CN113621815A - 一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于钢铁企业固废处置技术领域，提供了一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，采用湿法工艺脱除高炉布袋灰的氯离子和碱金属，湿法浸出高炉布袋灰，脱除布袋灰中的氯离子和碱金属，脱除氯与碱金属后的滤渣1用于转底炉生产配料，含氯离子和碱金属的液体(浸出液1、滤液1)用于处理烧结机头除尘灰，将烧结机头除尘灰中的氯离子和碱金属脱出后，该滤渣2也用于烧结或转底炉配料，含氯和碱金属的液体(浸出液2、滤液2)经净化除杂以及蒸发结晶后生产氯化钾和氯化钠产品外销。工艺简单、能耗小、生产成本低、综合回收利用效果极佳，产出的铁精矿(富铁料)达到烧结矿的品位，氯化钾用于钾肥厂的原料，氯化钠用于生产除雪剂。
Description
技术领域
本发明属于钢铁企业固废处置技术领域，尤其涉及一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法。
背景技术
高炉布袋灰是高炉冶炼时随煤气排出的粉尘，各厂布袋灰成分有较大的差异，但其中的主要回收对像和物理特征有其共性，主要表现为；铁品位偏低，直接利用困难；锌含量波动大，因受其锌在高炉中循环的次数、原料中锌含量的波动，造成锌含量变化大；炭含量较高，一般在20％左右；物料粒度极细，并形成粗粒含炭高、细粒含锌高(-0.045mm粒级中，其分布率达74.79％)的特性，同时也发现有相当部份锌在还原过程中沉积在炭粒上。
现有高炉布袋灰的处理方式，国外主要有：旋流器脱锌法和金属化球团法。
旋流器脱锌法因脱锌率低、提高铁品位幅度小、处理后的污泥量大且不能利用，造成二次污染等问题，故较少采用。金属化球团法由于流程复杂、投资很高、经济效益不理想，故在应用上受到一定限制。
国内钢铁企业处理高炉布袋灰的方式主要有两种:一种是弃之不用；另一种是直接返回烧结利用。
直接废弃除造成环境污染外，还造成资源的浪费。
直接返回烧结作业时，因高炉布袋灰含铁不高(27～30％TFe)，除影响烧结矿的质量外，还由于高炉布袋灰没有经过脱锌处理就进入高炉，使高炉炉内锌不断循环富集，造成对高炉炉衬材料的浸蚀，影响高炉寿命。
烧结机头除尘灰是指烧结烟气经烟道进入电除尘器后收集的含铁量低、比重小、颗粒细的粉尘，这部分除尘灰的物理化学性质与烧结混合料相差甚远。
烧结机头除尘灰的主要成分来看，Fe含量平均30～35％左右，具有一定的回收利用的经济价值。硅钙镁铝等杂质占16％左右。这些成分主要来自烧结料中，有些未成球的粉状物料，在主抽风机的作用下，透过铺底料及篦条，抽至大烟道中，在除尘器中沉降下来。碱金属K、Na含量高，二者之和平均达到10～25％左右，部分企业的烧结机头除尘灰还含有2～15％的铅，以及银等重金属。碱金属高的主要原因是K、Na主要以氯化物的形式存在于烧结料中，而氯化钾氯化钠的沸点都在1400多度，在烧结的燃烧带中，氯化钾和氯化钠升华以气态的形式被抽到大烟道中，随着温度的降低，氯化钾和氯化钠以固态的形式冷凝析出。
目前烧结机头除尘灰的处理方式主要有两种：堆放或返回烧结。
堆放是环保部门明令禁止的，灰中含有8％～40％的可水溶卤化物，一旦遇到水，这些卤化物将溶解于水中，随水溢出或渗透，造成土质盐碱化和地表水卤化，环境危害极大。与此同时还会形成扬尘，造成新的空气污染源。
将烧结机头除尘灰返回烧结是不得已而为之。返回烧结，由于其粒度太细，不容易吸附在颗粒表面，降低了烧结过程透气性，从而恶化烧结过程，部分未成球的除尘灰又重新被抽到除尘器中，除尘器超负荷运行，造成除尘灰易结块，堵塞除尘器，粉尘排放浓度超标；烧结机头除尘灰中的碱金属在烧结机底部冷凝粘结在篦条间隙中，造成糊篦条，严重影响抽风效果，降低烧结矿产、质量。
碱金属的循环富集也会造成烧结矿中的K、Na含量超标，进而影响高炉冶炼。主要危害表现在：(1)对烧结矿的危害：碱金属会促使烧结矿的低温还原粉化指数升高，升高的幅度随铁矿石种类的不同而不同。当烧结矿中的碱金属含量增加后，烧结矿的RDI-0.5，RDI-3.15升高，而RDI+6.3降低。(2)对焦炭的危害：碱金属对焦炭冷态强度的影响不大，但碱金属会使焦炭的反应性(CRI)明显增加，焦炭的反应后强度明显降低。(3)对高炉的危害：降低高炉透气性，使高炉软熔带变宽，碱金属还会对耐火材料产生侵蚀，使高炉水温差异常升高。造成冶炼强度降低，焦比升高，高炉频繁结瘤，炉况不顺，操作失常，严重影响了高炉的利用系数。
