[發明專利]一種冶金固廢綜合利用方法

在審

• 申請號: 201710765253.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107686895A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 李菊艷;張國興
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B7/02;C22B19/30;C22B19/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,李欣榮

技術領域

本發明屬于冶金固廢處理技術領域，具體涉及一種利用冶煉渣及冶金塵泥的固廢綜合利用方法。

背景技術

冶金塵泥是鋼鐵工業生產過程排放的主要煙塵類廢棄物，排放量約為粗鋼產量的10％左右。以2016年我國粗鋼產量8.08億噸計算，塵泥的產生量約為8080萬噸，加上歷年堆存的數量，冶金塵泥數量巨大。塵泥中含鐵約30-40％，含鋅約2-3％，部分塵泥含碳約15～30％。若全部實現資源化利用，每年可回收鐵約2000-3000萬噸，回收鋅約200萬噸，回收碳480萬噸碳，可替代大量的礦產資源，經濟效益顯著。目前冶金塵泥通常采用返回燒結處理的方法，但帶來鋅循環富集，影響高爐生產順行的問題，火法處理含鋅塵泥是較好的辦法，但火法工藝投資高、工藝、設備復雜、能耗高，不利于大規模推廣使用。

冶金熔渣是鋼鐵企業生產過程中排放的高溫熔融廢棄物，主要是高爐熔渣及轉爐熔渣，噸鐵高爐渣排放量約300～400kg，噸鋼轉爐渣排放量約100kg。目前高爐渣主要采用水淬處理后用作水泥摻和料，轉爐渣多采用熱燜處理，使游離氧化鈣、氧化鎂消解后用于水泥、制磚、鋪路等生產，但鋼渣成分復雜，易磨性和活性差，相較于高爐水淬渣，產品附加值低。

目前，已有專利、文獻就轉爐渣改質或噴吹碳粉還原、改質進行報道，其缺點在于消耗大量的煤粉、石英砂或石灰，通過噴吹方式加入煤粉，增加了設備了復雜性和投資，此外，未就提鐵后的熔渣做進一步研究和處理，整個工藝經濟性不佳，難以工業化。

發明內容

本發明目的是提供一種冶金固廢綜合利用方法，將含鐵碳鋅的冶金塵泥加入高溫熔渣出渣過程中，利用熔渣顯熱及冶金塵泥中的碳資源與熔渣及塵泥中鐵、鋅發生還原反應，實現塵泥及熔渣中鐵、鋅資源的回收；解決含鋅塵泥返回燒結再利用帶來的鋅循環富集問題，同時有效利用了高溫熔渣余熱，具有良好的經濟和環境效益。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種冶金固廢綜合利用方法，它包括如下步驟：將鋼鐵冶煉過程中產生的高溫熔渣加入裝有冶金塵泥球的冶金爐中，對高溫熔渣和冶金塵泥球形成混合料的組成進行調控，反應生成鐵水、混合熔渣和鋅蒸汽，并控制所得混合熔渣所得MgO、CaO、Al₂O₃、SiO₂四元渣系中各組分及其含量為：MgO<20％，40％<CaO<80％，Al₂O₃<10％，SiO₂<50％；所得鐵水經出鐵裝置排出回收鐵水，鋅蒸汽經捕集回收得鋅粉；混合熔渣進行緩冷或速冷處理，分別得建筑材料或水泥熟料。

上述方案中，所述高溫熔渣的溫度為1400℃以上；高溫熔渣注入冶金爐的速度為1t/s以下，以促進混合料中各組分充分混合還原。

優選的，所述高溫熔渣為熔融轉爐渣。

上述方案中，所述冶金塵泥為燒結塵泥、高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥、電爐塵泥等中的一種或幾種。

上述方案中，所述冶金塵泥球的粒徑為3～20mm。

上述方案中，所述冶金塵泥球由冶金塵泥和添加劑進行混料、造球、干燥而成。

上述方案中，所述添加劑包括煤粉、石英砂、石灰石等可調節所得MgO、CaO、Al₂O₃、SiO₂四元渣系組成物質中的一種或幾種；所述添加劑用于調節所得混合料中的碳元素、CaO、Al₂O₃、SiO₂、MgO等體系含量，使所得混合熔渣中主要組分及其含量控制在MgO<20％，40％<CaO<80％，Al₂O₃<10％，SiO₂<50％。

在生產上述混合熔渣時，根據混合熔渣的組成要求、高爐熔渣和冶金塵泥的組成信息，在原料中進一步引入添加劑，使所得混合熔渣中CaO、Al₂O₃、SiO₂、MgO四元渣系滿足上述成分要求。

優選的，控制塵泥中鐵氧化物、鋅氧化物、冶金熔渣中鐵氧化物中氧原子含量之和與所得混合料中碳原子含量的摩爾比為1:(0.8～2.0)。

上述方案中，所述塵泥球的投入量為冶金熔渣質量的50％以下。

優選的，所述塵泥球的投入量為冶金熔渣質量的10～30％。