[發(fā)明專利]一種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610306128.X
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN105925744B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建良;劉征建;陳子羅;袁驤;李世欽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B13/08
• 分類號(hào): C21B13/08;C21B13/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼鐵廠粉塵處理工藝，尤其是涉及一種利用利用轉(zhuǎn)底爐在低溫下處理鋼鐵廠粉塵，生產(chǎn)珠鐵的同時(shí)回收有價(jià)元素鋅的轉(zhuǎn)底爐工藝。

背景技術(shù)

鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其主要產(chǎn)品鋼材涉及到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗＝鼛啄陙黼S著鋼鐵市場產(chǎn)能的嚴(yán)重過剩以及國際社會(huì)對環(huán)保工作的日益關(guān)注，使得鋼鐵企業(yè)處境艱難，因此尋求節(jié)能環(huán)保以降低運(yùn)行成本的出路顯得尤為重要。而粉塵是鋼鐵企業(yè)中污染最重同時(shí)也可以作為二次資源進(jìn)行回收的固體廢棄物，粉塵的高效回收利用會(huì)很大程度的提高鋼鐵廠的競爭力。

粉塵主要在燒結(jié)、煉鐵、煉鋼以及軋制等工序中產(chǎn)生，具有粒度細(xì)、成分復(fù)雜、產(chǎn)出量高的特點(diǎn)，粉塵粒度細(xì)容易漂浮在空氣中造成環(huán)境污染同時(shí)也給粉塵的收集帶來困難，成分復(fù)雜使得粉塵的回收難度上升。目前鋼鐵廠處理粉塵的方法主要是返回?zé)Y(jié)法，但是燒結(jié)過程不能脫除鋅、鉛等有害元素，對高爐煉鐵會(huì)產(chǎn)生一定影響。此外處理粉塵的工藝還包括濕法工藝和火法工藝，濕法工藝由于存在粉塵的處理效率低、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重且成本較高等缺點(diǎn)不作為主要的粉塵處理手段。火法工藝包括直接還原工藝和熔融還原工藝，熔融還原工藝處理粉塵的效率和鋅鉛等有害元素的脫除率均較高，但是需要很大的能耗。直接還原工藝是在海綿鐵的熔點(diǎn)之下對粉塵進(jìn)行的處理，具有有害元素脫除率高、能耗相對較低的優(yōu)點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)底爐工藝處理粉塵生產(chǎn)珠鐵的前景很大。

轉(zhuǎn)底爐工藝主要原料是含碳球團(tuán)，含碳球團(tuán)具有還原反應(yīng)速率快、還原徹底等優(yōu)點(diǎn)，因此在利用轉(zhuǎn)底爐處理粉塵時(shí)內(nèi)配碳，將粉塵壓制成一種特殊的含碳球團(tuán)。而轉(zhuǎn)底爐的問題在于處理效率低，生產(chǎn)珠鐵的熔分溫度較高(要求在1400℃以上)，尤其是處理脈石成分多、鐵品位低的粉塵團(tuán)塊需要較高的溫度和較長的時(shí)間。為此，本發(fā)明從改善焙燒環(huán)節(jié)出發(fā)，提出一種通過添加助熔劑來降低熔分溫度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產(chǎn)珠鐵的方法，該方法對原料的適應(yīng)性強(qiáng)，能利用鋼鐵廠不同流程上產(chǎn)生的粉塵，根據(jù)原料的基礎(chǔ)物性進(jìn)行配比。本發(fā)明提供一種利用鋼鐵廠粉塵低溫下快速生產(chǎn)珠鐵的工藝，將粉塵與還原劑、助熔劑混合后壓制成特殊的含碳球團(tuán)，其中還原劑可以為焦粉，助熔劑為鐵礬土(Al₂O₃≥40％，18％≤SiO₂≤30％，F(xiàn)e₂O₃≥10％)或者鋰輝石(LiAl[Si₂O₆]，3.0％<Li₂O<7.0％，17％<Al₂O≤25％，SiO₂<80％)，助熔劑用量為1％-5％。通過配加生石灰和硅石調(diào)節(jié)球團(tuán)的二元堿度。將配制好的含碳球團(tuán)在低溫下(1250℃～1350℃)能夠?qū)崿F(xiàn)渣鐵的快速熔分。

一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產(chǎn)珠鐵的方法，生產(chǎn)過程如下：

(1)自還原粉塵團(tuán)塊的壓制：將烘干后的粉塵與還原劑按C/O＝1.0～1.2進(jìn)行混合，并配入水泥作為粘結(jié)劑以及助熔劑混合均勻后壓制成團(tuán)塊，在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)72h后烘干4h即可得到具有一定冷態(tài)強(qiáng)度的粉塵自還原團(tuán)塊；

(2)自還原粉塵團(tuán)塊的脫鋅：當(dāng)團(tuán)塊溫度達(dá)到907℃后，團(tuán)塊中的鋅會(huì)被直接還原出來，隨著煙氣一起排出，在進(jìn)入煙塵之前會(huì)重新氧化成ZnO，通過煙塵回收裝置對其進(jìn)行回收用于煉鋅工業(yè)；

(3)自還原粉塵團(tuán)塊的還原熔分：在轉(zhuǎn)底爐底部耐火材料上鋪一層厚約5～10mm的焦粉，防止珠鐵粘結(jié)。然后在上面鋪上1～2層自還原粉塵團(tuán)塊，轉(zhuǎn)底爐以煤、煤氣或油作為燃料通過燒嘴將爐膛溫度控制在1250～1350℃，在此溫度下恒溫10～30min，最后得到金屬化率大于90％的珠鐵。

(4)珠鐵和渣殼的分離：生產(chǎn)的珠鐵與渣殼鑲嵌在一起，首先對產(chǎn)品進(jìn)行破碎，隨后利用磁選實(shí)現(xiàn)渣鐵的分離，磁選后所得的珠鐵可直接用于煉鐵或煉鋼工序。

利用含鋅粉塵生產(chǎn)珠鐵的轉(zhuǎn)底爐工藝與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐工藝相差不大，只需在原有的工藝上將爐膛溫度提高50℃～100℃，產(chǎn)品由金屬化球團(tuán)變?yōu)橹殍F。

自還原粉塵團(tuán)塊所用粉塵具有粒度細(xì)、比表面積大的特點(diǎn)，與還原劑的接觸面積大，還原時(shí)能夠快速反應(yīng)生成金屬鐵，同時(shí)配加的熔劑能夠降低渣的熔點(diǎn)，改善渣相的流動(dòng)性，這樣可以實(shí)現(xiàn)低溫下快速熔分。

低溫下實(shí)現(xiàn)自還原粉塵團(tuán)塊熔分的轉(zhuǎn)底爐工藝的主要設(shè)備包括：傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐設(shè)備、混料機(jī)、養(yǎng)護(hù)車間、破碎機(jī)、磁選分離機(jī)。