因此，烧结机头除尘灰中的碱金属或有色金属需要脱除后，才能返回烧结继续使用。
发明内容
本发明提供一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，为了克服高炉布袋灰和烧结机头除尘灰上述现有处理方法存在的成本高、效果差的缺陷而提供一种工艺简单、能耗小、生产成本低、处理效果好、综合利用率高的方法。
本发明是这样实现的，一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，包括如下步骤：
步骤一：将高炉布袋灰和工业水先调浆，之后加入浸出剂1进行搅拌浸出，并经固液分离设备过滤，分离得到滤渣1和滤液1；
步骤二：滤液1从滤液中间池中代替工业水循环返回添加到步骤一中；
步骤三：滤液1中的氯离子达到70～100g/l时加入到烧结机头除尘灰一次浸出槽(池)中进行浸出处理，再进入到二次浸出槽(池)中与添加的浸出剂2进行搅拌浸出；并经固液分离设备过滤后，分离得到滤渣2(即富铁料)和滤液2；
步骤四：滤液2在滤液中间池分出一部分作为浸出剂2添加到步骤三中，其余的滤液2进入到净化设备中；
步骤五：滤液2在净化设备中被净化得到净化渣和净化液；
步骤六：净化液从净化液池中加入到蒸发器中进行蒸发浓缩结晶，晶体脱水产生的母液一并加入蒸发器中，蒸发过程中产生的冷凝水代替步骤一中的工业水以及晶体物质；
步骤七：晶体物质经过脱水后，形成氯化钾、氯化钠以及步骤六中的母液。
优选的，步骤一中：高炉布袋灰和工业水调浆时，其液固比重量比为2.5～3.5：1。
优选的，步骤一和步骤三中的搅拌浸出时间均为0.5～1.5小时。
优选的，步骤一中的滤渣含氯和碱金属，氯离子≤1％，水份≤20％，骤一和步骤三中滤渣用于后续作为转底炉生产原料使用。
优选的，步骤三中：滤液1与烧结机头除尘灰调浆时，其液固重量比比为2～3：1。
优选的，步骤三中的富铁料为含铁≥40％的铁精矿，其中含氯≤3.5％，水份≤22％。
优选的，步骤六中：蒸发结晶器以及后续的脱水中得出工业氯化钠和农用氯化钾，该工业氯化钠和农用氯化钾可向外销售。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，采用湿法工艺脱除高炉布袋灰的氯离子和碱金属，其工艺方法为：湿法浸出高炉布袋灰，脱除布袋灰中的氯离子和碱金属，脱除氯与碱金属后的滤渣1用于转底炉生产配料，含氯离子和碱金属的液体(浸出液1、滤液1)用于处理烧结机头除尘灰，将烧结机头除尘灰中的氯离子和碱金属脱出后，该滤渣2也用于烧结或转底炉配料，含氯和碱金属的液体(浸出液2、滤液2)经净化除杂以及蒸发结晶后生产氯化钾和氯化钠产品外销。本发明的有益效果是工艺简单、能耗小、生产成本低、综合回收利用效果极佳，产出的铁精矿(富铁料)达到烧结矿的品位，氯化钾用于钾肥厂的原料，氯化钠用于生产除雪剂等。
附图说明
图1为本发明的加工处理流程示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，包括如下步骤：
步骤一：将高炉布袋灰和工业水先调浆，之后加入浸出剂1进行搅拌浸出，并经固液分离设备过滤，分离得到滤渣和滤液1。其中：高炉布袋灰和工业水调浆时，其液固比重量比为2.5～3.5：1。搅拌浸出时间均为0.5～1.5小时；滤渣含氯和碱金属，氯离子≤1％，水份≤20％，用于后续作为转底炉生产原料使用。
步骤二：滤液1从滤液中间池中代替工业水循环返回添加到步骤一中；
步骤三：滤液1中的氯离子达到70～100g/l时加入到烧结机头除尘灰一次浸出槽(池)中进行浸出处理，再进入到二次浸出槽(池)中与添加的浸出剂2进行搅拌浸出；并经固液分离设备过滤后，分离得到滤渣2(即富铁料)和滤液2；滤液2与烧结机头除尘灰调浆时，其液固重量比比为2～3：1。搅拌浸出时间均为0.5～1.5小时；富铁料为含铁≥40％的铁精矿，其中含氯≤3.5％，水份≤22％；滤渣2用于后续作为转底炉生产原料使用。
步骤四：滤液2在滤液中间池分出一部分作为浸出剂2添加到步骤三中，其余的滤液2进入到净化设备中；
步骤五：滤液2在净化设备中被净化得到净化渣和净化液；
步骤六：净化液从净化液池中加入到蒸发器中进行蒸发浓缩结晶，晶体脱水产生的母液一并加入蒸发器中，蒸发过程中产生的冷凝水代替步骤一中的工业水以及晶体物质；
步骤七：晶体物质经过脱水后，形成氯化钾、氯化钠以及步骤六中的母液。
