[發明專利]一種高爐煙氣除塵灰綜合利用方法

在審

• 申請號: 201710742708.8
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107619946A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 唐復平;于淑娟;錢峰;侯洪宇;王麗慧;徐永鵬;王向鋒;曲和廷;張洪宇
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B19/30
• 分類號: C22B19/30;C22B7/02;C21B5/00;B03C1/02;B07B4/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及冶金廢棄物綜合利用技術領域，尤其涉及一種高爐煙氣除塵灰綜合利用方法。

背景技術

鋼鐵冶煉過程各工序都會產生大量的塵泥，由于塵泥具有一定的回用價值，鋼鐵企業一般作為二次原料返回燒結利用。目前，伴隨鋼鐵行業所產生的固體廢棄物不斷增加，環境保護問題日趨突顯。而且，隨著這些固體廢物在燒結的循環利用，有害元素不斷富集，對燒結礦的質量和工序順行造成明顯影響。

目前，國內很多鋼鐵企業將含鋅粉塵、污泥在燒結系統中的循環使用，造成鋅元素嚴重富集，鋅元素帶入給冶煉帶來了巨大危害，主要有：①在爐喉缸磚等部位形成爐瘤；②由于鋅聚集產生的爐內結瘤會導致高爐上部煤氣流紊亂，出現懸料崩料現象；③破壞爐襯造成高爐爐皮開裂；④在高爐煤氣上升管內冷凝、積聚造成上升管阻塞；⑤在高爐風口處沉積，對耐火材料侵蝕造成磚體疏松，導致風口上翹或破損；⑥引起焦比上升，降低料柱的透氣性；⑦爐前作業環境惡劣，能見度差。因此，有必要將含鋅粉塵、污泥分離出來進行加工處理。如何變廢為寶，將這些粉塵、污泥進行資源化和無害化處理，減少環境污染，已經成為鋼鐵企業迫在眉睫的問題。另一方面，我國是一個鋼鐵大國，冶金固廢的大量棄用或外排造成大量的資源浪費，其回收處理和循環利用也符合我國綠色可持續發展戰略要求。

20世紀70年代，國內外就開始有回收鋼鐵冶金固廢中的Zn、Pb、Fe的相關研究，最近也有相關工藝報道。隨著人們對環境問題的日益重視，如何合理開發利用除塵灰更引起了企業和環保部門的高度重視。國外如日本、美國等對粉塵、污泥的回收利用非常重視，由專業化工廠進行處理，已趨于資源化。冶金粉塵、污泥的利用包括：將金屬回收，用離子交換樹脂系統制備極高純度氧化鐵，用于做精用顏料、磁性材料、催化劑等。

胡曉洪等人發表題為《高爐瓦斯泥綜合利用的研究》的文章，采用磁選-搖床為最佳工藝流程。試驗所得鐵精礦全鐵含量大于62％。張漢泉等人發表題為《武鋼高爐瓦斯泥鐵回收工藝試驗研究》的文章，采用兩段重選工藝流程處理可獲得精泥產率31.8l％、含鐵品位61.51％，鐵回收率為51.64％的較理想指標。成海芳等人發表題為《攀鋼高爐瓦斯灰的綜合利用》的文章，采用重一浮選聯合，可使選出的鐵精礦品位達到47％～20％，回收率達到49.24％。潘國泰等人發表題為《淺談高爐瓦斯灰提碳提鐵工藝科技》的文章，采用重選及弱一強磁搭配的工藝來回收瓦斯灰中的鐵，獲得較好的處理效果，從使資源得到最大化的回收利用。張美芳等人發表題為《用選礦方法回收利用寶鋼高爐瓦斯泥》的文章，在試驗室用浮選-磁選或磁選-浮選聯合流程處理寶鋼高爐粉塵，可獲含鐵60％的鐵精礦，同時回收含碳67％的碳精粉。以上幾種方法為幾種物理法脫出除塵灰中鋅的方法，工藝較為簡單，處理成本較低，但處理效果均不夠顯著。

王靜松等人發表的題為《鋼鐵廠含鋅粉塵轉底爐直接還原與脫鋅試驗研究》采用鋼鐵廠含鋅粉塵制成內配碳球團，模擬轉底爐在1300℃和中性氣氛條件下，還原10min，金屬化率達80％，脫鋅率達97％；佘雪峰等人發表的題為《冶金粉塵中鋅、鉛及堿金脫除行為研究》采用鋼鐵企業含鋅粉塵制成含碳球團，在高溫條件下模擬轉底爐試驗，在碳氧比為1，溫度1250-1300℃條件下還原15min時金屬化率大于70％，脫鋅率達93.4％-98.8％。馬昱等人發表的題為《基于焙燒實驗的高爐瓦斯灰脫鋅、脫鉛基礎研究》采用火法脫除高爐瓦斯灰中的鋅，探索和分析了焙燒時間、焙燒溫度、堿度以及氯化物添加劑含量等因素對脫鋅效果的影響規律，優化火法脫鋅參數。這些方法處理含鋅塵泥效果顯著，但轉底爐工藝處理含鋅塵泥一次性投資巨大，且成本和能耗過高，經濟效益不顯著，在鋼鐵企業微利的今天較難大面積推廣應用。

諸榮孫等人發表的題為《高爐瓦斯灰氨浸脫鋅》的文章，研究采用氨水和氯化銨作為浸出劑脫出高爐瓦斯灰中的鋅。最佳浸出工藝條件為：采用液固比4:1混合后，室溫下采用600r/min的速度攪拌3h。在此條件下，鋅浸出率可達89％。此方法相比火法提鋅方案工藝流程簡單，投資規模較小，處理成本較低，且脫鋅效果顯著。但是，由于高爐瓦斯灰中鋅含量波動范圍較大，甚至同一鋼廠的不同高爐瓦斯灰中鋅含量相差30倍以上。采用此方案脫出低鋅瓦斯灰中的鋅時，難免導致配加浸出劑過量，造成資源浪費。所以，在工業生產過程中由于瓦斯灰含鋅量的波動給浸出劑的配入量帶來了困難。