[發明專利]環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法

有效

• 申請號: 202010601425.3
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111850195B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張建良;徐潤生;劉征建;王廣偉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B5/06;C21B7/00;C22B7/02;C22B19/30;C22B13/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發明提供了一種環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法。選用熱壓型煤、含鋅粉塵壓塊以及煤粉與鋼鐵廠粉塵組成的混合噴吹物作為高爐冶煉原料，采用環保改進型高爐對鋼鐵廠含鋅固廢粉塵進行低料線還原冶煉，減少上部料柱對下部爐料的擠壓破損。在低料線料面的上部增設有氧氣燒嘴，用于在冶煉過程中鼓吹常溫氧氣燃燒放熱，以分解所述熱壓型煤炭化產生的焦油。在低料線料面的上部還增設有物料噴吹燒嘴，實現對鋼鐵廠含鋅固廢的循環冶煉，進而富集回收除塵灰中的有價元素。本發明通過對高爐冶煉原料進行改進，并針對改進的高爐原料對高爐結構及冶煉工藝進行適應性的優化，從而實現含鋅固廢的高效、環保和低能耗的高爐回收處理。

技術領域

本發明屬于鋼鐵廠固體廢棄物處理技術領域，尤其涉及一種環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法。

背景技術

高爐是目前煉鐵生產的最主要容器，主要使用原料為燒結礦、球團礦、焦炭和少量的噴吹煤粉。雖然高爐煉鐵的高效性與經濟性使其在我國鋼鐵冶煉中占據最重要的地位，但高爐對優質資源的消耗及帶來的大量污染物排放，給我國節能環保帶來了嚴重的挑戰。因此，目前越來越多的高爐由單一煉鐵功能向煉鐵與固廢協同處理的方向發展。

德國DK廢物循環和生鐵冶煉公司以轉爐除塵灰為主，配加少量的粗顆粒鐵礦粉混合燒結成燒結礦，然后送入高爐冶煉獲得生鐵和富鋅粉塵，每年可生產1.7萬噸富鋅粉塵(高爐處理轉爐含鋅粉塵，世界鋼鐵，2013(5)：8-10)。在此方法中，DK高爐的鋅負荷高達38kg/t鐵，高爐的實際功能為處理含鋅粉塵，但由于高爐內存在鋅的循環，導致高爐還原劑的消耗量較高。國內多數鋼鐵企業也是將鋼鐵廠含鐵粉塵循環輸送給燒結工序，但國內高爐對原燃料中有害元素有嚴格的控制，因此國內鋼鐵廠的粉塵循環利用與燒結的使用量都較低。鞍鋼、邢鋼、湘鋼等少數鋼鐵企業將鋼鐵廠粉塵直接噴吹進入高爐，也取得一定的效果，但對噴吹粉塵的種類、粒度和數量都有嚴格的限制。因此采用現有高爐冶煉技術處理鋼鐵廠含鋅固廢還存在對冶煉原料的組成控制較嚴格、能源消耗大、污染較嚴重、處理效率低等問題，尚無法大規模、高效率利用高爐冶煉處理含鋅固廢。

有鑒于此，本發明提供一種環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法。對高爐冶煉原料結構進行改進，并針對改進的高爐原料對高爐結構及冶煉工藝進行適應性的優化，從而實現高效、環保、低能耗的高爐冶煉回收處理含鋅固廢。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法。對高爐冶煉原料結構進行改進，并針對改進的高爐原料對高爐結構及冶煉工藝進行適應性的優化，從而實現高效、環保、低能耗的高爐冶煉，進而循環回收處理含鋅固廢。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種環保改進型高爐處理鋼鐵廠含鋅固廢的方法，采用環保改進型高爐冶煉處理鋼鐵廠含鋅固廢粉塵；所述高爐冶煉采用低料線操作，以減少上部料柱對下部爐料的擠壓破損；所述高爐低料線料面的上部增設有氧氣燒嘴和物料噴吹燒嘴。

所述環保改進型高爐冶煉包括以下步驟：

S1.分別制備熱壓型煤、含鋅粉塵壓塊以及煤粉與鋼鐵廠粉塵組成的混合噴吹物，作為所述環保改進型高爐冶煉的原料；該原料采用熱壓型煤和含鋅粉塵壓塊取代傳統的高污染和高能耗的焦炭和燒結礦，能夠大幅度提高高爐冶煉時的節能減排能力。

S2.采用所述環保改進型高爐的低料線操作，對步驟S1所述的原料進行高爐冶煉；并將高爐冶煉產生的爐頂煤氣通入除塵系統進行除塵，得到除塵灰和爐頂循環煤氣；

在冶煉過程中從所述氧氣燒嘴鼓吹常溫氧氣以燃燒放熱，分解所述熱壓型煤炭化產生的焦油；

S3.將步驟S2得到的所述爐頂循環煤氣從所述物料噴吹燒嘴返回所述高爐內，循環燃燒；

具體地，冶煉時采用氮氣輸送高碳除塵灰，回收處理高爐自返除塵灰；同時大量爐頂煤氣也返回用于高爐噴吹燃燒，從而補充熱量，降低高爐燃料消耗。