其中蒸发结晶器以及后续的脱水中得出工业氯化钠和农用氯化钾，该工业氯化钠和农用氯化钾可向外销售，用作资金的回收。
一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理方法，本发明采用工业水加浸出剂脱出灰中的氯及碱金属，氯离子与碱金属进入浸出液中。高炉布袋灰滤渣用于转底炉回收铁、锌等元素，碳做为转底炉生产的燃料使用，高炉布袋灰浸出液用于烧结机头除尘灰处理，经搅拌调浆、浸出、过滤、蒸发浓缩等工序，回收钾、钠等碱金属，生产出工业氯化钠和农用氯化钾外销，铁等元素返回烧结配料或转底炉生产配料。
高炉布袋灰脱除氯与碱金属后用于转底炉生产配料，处理高炉布袋灰的含盐水用于处理烧结机头除尘灰，生产出铁精矿(富铁料)和氯化钾、氯化钠产品，实现了高炉布袋灰与烧结机头除尘灰的资源化处理，整个算是过程的全循环，无新的副废排出。
本发明可使高炉布袋灰中氯的脱除率达到80％以上，碱金属的脱出率达到60％以上，脱氯、脱碱金属的布袋灰渣直接用于转底炉配料。烧结机头除尘灰脱氯后，氯离子的脱除率80％以上，碱金属的脱出率达到75％以上，脱氯、脱碱金属的烧结机头除尘灰渣(富铁料)直接用于烧结或转底炉配料。
本发明的有益效果是工艺简单、能耗小、生产成本低、资源化利用效果极佳，脱除氯与碱金属的布袋灰用于转底炉生产可有效提高转底炉的使用寿命，降低能耗、减缓对转底炉的腐蚀从而降低转底炉的运行成本，提高运行的稳定性。脱除氯与碱金属的烧结机头除尘灰可用于烧结配料或用于转底炉配料。将钢铁企业的固废变成二次资源，提高了钢铁企业的资源利用率，有明显的经济效益和社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将高炉布袋灰和工业水先调浆，之后加入浸出剂1进行搅拌浸出，并经固液分离设备过滤，分离得到滤渣1和滤液1；
步骤二：滤液1从滤液中间池中代替工业水循环返回添加到步骤一中；
步骤三：滤液1中的氯离子达到70～100g/l时加入到烧结机头除尘灰一次浸出槽(池)中进行浸出处理，再进入到二次浸出槽(池)中与添加的浸出剂2进行搅拌浸出；并经固液分离设备过滤后，分离得到滤渣2(即富铁料)和滤液2；
步骤四：滤液2在滤液中间池分出一部分作为浸出剂2添加到步骤三中，其余的滤液2进入到净化设备中；
步骤五：滤液2在净化设备中被净化得到净化渣和净化液；
步骤六：净化液从净化液池中加入到蒸发器中进行蒸发浓缩结晶，晶体脱水产生的母液一并加入蒸发器中，蒸发过程中产生的冷凝水代替步骤一中的工业水以及晶体物质；
步骤七：晶体物质经过脱水后，形成氯化钾、氯化钠以及步骤六中的母液。
2.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤一中：高炉布袋灰和工业水调浆时，其液固比重量比为2.5～3.5：1。
3.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤一和步骤三中的搅拌浸出时间均为0.5～1.5小时。
4.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤一中的滤渣含氯和碱金属，氯离子≤1％，水份≤20％，骤一和步骤三中滤渣用于后续作为转底炉生产原料使用。
5.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤三中：滤液1与烧结机头除尘灰调浆时，其液固重量比比为2～3：1。
6.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤三中的富铁料为含铁≥40％的铁精矿，其中含氯≤3.5％，水份≤22％。
7.如权利要求1所述的一种高炉布袋灰与烧结机头除尘灰联合资源化处理的方法，其特征在于：步骤六中：蒸发结晶器以及后续的脱水中得出工业氯化钠和农用氯化钾，该工业氯化钠和农用氯化钾可向外销售。
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| CN112899488A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 张家港宏昌钢板有限公司 | 一种高炉布袋除尘灰和烧结机头除尘灰协同处理的方法 |
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