[發明專利]含鋅粉塵配碳團塊高溫直接還原脫鋅方法

無效

• 申請號: 201010113833.0
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN102168182A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 王東彥;鮑小曄;李肇毅
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B19/30
• 分類號: C22B19/30;C22B7/02;C21B13/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及煤基高溫直接還原技術領域，特別涉及含鋅粉塵配碳團塊高溫直接還原脫鋅方法。

背景技術

碳基高溫直接還原技術是處理鋼鐵廠煉鋼和煉鐵過程中產生的含鋅粉塵或塵泥的重要方法之一。該法是將含鋅粉塵配碳造塊后，在1000℃以上的高溫下直接還原，制成一定金屬化率的含鐵爐料和將料塊中的鋅等金屬還原揮發收集起來，分別將前者(含鐵爐料)用于鋼鐵廠的煉鐵或煉鋼，后者(揮發收集起來的富含鋅金屬及其氧化物的二次粉塵)用于鋅品生產的原料。在這種方法中，將料塊中的鋅盡可能多地除掉，即使鋅的揮發脫除率盡可能提高，并在除塵系統中進行收集是人們特別希望做到的事情。如JP?2006316333A、JP?9209047A等即給出了此種技術的例子。

上述現有技術的主要工藝步驟及其工藝參數為：

1)在粉塵中配入添加劑并混合均勻；

2)混合造塊：在上述步驟得到的均勻混合物中配入含碳細粉和其它添加劑，如粘結劑等，其中配入的含碳物質的量按C/O(料塊單質C與鐵氧化物和鋅氧化物中的O的摩爾比或原子比)(摩爾比或原子比)＝1-1.5確定，且料塊最大厚度不超過50mm；

3)將料塊烘干后，在1000℃以上的高溫下直接還原15分鐘以上，形成一定金屬化率的含鐵爐料和將料塊中的鋅揮發收集起來；

4)含鐵爐料用于鋼鐵廠的煉鐵或煉鋼，揮發收集起來的富含鋅金屬及其氧化物的二次粉塵用于鋅品生產的原料。

現有技術中所涉及的含鋅粉塵(泥)中的含鋅量在5％以上的部分，采用上述工藝步驟基本上可以獲得較高的脫鋅率。

但含鋅量在2％以下的鋼鐵廠粉塵(泥)的產出量也很大，且其還原脫鋅后含鐵爐料中的含鋅量即便在0.1％以上對高壓大型高爐煉鐵過程也是超標的。

現有技術針對含鋅量在2％以下的含鋅粉塵，必須采用提高還原溫度、增加還原時間，配入更多的含碳量或提高球團堿度來提高鋅的脫除率，這些方法固然對提高團塊的脫除率有利，但在增加了還原過程消耗的同時，脫鋅率提高的程度并不理想，如當原料鋅含量在1％時，脫鋅率只能達80％.因此，在鋅含量較低(含鋅量在2％以下)的情況下，如能在不增加還原過程消耗的條件下，提高含鋅粉塵或塵泥中鋅的揮發率，對提高直接還原技術的應用效果是十分有利的。

發明內容

本發明的目的是提供一種含鋅粉塵配碳團塊高溫直接還原脫鋅方法，將配碳球團中加入含MgCO₃物質(如菱鎂石粉，白云石粉等)的比例和粒度調整到合適的范圍，以便進一步提高脫鋅率。此外，還可與調整堿度配合，提高脫鋅率。

為實現上述目的，本發明的技術方案是，

一種含鋅粉塵配碳團塊高溫直接還原脫鋅方法，包括如下步驟：

1)分析并確定鋅含量低于2wt％的含鋅粉塵中MgCO₃的含量，如果MgCO₃含量小于6.5％，則進行步驟2)；如果MgCO₃含量大于等于6.5％，則直接進行步驟3)或4)；

2)如果MgCO₃含量小于6.5％，向含鋅粉塵中加入含MgCO₃添加劑，使造塊混合物中的MgCO₃含量大于等于6.5wt％；

3)當完成步驟2)后，可直接進入步驟4)，還可向上述混合物中進一步添加白云石泥餅、石灰石泥餅、破碎成粉的鋼渣、石灰、消石灰及其任意兩種或多種的混合，使其均勻混合物中的四元即CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃堿度提高到1.3～2.6之間；上述添加物的加入量可根據堿度值算出CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃的含量來確定，但要保證均勻混合物中的MgCO₃含量仍大于等于6.5wt％；

4)將步驟2)或3)制得的均勻混合物加入含碳物質如煤粉、焦粉、石油焦粉、石墨粉中的一種或幾種，均勻混合后滾制或壓制成最大厚度不超過50毫米的團塊；含碳物質的加入量按團塊中單質C與鐵氧化物和鋅氧化物中的O的摩爾比或原子比1～1.5來確定；

5)將步驟4)獲得的團塊在1100～1350℃范圍內加熱15分鐘以上，還原揮發出其中的鋅并將氧化鐵還原成金屬鐵。

進一步，以上的物料配入和混合過程可在滾筒、或混碾機內進行，充分混合均勻的物料可按物料的成球水分滾球成形或在不大于5％的水分下壓制成型；之后，放入高溫還原爐內進行高溫直接還原處理。