[發明專利]一種微波直接還原高爐瓦斯泥回收鋅和鐵的方法

無效

• 申請號: 201310016984.8
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103074495A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 許磊;彭金輝;劉秉國;張利波;王彬彬;郭勝惠;周敬文;夏洪應
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B19/30;C22B1/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及鋼鐵企業高爐產生的含鋅瓦斯泥的處理方法，具體涉及一種微波直接還原高爐瓦斯泥回收鋅和鐵的方法，屬于冶金工業固體廢棄物的綜合利用技術領域。

背景技術

高爐瓦斯灰（泥）是鋼鐵工業的副產品，在高爐煉鐵過程中隨高爐煤氣排出，主要含細粒鐵粉、炭粉和熔劑粉塵，經濕式除塵洗滌沉淀濃縮后，呈灰黑色泥漿狀。每生產1t鋼鐵將產生約20kg含鋅10%～20%的高爐瓦斯灰（泥）。若直接返回高爐利用，不但增加高爐能耗，減少高爐產量，還會因鋅的循環富集，導致鋅在高爐壁和煤氣排出管道結瘤結圈，影響煉鐵生產順利和降低高爐使用壽命，故必須對其進行除鋅分離處理后才能實現有效利用。據我國鋼鐵工業協會信息統計部數據顯示，2011年我國鋼產量達68326.5萬噸，約產生1366萬噸瓦斯泥，如果能回收利用，則可以節約大量鐵礦資源，同時，瓦斯泥中含有較高的金屬鋅，如果能分離出來并實現綜合利用，將具有重要的經濟價值。因此，開展對高爐瓦斯灰（泥）的回收利用，不僅可以使寶貴的資源得到充分的利用，還可以減少瓦斯泥堆放，減輕對環境的污染。

發明內容

本發明的目的在于將瓦斯泥進行綜合利用，提供一種微波直接還原高爐瓦斯泥回收鋅和鐵的方法，通過下列技術方案實現。

一種微波直接還原高爐瓦斯泥回收鋅和鐵的方法，經過下列各步驟：

（1）將高爐瓦斯泥與粘接劑混合，再配入高爐瓦斯泥與粘接劑總質量的10～20%的碳粉后進行造球；

（2）將步驟（1）所得球團，置于微波高溫反應腔體中，以頻率為2450±50MHz、功率為1～6KW，加熱速度為30℃/min進行微波加熱至1100～1200℃，并保溫1～2h，使瓦斯泥中的氧化鋅還原后以鋅蒸汽的形式揮發出來；

（3）將步驟（2）還原產生的鋅蒸汽經冷卻后得到超細氧化鋅粉，還原渣經遴選分離后回收得到鐵精礦。

所述步驟（1）中的粘接劑為聚乙烯醇

所述步驟（1）中的粘接劑加入量是高爐瓦斯泥質量的1～2%。

本發明利用微波高溫還原技術，以含鋅高爐瓦斯泥及碳粉的吸波特性，實現球團的快速升溫；使碳粉直接還原瓦斯泥中的氧化鋅，還原出的鋅蒸汽經收集后得到純度較高的超細氧化鋅粉，脫鋅后的金屬爐渣再進行回收利用。采用微波高溫直接還原技術對含鋅高爐瓦斯泥進行還原處理工藝主要表現出以下幾方面優點：

（1）采用該工藝對瓦斯泥進行處理可得到90%以上品味的氧化鋅粉，瓦斯泥中鋅的脫除率可達到98.5%，瓦斯泥微波直接還原焙燒渣的含鋅量僅為0.4%，符合高爐冶煉要求，可直接進行回收利用，其余還原渣中TFe達60.68%，金屬化率達80.49%，以金屬爐渣形式回收利用，可直接返回高爐進行循環利用。

（2）采用該工藝對含鋅高爐瓦斯泥進行處理，工藝簡單、流程短，不會產生額外的廢渣、廢水、廢氣，對環境不造成污染，并使瓦斯泥中的鋅揮發出來后以氧化鋅粉體的形式被收集，而高品位還原鐵渣返回工藝充分利用，保證了鋼鐵企業的資源循環利用，解決了含鋅高爐瓦斯泥中鋅的高效分離，具有明顯的社會效益和經濟效益。

（3）采用該工藝，不僅解決了瓦斯泥中因鋅的富集對高爐的損壞，提高了高爐的壽命，也實現了瓦斯泥中鋅、鐵資源的綜合利用，減輕了因大量高爐瓦斯泥堆放而帶來的環保問題。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明工藝流程作進一步闡述。

實施例1

以云南某鋼鐵公司高爐瓦斯泥為原料：主要成分（wt，%）為：TFe?38.15，Zn?6.88，C?10.43，SiO_2?7.40，Al₂O_3?3.26。

（1）按粘接劑加入量是高爐瓦斯泥質量的2%，將高爐瓦斯泥與粘接劑聚乙烯醇混合，再配入高爐瓦斯泥與粘接劑聚乙烯醇總質量的10%的碳粉后進行造球，球團粒度為3mm；

（2）將步驟（1）所得球團裝入陶瓷坩堝，置于微波高溫反應腔體中，以頻率為2450MHz、功率為5KW，加熱速度為30℃/min進行微波加熱至1200℃，并保溫1h，使瓦斯泥中的氧化鋅還原后以鋅蒸汽的形式揮發出來；

（3）將步驟（2）還原產生的鋅蒸汽經冷卻后得到超細氧化鋅粉，還原渣經遴選分離后回收得到鐵精礦。

瓦斯泥中鋅的脫除率可達到96.8%，收集到的氧化鋅品位達91.6%，金屬化爐渣中TFe達60.68%，金屬化率達80.49%。

實施例2