[發明專利]歐冶爐處置冶金行業含鋅固體廢棄物的方法

在審

• 申請號: 201810247679.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108456786A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 李維浩
• 申請（專利權）人: 新疆八一鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B19/30
• 分類號: C22B19/30;C22B19/20
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司 65107
• 代理人: 李振中

本發明公開了一種歐冶爐處置冶金行業含鋅固體廢棄物的方法，包括下列步驟：對冶金行業所產生的含鋅固體廢棄物：含鋅污泥或轉爐二次粉塵或電爐粉塵，與粗灰、氧化鐵皮粉末、石灰以及結合劑按重量百分比進行混勻，其中含鋅固體廢棄物重量配比為50%、粗灰為12%、氧化鐵皮粉末為27%、石灰為3%、結合劑為8%，然后使用冷壓造球機壓制成直徑40mm左右冷固含鋅污泥球團，其冷固含油污泥球團抗壓強度基本維持在800N/個球左右，加入歐冶爐使用。本發明能夠對含鋅固體廢棄物進行有效利用，使金屬鋅含量得到富集，粉塵產出總量減少。

技術領域

本發明涉及一種歐冶爐處置冶金行業含鋅固體廢棄物的方法。

背景技術

鋼鐵冶金企業內部每年各類粉塵和污泥產生量很大，其中的一部分為無鋅和低鋅的粉塵和污泥，這部分塵泥基本都得到二次利用。但部分含鋅較高的塵泥（鋅含量大于1%以上），其中包括高爐煤氣布袋灰、轉爐二次粉塵、電爐粉塵、歐冶爐污泥等。上述塵泥含有較高的鐵和碳，是一種可以利用值得回收的二次資源，但由于以上塵泥含鋅較高，如返回燒結生產將造成鋅在高爐、歐冶爐和燒結之間富集循環，對高爐生產帶來影響。故高爐鋅負荷一般要求小于0.2kg/t鐵，返回燒結的塵泥鋅含量必須小于1%。故上述高鋅塵泥無法返回燒結進行循環利用。以前，含鋅塵泥基本都露天堆放，不僅占用場地，而且直接帶來環境污染；更為嚴重的是，由于粉塵中含有Zn、Pb等金屬元素，露天堆放時，由于雨水和融雪等作用，有毒有害元素被滲入地下，從而進入植物和食物圈，產生嚴重的后果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種歐冶爐處置冶金行業含鋅固體廢棄物的方法，能夠對含鋅固體廢棄物進行有效利用，使金屬鋅含量得到富集，粉塵產出總量減少。

本發明的目的是這樣實現的，一種歐冶爐處置冶金行業含鋅固體廢棄物的方法，包括下列步驟：對冶金行業所產生的含鋅固體廢棄物：含鋅污泥或轉爐二次粉塵或電爐粉塵，與粗灰、氧化鐵皮粉末、石灰以及結合劑按重量百分比進行混勻，其中含鋅固體廢棄物重量配比為50%、粗灰為12%、氧化鐵皮粉末為27%、石灰為3%、結合劑為8%，然后使用冷壓造球機壓制成直徑40mm左右冷固含鋅污泥球團，其冷固含油污泥球團抗壓強度基本維持在800N/個球左右，加入歐冶爐使用。

鋅是一種銀白色金屬，20℃時的比重為7.133克／厘米3，Zn的熔點為419.5℃，Zn的沸點為906℃。在歐冶爐內Zn元素主要進行以下化學反應：

ZnO（固）﹢CO（氣）＝Zn（氣）﹢CO2（氣） （1）

△G0＝178020-111.67T，K＝（PZn?PCO2）／（ɑZnO?PCO）

C(固)+CO2（氣）＝2CO（氣） （2）

△G0＝170460-174.43T，K＝P2CO／(ɑc?PCO2)

根據以上反應，Zn元素在歐冶爐內完成還原、氧化和循環富集。

歐冶爐原燃料中Zn元素常以ZnS形式存在于礦石中，有時也呈碳酸鹽或硅酸鹽形式。根據Zn元素的化學特性，以及歐冶爐工況條件，Zn元素的化合物通常由三條路徑進入歐冶爐內部，即：從礦線由豎爐爐頂隨礦石帶入，由煤線隨燃料直接進入氣化爐拱頂，以及由煤制氣隨噴吹煤粉經氣化爐拱頂燒嘴直接進入氣化爐拱頂。以上三條路徑Zn的化合物最后都進入氣化爐拱頂。

當Zn的化合物進入氣化爐拱頂后，在氣化爐拱頂煤氣CO/CO2=1～5的條件下，在氣化爐拱頂1050℃高溫區還原成Zn，并以Zn蒸汽形式隨同還原煤氣進入發生煤氣管道。

還原煤氣在經過熱旋風除塵器后流向分為兩部分，其中80%還原煤氣進入豎爐，20%的還原煤氣進入冷煤氣填料洗滌器。