[發(fā)明專利]利用高爐含鋅灰生產(chǎn)海綿鐵及富鋅料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210258693.5
• 申請(qǐng)日: 2012-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN102766718A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙沛;郭培民;龐建明;葛雷;杜東輝;楊龍進(jìn);張威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新冶高科技集團(tuán)有限公司;武漢北湖勝達(dá)制鐵有限公司
• 主分類號(hào): C21B13/08
• 分類號(hào): C21B13/08;C22B7/02;C22B19/30
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼廠廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種利用高爐含鋅灰生產(chǎn)海綿鐵及富鋅料的方法，適用于高爐含鋅灰的綜合處理。

背景技術(shù)

我國鋼鐵行業(yè)每年產(chǎn)生大約千萬噸級(jí)的高爐灰，高爐灰含有鋅、鉛、砷等有害元素，簡(jiǎn)單地將高爐灰傾倒至野外或填埋，這些重金屬元素在雨水的作用下會(huì)逐漸地浸出來，污染周邊土壤、河流、地下水，殃及農(nóng)作物和動(dòng)物，最終對(duì)人類產(chǎn)生危害。目前高爐含鋅灰對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)引起人們和政府的重視。

我國最早的高爐含鋅灰資源化方法是直接將高爐含鋅灰在鋼鐵廠內(nèi)循環(huán)使用，即用它作為一種燒結(jié)原料，但是鋅在高爐內(nèi)的循環(huán)富集會(huì)縮短爐襯的壽命和引起高爐結(jié)瘤，影響高爐的正常操作。

現(xiàn)有的物理法處理高爐含鋅灰工藝主要有磁選法、重選法、浮選法、水力旋流分級(jí)法以及這幾種方法的不同組合工藝。缺點(diǎn)是選出的鐵礦品位較低、鐵的收得率較低。

濕法處理工藝存在如下問題：鋅鉛的浸出率較低，浸出渣既難以作為原料在鋼鐵廠循環(huán)利用，也滿足不了環(huán)保法提出的堆放要求；單元操作過多，浸出劑消耗較多，成本較高；設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，大多數(shù)操作條件較惡劣；對(duì)原料比較敏感，使工藝難以優(yōu)化；處理過程中引入的硫、氯等易造成新的環(huán)境污染。

目前采用火法處理高爐含鋅灰的方法主要來自日本，一種是早期的回轉(zhuǎn)窯技術(shù)，比較有代表性的是日本住友金屬開發(fā)的SPM（Sumitomo?Pre-reduction?Method）工藝，將傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯冶煉富鐵礦生產(chǎn)海綿鐵工藝的主要思路繼承過來，首先將各種泥漿脫水后，與各種粉塵和還原劑混合，再將混合料加入到回轉(zhuǎn)干燥窯中，通過干燥，生產(chǎn)出原始球團(tuán)；然后將原始球團(tuán)加入到回轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)過預(yù)熱和還原、除鋅，得到金屬化爐料，金屬化爐料再經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯冷卻，通過篩分將大于7㎜的產(chǎn)品作為高爐入爐料；小于7㎜的粉末需重新燒結(jié)。

日本開發(fā)的回轉(zhuǎn)窯處理高爐含鋅灰，重點(diǎn)在于脫除高爐灰中的鋅，而鐵產(chǎn)品質(zhì)量差，表現(xiàn)在渣鐵混合，金屬化率較低，只能作為高爐爐料使用。也就是通過回轉(zhuǎn)窯工藝將高爐灰內(nèi)的鋅去除，然后再作為高爐的原料。當(dāng)然與直接將高爐含鋅灰作為高爐原料來說，還是有技術(shù)進(jìn)步的。

隨著技術(shù)的發(fā)展，日本的回轉(zhuǎn)窯處理高爐含鋅灰技術(shù)被后來開發(fā)的轉(zhuǎn)底爐所代替。轉(zhuǎn)底爐可以較好地將鋅從高爐灰中分離，同時(shí)得到一定金屬化率的含鐵球團(tuán)。馬鋼幾年前從日本引進(jìn)了1套處理高爐含鋅灰用的轉(zhuǎn)底爐。轉(zhuǎn)底爐在處理高爐含鋅灰實(shí)踐中存在一些突出問題，表現(xiàn)在：（1）轉(zhuǎn)底爐工藝粉塵大，雖然通過壓球和干燥處理，但是含碳球團(tuán)中存在一定量的水，將它突然加入高溫狀態(tài)，容易爆裂，實(shí)踐表明粉塵量可達(dá)30％水平，需要處理，既增加能耗，又惡化工藝順行；（2）高溫?fù)Q熱器容易堵塞，由于粉塵量大，特別是含鋅、鉛等粉塵很容易粘結(jié)在換熱器壁上，影響換熱效率，時(shí)間長了，影響工藝順行；（3）鐵產(chǎn)品質(zhì)量差，在采用氧化氣氛的轉(zhuǎn)底爐回收鋅，影響鐵的還原，實(shí)踐表明金屬化率較低，在50～70％之間，同時(shí)大量脈石與金屬鐵混在一起，產(chǎn)品不是海綿鐵，只能作為冷卻劑或普通爐料加在轉(zhuǎn)爐或高爐內(nèi)。

中國在本世紀(jì)也在研究高爐含鋅灰的綜合利用技術(shù)，申請(qǐng)?zhí)?00710193281.7和201110040852.X的申請(qǐng)專利，采用日本上世紀(jì)回轉(zhuǎn)窯還原技術(shù)，將高爐灰的鋅富集，同時(shí)含鐵料作為高爐的原料，這就是日本上世紀(jì)的做法，已被后來開發(fā)的轉(zhuǎn)底爐技術(shù)代替。

由上述分析可見，目前高爐含鋅灰的利用主要是脫鋅，而鐵的利用較差，其主要難點(diǎn)在于高爐含鋅灰中的鐵較低，正常低于40％，將如此低的含鐵及爐渣混合物分離難度很大，

申請(qǐng)?zhí)枮?00810058950.4的申請(qǐng)專利，采用超細(xì)磨的方法對(duì)回轉(zhuǎn)窯還原得到的渣鐵還原物進(jìn)行磁選的辦法，得到含鐵為50％～70％的精礦粉，但是由于還原后的鐵晶粒細(xì)微，難以有效與爐渣分離，導(dǎo)致鐵的收得率只有50％左右水平，并且部分鐵在選磨的過程中二次氧化，鐵產(chǎn)品也只能是精礦粉，不是海綿鐵，造成資源浪費(fèi)。

除了鐵含量低的原因外，第二個(gè)重要原因是鐵還原需要還原氣氛，轉(zhuǎn)底爐是弱氧化性氣氛，渣鐵混合物中鐵的金屬化率低。回轉(zhuǎn)窯還原高爐含鋅灰，從國內(nèi)外的申請(qǐng)專利來看，只控制還原溫度，未提及控制窯頭的還原氣氛，因此鐵的金屬化率也難以保證。

高爐含鋅灰中鐵含量低，同時(shí)目前冶煉裝備的還原氣氛難以保證，是目前高爐含鋅灰中鐵資源利用差的重要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用高爐含鋅灰生產(chǎn)海綿鐵及富鋅料的方法，能夠制得海綿鐵，使得全鐵含量大于85％，金屬化率大于85％。