CN113186392B - 一种实现冶金固废高效利用的造球方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现冶金固废高效利用的造球方法，属于冶金技术领域，包括：将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒；将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒；将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球；将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球。该方法解决了现有转底炉脱Zn效率低的技术问题，能够高效脱除钢铁冶金粉尘中的Zn元素，实现冶金固废的高效再利用，进而降低造球成本。

Description

一种实现冶金固废高效利用的造球方法

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及一种实现冶金固废高效利用的造球方法。

背景技术

当前，我国钢铁行业冶金粉尘泥的产量在9000万吨左右，数量庞大，是钢厂中除冶炼渣外产量最大的固废。对于钢铁冶金粉尘(尘泥)的处理，通常直接返回生产流程，回收其中的Fe和C。但冶金粉尘(尘泥)中Zn、Pb、K、Na等元素在流程中循环积累，最终影响到高炉的顺行，因此需要对冶金粉尘中Zn、Pb、K、Na等元素进行处理，尤其需要对Zn 元素进行脱除。

对于Zn的处理，当前国内主要采用火法处理工艺，火法处理工艺主要为回转窑与转底炉技术。回转窑工艺投资低、运行简单，但存在金属化率低、生产不稳定等缺陷。转底炉工艺主要适宜于处理高铁高锌尘泥，但是能源利用效率不高，投资高，占地面积大。国内马钢2009年开始引进新日铁转底炉技术。随着环保与生产多方面需求，当前市场上转底炉产线增多，在宝钢、日照钢铁、首钢等钢铁系统中进行采用，但是其效率仍旧存在问题。

发明内容

为了解决现有转底炉脱Zn效率低的技术问题，本发明提供了一种实现冶金固废高效利用的造球方法，该方法能够高效脱除钢铁冶金粉尘中的Zn元素，实现冶金固废的高效再利用，进而降低造球成本。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供一种实现冶金固废高效利用的造球方法，包括：

将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒；

将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒；

将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球；

将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球。

可选的，所述散料颗粒中，90％及以上的所述散料颗粒粒度＜200目。

可选的，所述筛下粉颗粒中，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜200目。

可选的，所述将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球，具体包括：

将所述散料颗粒、所述筛下粉颗粒、铁精粉、除尘灰、返料和粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合后进行造球，获得生球。

可选的，所述除尘灰包括含碳类除尘灰；

或者，所述除尘灰包括含碳类除尘灰，还包括炼铁系统除尘灰和/或含钙类除尘灰。

可选的，所述返料为生球筛分工艺产生的筛分料。

可选的，所述造球工艺的原料中，所述散料颗粒的质量分数≤25％，所述筛下粉颗粒的质量分数≤15％。

可选的，所述将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球，具体包括：

将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺；

后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却后进行所述筛分工艺，获得成品球。

可选的，所述生球烘干工艺产生的散料破碎后作为所述造球工艺的原料；所述筛分工艺获得的筛下粉破碎后作为所述造球工艺的原料。

可选的，所述生球筛分工艺产生的筛分料作为所述造球工艺的原料。

本发明中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本发明一种实现冶金固废高效利用的造球方法，将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，破碎获得的散料颗粒粒径小，散料颗粒作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免散料粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

2.本发明一种实现冶金固废高效利用的造球方法，将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，破碎获得的筛下粉颗粒作为造球工艺的原料，相比现有工艺中将筛下粉堆存、外销或少量烧结而言，实现了筛下粉的重复利用，筛下粉中Zn含量相比现有的造球原料更低但是却远高于钢铁流程中其他低锌原料，具备有回收价值，通过将筛下粉作为新的物料品种配加后，一方面可降低生球Zn含量，进而降低脱Zn工艺难度，经多次造球-脱Zn工艺后，获得的筛下粉和成品球中Zn含量逐次降低，不仅提高了锌资源的回收利用，而且提高了产品质量，拓宽了耗用路径，另一方面则是筛下粉颗粒粒径小，作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免筛下粉颗粒粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有基于转底炉脱Zn的造球方法工艺流程图；

