[發明專利]一種含鋅塵泥與熔融鋼渣協同處理的系統及方法

在審

• 申請號: 202010930491.5
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112267021A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 徐洪軍;周和敏;張俊;沈朋飛;王鋒;齊淵洪;林萬舟;郝曉東;許海川
• 申請（專利權）人: 鋼研晟華科技股份有限公司;鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B5/10;C22B5/16;C22B19/04;C22B19/30;C22B1/00;C21B3/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 叢洪杰

本發明公開了一種含鋅塵泥與熔融鋼渣協同處理的系統及方法，屬于鋼鐵冶金技術領域，解決了現有含鋅塵泥等固廢處理投資大、能耗高、處理量有限；鋼渣處理方法存在鋼渣安定性差的問題。系統包括含鋅塵泥原料預處理單元、高溫熔融鋼渣轉運單元、熔分單元、熔分爐煙氣余熱回收及含鋅粉塵富集單元；含鋅塵泥經含鋅塵泥原料預處理單元處理后進入熔分單元，高溫熔融鋼渣轉運單元將熔融鋼渣輸送至熔分單元，含鋅塵泥和熔融鋼渣在熔分單元進行還原熔分；熔分單元包括熔分爐，熔分爐的爐頂設有入料溜槽，爐底設有爐底鐵芯和熔溝，爐底鐵芯和熔溝安裝于爐底座上；爐底鐵芯外部設置線圈，線圈外側設有鐵芯冷卻水系統。本發明的系統能避免凍爐現象，能耗低。

技術領域

本發明涉及冶金固廢資源綜合利用及余熱回收技術領域，具體地說是涉及一種含鋅塵泥與熔融鋼渣協同處理的系統及方法。

背景技術

我國2018年粗鋼產量為9.28億噸，煉鋼及煉鐵生產過程中產生大量的含鋅塵泥、高爐渣和鋼渣等，其中含鋅塵泥的排放量約為0.74～1.40億噸/年，鋼渣的排放量約為1.11～1.39億噸/年，高爐渣排放量約為4.64～5.56億噸/年，這些含鐵固廢若不能妥善處理，不僅占用土地，污染環境，同時嚴重影響了我們的生活。

鋼鐵廠含鋅塵泥主要包括高爐煉鐵，轉爐和電爐煉鋼產生的粉塵和污泥，塵泥中除了含有較高含量的TFe外，還富含C、Ca、Mg、K、Na、Pb、Zn、As等元素，其中TFe、Ca、Mg、C等可以在鋼鐵生產過程中直接回收利用，鋅、鉛、鉀、鈉等不能在鋼鐵生產過程中直接回收利用且對鋼鐵生產過程有害。

含鋅塵泥的處理方法主要有物理法、濕法、火法等。火法處理是指在高溫、還原性氣氛下，通過直接還原實現鋅鐵分離，通過布袋回收鋅粉的工藝方法，主要有燒結法、回轉窯法、轉底爐法等，該方法主要的缺點是投資大、能耗高、處理量有限。

鋼渣是煉鋼過程中化學反應的產物以及各種造渣材料等物料共同形成的復雜物質。由硅酸鈣類礦物、金屬鐵和鐵氧化物等化學物質組成，其中金屬鐵的質量含量在10％以上，鐵氧化物的質量含量在20％以上，硅酸鈣類礦物的質量含量在50％以上，同時熔融鋼渣的溫度高于1550℃，攜帶大量的物理顯熱，如果不能夠有效利用，將造成大量的資源和能源的浪費。

鋼渣具有渣鐵難分離、游離鈣高、安定性差的特性，造成鋼渣難以利用的現狀，盡管目前有水淬法、熱潑法、粒化輪法、風淬法、滾筒法及熱悶罐法等處理技術，但是仍然有很多弊端，無法實現有效利用，其利用率僅有25％，尤其是水淬工藝和熱悶罐工藝都需要消耗大量的水資源，尤其是造成大量的顯熱資源浪費，顯熱無法回收利用。

還原-熔分工藝是一種對原料具有廣泛的適應性，特別適用于固廢、冶煉渣的綜合利用。目前的回轉窯還原工藝能耗高，且產品為金屬化球團或粉料，不能直接獲得生鐵；回轉窯還原+電爐熔分不僅工藝能耗高，冶煉周期長；其它熔分方式容易發生凍爐現象，不利于啟停爐操作。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種含鋅塵泥與熔融鋼渣協同處理的系統及方法，至少能夠解決以下問題之一：(1)現有的含鋅塵泥等固廢處理投資大、能耗高、處理量有限；(2)現有鋼渣處理方法存在鋼渣安定性差，活性差，建材領域工程應用極大受限；(3)現有鋼渣處理方法鋼渣高溫顯熱沒有得到充分利用，同時鋼渣中鐵氧化物組分回收低；(4)現有的熔分工藝能耗高，冶煉周期長；且電爐容易發生凍爐現象，不利于啟停爐操作。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：