存在于烧结矿中而形成的烧结-炼铁的循环富集的模式。

一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法，该方法利用上述烧结机，钢铁企业的有害尘泥混合料包括烧结机尾灰、高炉干法除尘灰、电炉除尘灰以及炼钢污泥，其成份组成如下表1。

将烧结机尾灰、高炉干法除尘灰、电炉除尘灰以及炼钢污泥分别以干基重量0.25:0.1:0.3:0.35的比例进行混合，得到尘泥混合料。其中Fe全以Fe₂O₃存在形式计，K、Na、Zn分别以K₂O、Na₂O、ZnO计，根据尘泥混合料中C与TFe、K、Na及Zn的氧化物中的氧元素的含量添加煤粉，得到尘泥混匀料。煤粉配加量为控制尘泥混匀料中碳(C)含量与TFe、K、Na及Zn的氧化物中氧元素(O)的摩尔比为1进行配加煤粉，煤粉粒度小于200目。

控制尘泥混匀料水份7％，充分混合后，进行对辊压球机压球，所得尘泥球的抗压强度如下表2，取10个尘泥球分别检测抗压强度。

利用上述烧结机将尘泥球布入烧结铺底料层上，控制尘泥球料层厚度为10cm(烧结原料层厚度为70cm，铺底料厚度为5cm)。尘泥球料层薄，虽成份与烧结原料有较大差别，但其量较小、且铁的还原度高，对后结高炉配料使用影响较小；烧结各工艺指标正常。

烧结工艺参数为：点火时间1分钟，点火温度1000度，负压15KPa，布料总厚度850mm。

对烧结前后的尘泥球成份检测计算出，碱金属元素K、Na及Zn脱除率分别为60％，57％以及52％。而以烧结原料计算，烧结前烧结原料K、Na及Zn的含量分别为0.06％、0.05％及0.04％，而烧结后K、Na及Zn的含量分别为0.046％、0.047％及0.043％；脱除率分别为30％，15％及3％(含烧损)。说明尘泥球配碳单独置于烧结和铺底料层更有利于碱金属脱除，减少尘泥混合于烧结原料中进行烧结，造成碱金属随烧结矿带入高炉的冶炼的不利影响。解决了以往尘泥使用造成的有害元素的循环富集的问题。

表1各尘泥成份

表2尘泥球抗压强度

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											单位，N	2800	3200	3600	2100	3800	4000	3300	2900	2800	2400

实施例2

一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法，该方法利用实施例1所述烧结机，钢铁企业尘泥混合料包括竖炉除尘灰、高炉干法除尘灰、炼钢粗灰、槽上槽下除尘灰以及炼钢污泥，其成份组成如下表3。

将竖炉除尘灰、高炉干法除尘灰、炼钢粗灰、槽上槽下除尘灰以及炼钢污泥分别以干基重量0.3:0.15:0.1:0.25:0.2的比例进行混合。其中Fe全以Fe₂O₃存在形式计，K、Na、Zn分别以K₂O、Na₂O、ZnO计。根据尘泥混合料中C与TFe、K、Na及Zn的氧化物中的氧元素的含量添加煤粉，得到尘泥混匀料。煤粉配加量为控制尘泥混匀料中碳(C)含量与TFe、K、Na及Zn的氧化物中氧元素(O)的摩尔比为1.2进行配加煤粉，煤粉粒度小于200目。

控制尘泥混匀料水份为8％，充分混合后，进行对辊压球机压球，污泥球抗压强度如下表4。

利用上述烧结机将尘泥球布入烧结铺底料层上，控制尘泥球料层厚度为5cm(烧结原料层厚度为70cm，铺底料厚度为5cm)。烧结各工艺指标正常。

烧结工艺参数为：点火时间1.5分钟，点火温度950℃，负压15KPa，布料总厚度800mm。

对烧结前后的尘泥球成份检测计算出，碱金属元素K、Na及Zn脱除率分别为55％，49％以及45％。而以烧结原料计算，烧结前烧结原料中K、Na及Zn的含量分别为0.05％、0.05％及0.04％，烧结后K、Na及Zn的含量分别为0.04％、0.045％及0.042％；脱除率分别为27％，18％及4.5％。说明尘泥球配碳单独置于烧结和铺底料层更有利于碱金属脱除，减少尘泥混合于烧结原料中进行烧结，造成碱金属随烧结矿带入高炉的冶炼的不利影响。解决了以往尘泥使用造成的有害元素的循环富集的问题。

表3各尘泥成份

表4污泥球抗压强度

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											单位，N	3500	3300	3200	4100	3900	4000	3600	4200	3800	4200

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种钢铁厂有害尘泥的烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将钢铁厂各种粉尘及污泥混合得到尘泥混合料，根据尘泥混合料中TFe、K、Na、Zn以及C元素的含量，加入煤粉，获得尘泥混匀料；

(2)将步骤(1)所得尘泥混匀料进行对辊压球，得到尘泥球；

(3)将铺底料、步骤(2)所得尘泥球、烧结原料按顺序在烧结台车上进行布料、点火烧结。

2.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(1)中尘泥混匀料的水分控制5～8％。

3.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(1)中Tfe以Fe₂O₃计，K、Na、Zn分别以K₂O、Na₂O、ZnO计，所述煤粉加入量为：尘泥混匀料中碳含量与铁氧化物、钾氧化物、钠氧化物及锌氧化物中的氧元素总量(C/O)的摩尔比≥1；优选为1-1.2。

4.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(1)中所述煤粉粒度小于200目。

5.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(2)所述尘泥球的抗压强度≥2KN。

6.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(2)中尘泥球的粒度是20～50mm。

7.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(3)所述烧结原料为常规烧结原料，含铁矿粉，熔剂，煤粉或焦粉。

8.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(3)所述布料方法是：在现有布料方法的基础上，在烧结原料层与铺底料层之间铺设一层步骤(2)所述尘泥球布料层。

9.根据权利要求8所述的烧结方法，其特征在于，步骤(3)所述尘泥球布料层的厚度为5～10cm。

10.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，步骤(3)所述点火烧结按正常生产点火控制进行；进一步优选的，步骤(3)所述点火烧结工艺参数为：点火时间1～2分钟，点火负压15KPa，烧结抽分负压15KPa，料层总厚度800～850mm。

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