图2是本发明实现冶金固废高效利用的造球方法工艺流程图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

如图1所示为现有转底炉脱Zn工艺流程图。从图1可知，造球工艺以铁精粉、含碳类除尘灰、炼铁系统除尘灰、含钙类除尘灰(预先加水混合消解)、返料(即：回收散料)和粘结剂为原料，加水混合后造球，并将生球筛分工艺和生球烘干工艺产生的散料直接回收作为造球原料，生球烘干后，布料，在转底炉中进行脱Zn，脱Zn完毕后经氮气冷却、筛分，得到成品球和筛下粉，筛下粉堆存、外销或烧结，成品球外销或者直接用于高炉炼铁。

上述工艺存在能源利用效率不高的问题。申请人发现，一方面是由于烘干后产生的散料中粘结剂挥发且经过250℃左右高温烘干后，已经成型，在直接回到返料中，影响了造球，进而影响到其产率的发挥；另一方面则是其产生的筛下粉为产量的25％左右，并且仍旧存在较高的含锌量，一般仍旧为成品球的3倍左右，回用和外销都无法满足生产平衡，长久生产仍旧会存在堆存待处理情况。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种实现冶金固废高效利用的造球方法，包括：

S1.将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒。

本发明将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，破碎获得的散料颗粒粒径小，散料颗粒作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免散料粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

作为一种可选的实施方式，所述散料颗粒中，90％及以上的所述散料颗粒粒度＜200 目。

本发明实施例中，90％及以上所述散料颗粒粒径＜200目，此范围大小的颗粒接触面增多，颗粒之间粘结更容易，有利于造球。

S2.将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒；

本发明将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，破碎获得的筛下粉颗粒作为造球工艺的原料，相比现有工艺中将筛下粉堆存、外销或少量烧结而言，实现了筛下粉的重复利用，筛下粉中Zn含量相比现有的造球原料更低但是却远高于钢铁流程中其他低锌原料，具备有回收价值，通过将筛下粉作为新的物料品种配加后，一方面可降低生球Zn含量，进而降低脱Zn工艺难度，经多次造球-脱Zn工艺后，获得的筛下粉和成品球中Zn含量逐次降低，Zn 脱除量更高，不仅提高了锌资源的回收利用，而且提高了产品质量，拓宽了耗用路径，另一方面则是筛下粉颗粒粒径小，作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免筛下粉颗粒粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

作为一种可选的实施方式，所述筛下粉颗粒中，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜ 200目。

本发明实施例中，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜200目，此范围大小的颗粒接触面增多，颗粒之间粘结更容易，有利于造球。

S3.将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球。

本发明将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，一方面实现了筛下粉颗粒的回收利用，降低整个反应体系Zn含量并降低脱Zn难度，另一方面，散料和筛下粉经破碎后，粒径小，作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免颗粒粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

作为一种可选的实施方式，所述将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球，具体包括：

将所述散料颗粒、所述筛下粉颗粒、铁精粉、除尘灰、返料和粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合后进行造球，获得生球。

本发明实施例中，所述散料颗粒、所述筛下粉颗粒、返料、除尘灰与铁精粉一起，作为造球工艺原料，加水造球，其中，除尘灰与返料可采用其他含碳材料替代。

作为一种可选的实施方式，所述除尘灰包括含碳类除尘灰；

或者，所述除尘灰包括含碳类除尘灰，还包括炼铁系统除尘灰和/或含钙类除尘灰。

作为一种可选的实施方式，所述返料为生球筛分工艺产生的筛分料。

本发明实施例中，筛分料可作为造球工艺的原料回收利用，由于筛分料的颗粒大小显著低于散料和筛下粉，满足造球需要，因此无需对筛分料进行破碎，以减少工序。

作为一种可选的实施方式，所述造球工艺的原料中，所述散料颗粒的质量分数≤25％，所述筛下粉颗粒的质量分数≤15％。

本发明实施例中，所述散料颗粒的质量分数≤25％，所述筛下粉颗粒的质量分数≤ 15％，好处是散料和筛下粉的量将能够达到产耗平衡，若高于上述值，则散料和筛下粉的将会出现产大于耗，造成生产效率低，需要配加粘结剂进行调整改善，造成综合成本升高。

