[發明專利]一種不銹鋼酸洗污泥返回回轉窯-礦熱爐工藝利用的方法

有效

• 申請號: 202010225343.3
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN112063834B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 饒明軍;李光輝;姜濤;王健;張鑫;彭志偉;羅駿;朱忠平;游錦香;張濤;陳靖;段驕洋;孫虎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24;C22B1/248;C22B1/02;C22B5/10;C22B23/02;C22B34/32;C21B13/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及的不銹鋼酸洗污泥返回回轉窯?礦熱爐工藝利用的方法。本發明將不銹鋼酸洗污泥與部分紅土鎳礦和還原劑預先混合、制粒或造球，生球再與紅土鎳礦和還原劑在750～900℃下進行回轉窯預還原1～2小時，不銹鋼酸洗污泥的硫酸鹽被還原成二氧化硫以氣態形式脫除，污泥中的脫硫率超過95％，焙砂中硫含量低于0.1％，可以得到滿足礦熱爐冶煉要求的優質爐料，污泥中的堿性組分還可以強化后續礦熱爐熔煉分離，提高金屬回收率。本發明在實現不銹鋼酸洗污泥無害化處置的同時，還實現其有價金屬鐵、鎳、鉻的有效回收，有利于不銹鋼酸洗污泥在廠區內的資源化循環利用，消除酸洗污泥的環境隱患，并為不銹鋼企業創造經濟效益。

技術領域

本發明涉及的不銹鋼酸洗污泥返回回轉窯-礦熱爐工藝利用的方法，屬于鋼鐵冶金、危險固體廢棄物資源化利用技術領域。

技術背景

隨著不銹鋼工業不斷發展，不銹鋼作為一種高端的材料在國民經濟建設中發揮著越來越重要的作用。在不銹鋼生產過程中，為了增加不銹鋼的抗腐蝕性能，在不銹鋼軋制后會使用由硫酸、硝酸、氫氟酸構成的混合酸進行表面酸洗，酸洗過程產生的含大量金屬離子的酸性廢水，經化學還原、消石灰或生石灰中和沉淀形成含有大量重金屬的不銹鋼酸洗污泥，是一種典型的危險固體廢棄物。

不銹鋼酸洗污泥現有的處置方法包括：以固化填埋為主的無害化處置方式和以濕法或火法回收有價金屬為主的資源化處置方式。使用各種有機或無機的固化劑可以使污泥中重金屬離子固化，但是固化填埋不能從源頭上解決污泥對環境的潛在危害。采用酸浸或氨浸等濕法工藝可以回收不銹鋼酸洗污泥中大部分的金屬，金屬的回收率較高，但濕法處理的工藝流程長，在處理過程中會產生大量的廢水和廢渣易造成二次污染。火法處理工藝相對簡單且處理量大，現有的代表性工藝有In-METCO工藝、STAR熔融還原工藝、直接還原工藝等，在火法處理工藝中有價金屬的回收率較高。但含硫高的污泥直接返回到冶金過程中會導致合金產品品質降低。

專利CN101353708B公布了一種以氧化鎳礦和不銹鋼生產廢棄去為原料的鎳礦冶煉工藝，該專利申請公開的技術方案采用以40～50％氧化鎳礦、25～35％不銹鋼冶煉除塵灰和15～25％不銹鋼酸洗污泥的混合料配加18～26％的焦粉和工業蜂蜜制備成500mm×500mm×25mm的團塊，在1350℃下焙燒，焙燒礦配加焦粉進入礦熱爐冶煉鎳鐵。該工藝預先焙燒溫度高達1350℃且焦粉用量大，兩步高溫過程能耗高，且僅適用于鐵、鎳含量高的污泥，針對高硫、低鐵的不銹鋼酸洗污泥該工藝可行性有待考證。

專利CN108048648A公布了一種回轉窯低溫碳氫聯合還原處理氧化鐵皮和不銹鋼酸洗污泥的工藝，該工藝將氧化鐵皮、不銹鋼酸洗污泥及焦粉按照5:5:1混合制成3～5mm的顆粒，經回轉窯干燥預熱后在1150～1250℃還原90～120min后，冷卻磁選，得到供電爐或轉爐冶煉的金屬產品，回收污泥中的有價金屬。該工藝實現氧化鐵皮和不銹鋼酸洗污泥的資源化利用，但該工藝總體流程長，合金中間產品還需后續電爐熔煉。

發明內容：

針對現有對不銹鋼酸洗污泥火法處理工藝存在產品質量差、能耗高等問題，本發明提出了一種不銹鋼酸洗污泥返回回轉窯-礦熱爐工藝利用的方法，實現污泥的資源化利用。

本發明旨在提供一種將不銹鋼酸洗污泥返回紅土鎳礦配料在回轉窯-礦熱爐中實現其資源化利用的處理工藝技術，使污泥中的硫酸鈣在回轉窯預還原階段以二氧化硫的形式脫除，降低進入電爐爐料中的硫含量。本發明通過大量的研究發現，三氧化二鐵、三氧化二鋁、二氧化硅等組分能夠促進硫酸鈣的分解，而腐泥土型的紅土鎳礦中同時具備三氧化二鐵、三氧化二鋁、二氧化硅等組分且含量較高可作為一種復合型的脫硫劑。將不銹鋼酸洗污泥返回到紅土鎳礦中經預還原焙燒，污泥中的硫酸鹽都基本轉變成為二氧化硫，得到的預還原焙砂中硫含量低，可直接進入礦熱爐冶煉。

本發明一種不銹鋼酸洗污泥返回回轉窯-礦熱爐工藝利用的方法，將不銹鋼酸洗污泥與紅土鎳礦、還原劑配料、混合、造球，得到生球，生球再與紅土鎳礦、還原劑進行配料、混合，混合料在回轉窯中進行干燥、預還原，焙砂熱裝礦熱爐熔煉生產鐵鎳鉻合金。