S4.将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球。

作为一种可选的实施方式，所述将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球，具体包括：

将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺；

后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却后进行所述筛分工艺，获得成品球。

本发明实施例中，脱Zn处理采用转底炉进行，这是由于转底炉适宜于处理高铁高锌尘泥。

作为一种可选的实施方式，所述生球烘干工艺产生的散料破碎后作为所述造球工艺的原料；所述筛分工艺获得的筛下粉破碎后作为所述造球工艺的原料。

本发明实施例中，将生球烘干工艺产生的散料和筛分工艺获得的筛下粉破碎后作为下一批次造球工艺的原料，当前批次的造球工艺采用上一批次产生的经破碎的散料和筛下粉作为原料，实现散料和筛下粉的高效再利用。

作为一种可选的实施方式，所述生球筛分工艺产生的筛分料作为所述造球工艺的原料。

本发明实施例中，将生球筛分工艺产生的筛分料作为下一批次造球工艺的原料，当前批次的造球工艺采用上一批次产生的筛分料作为原料，实现筛分料的再利用。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请一种实现冶金固废高效利用的造球方法进行详细说明。

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种实现冶金固废高效利用的造球方法，包括：

S1.将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒，90％及以上的所述散料颗粒粒度＜200目。

S2.将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜200目；

S3.将240kg散料颗粒、116kg筛下粉颗粒、103kg铁精粉、318kg含碳类除尘灰、564kg含钙类除尘灰、24kg返料和26kg粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合将水分控制到15％左右后于压球机中进行造球，获得1392kg生球，所述返料为生球筛分工艺获得的筛分料。

其中，所述返料为上一批次生球筛分工艺产生的筛分料。

S4.将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，烘干温度为280℃；后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却至80℃后进行所述筛分工艺，获得465kg成品球，筛分工艺获得116kg的筛下粉。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种实现冶金固废高效利用的造球方法，包括：

S1.将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒，90％及以上的所述散料颗粒粒度＜200目。

S2.将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜200目；

S3.将264kg散料颗粒、113kg筛下粉颗粒、103kg铁精粉、316kg含碳类除尘灰、564kg含钙类除尘灰、24kg返料和26kg粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合将水分控制到15％左右后于压球机中进行造球，获得1409kg生球，所述返料为生球筛分工艺获得的筛分料。

其中，所述返料为上一批次生球筛分工艺产生的筛分料。

S4.将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，烘干温度为250℃，后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却至60℃后进行所述筛分工艺，获得312kg成品球，筛分工艺获得78kg的筛下粉。

对比例1

如图1所示，本对比例提供一种实现冶金固废高效利用的造球方法，包括：

(1)将103kg铁精粉、266kg含碳类除尘灰、564kg含钙类除尘灰、360kg返料和 26kg粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合将水分控制到15％左右后于压球机中进行造球，获得1320kg生球，其中，所述返料中，包含48kg生球烘干得到的未经破碎的散料，其余为生球筛分工艺产生的散料。

(2)将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，烘干温度为280℃，获得312kg粒径为0-10mm的筛分料和48kg粒径为0-6mm的散料；后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却至60℃后进行所述筛分工艺，获得416kg成品球，筛分工艺获得103kg的筛下粉。

相关实验：

将实施例1-2和对比例1的原料消耗量、待处理固废量、产率、筛下粉和成品球Zn含量进行测试，测试结果如表1所示。

相关测试方法：

产率计算方法为：成品球/原料的总消耗量×100％

筛下粉Zn含量(wt％)的测试方法为：执行YB/T 4419.2-2014标准

成品球Zn含量(wt％)的测试方法为：执行YB/T 4419.2-2014标准

表1实施例1、2和对比例1造球工艺结果统计

由表1可知，实施例1、2的造球方法中，筛下粉和成品球Zn含量均低于对比例1，因此，采用本发明的造球方法，可有效提高固废的利用率，实现冶金固废的高效再利用，提升产率，并降低产品Zn含量。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例一种实现冶金固废高效利用的造球方法，将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，破碎获得的散料颗粒粒径小，散料颗粒作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免散料粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

(2)本发明实施例一种实现冶金固废高效利用的造球方法，将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，破碎获得的筛下粉颗粒作为造球工艺的原料，相比现有工艺中将筛下粉堆存、外销或少量烧结而言，实现了筛下粉的重复利用，筛下粉中Zn含量相比现有的造球原料更低但是却远高于钢铁流程中其他低锌原料，具备有回收价值，通过将筛下粉作为新的物料品种配加后，一方面可降低生球Zn含量，进而降低脱Zn工艺难度，经多次造球-脱 Zn工艺后，获得的筛下粉和成品球中Zn含量逐次降低，Zn脱除量更高，不仅提高了锌资源的回收利用，而且提高了产品质量，拓宽了耗用路径，另一方面则是筛下粉颗粒粒径小，作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免筛下粉颗粒粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

(3)本发明实施例一种实现冶金固废高效利用的造球方法，将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，一方面实现了筛下粉颗粒的回收利用，降低整个反应体系Zn含量并降低脱Zn难度，另一方面，散料和筛下粉经破碎后，粒径小，作为造球工艺的原料进行造球，可有效避免颗粒粒径过大影响了造球，进而影响到其产率的发挥。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种实现冶金固废高效利用的造球方法，其特征在于，包括：

将生球烘干工艺产生的散料进行破碎，获得散料颗粒；

将筛分工艺获得的筛下粉进行破碎，获得筛下粉颗粒；

将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球；

将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球；

所述将所述散料颗粒和所述筛下粉颗粒作为造球工艺的原料进行造球，获得生球,具体包括：

将所述散料颗粒、所述筛下粉颗粒、铁精粉、除尘灰、返料和粘结剂作为造球工艺的原料，加水混合后进行造球，获得生球；

所述除尘灰包括含碳类除尘灰；

或者，所述除尘灰包括含碳类除尘灰，还包括炼铁系统除尘灰和/或含钙类除尘灰；所述返料为生球筛分工艺产生的筛分料；

所述造球工艺的原料中，所述散料颗粒的质量分数≤25％，所述筛下粉颗粒的质量分数≤15％；

所述将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺，后进行脱Zn处理和所述筛分工艺，获得成品球，具体包括：

将所述生球进行生球筛分工艺和所述生球烘干工艺；

后通过转底炉进行脱Zn处理，冷却后进行所述筛分工艺，获得成品球。

2.根据权利要求1所述的一种实现冶金固废高效利用的造球方法，其特征在于，所述散料颗粒中，90％及以上的所述散料颗粒粒度＜200目。

3.根据权利要求1所述的一种实现冶金固废高效利用的造球方法，其特征在于，所述筛下粉颗粒中，90％及以上的所述筛下粉颗粒粒度＜200目。

4.根据权利要求1所述的一种实现冶金固废高效利用的造球方法，其特征在于，所述生球烘干工艺产生的散料破碎后作为所述造球工艺的原料；所述筛分工艺获得的筛下粉破碎后作为所述造球工艺的原料。

5.根据权利要求1所述的一种实现冶金固废高效利用的造球方法，其特征在于，所述生球筛分工艺产生的筛分料作为所述造球工艺的原料。

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