[發明專利]一種無害化回收處理不銹鋼除塵灰的方法及系統

有效

• 申請號: 202111472629.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN113862406B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 魏光升;周赟;朱榮;董凱;陳培敦;趙剛;薛志濤;薛波濤;殷齊敏;王俊海;王春陽;任鑫
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21B3/04
• 分類號: C21B3/04;C21C5/00;C21C7/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;于春曉

本發明提供一種無害化回收處理不銹鋼除塵灰的方法及系統，屬于冶金固廢回收處理技術領域。該方法將不銹鋼除塵灰收集、研磨與鈍化后，與碳粉和石灰粉按照特定比例進行預混，以此來提高不銹鋼除塵灰的噴流性和反應性。將預混后得到的除塵灰混合物料噴入冶煉爐，在熔池中將不銹鋼除塵灰中的Fe²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺和Cr⁶⁺完全還原，達到將不銹鋼除塵灰無害化處理的目的，同時高效回收不銹鋼除塵灰中的Fe、Cr等金屬元素。本發明整個處理過程不與外界環境接觸，徹底解決了不銹鋼除塵灰造成的環境污染問題，同時降低了煉鋼生產成本。

技術領域

本發明涉及冶金固廢回收處理技術領域，特別是指一種無害化回收處理不銹鋼除塵灰的方法及系統。

背景技術

不銹鋼生產過程中，會產生一定量的煙塵被各種除塵設備收集后形成不銹鋼除塵灰。不銹鋼除塵灰中含有大量的Fe²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺和Cr⁶⁺，這些高價金屬元素，特別是Cr⁶⁺，在堆積的過程中可以通過空氣傳播和地下水浸出對周圍的動植物產生毒害作用，危害身體健康，對環境造成嚴重污染。但是，Cr和Fe元素作為不銹鋼產品中的一種重要組成成分，有很高的回收價值，若能對Cr³⁺和Cr⁶⁺進行有效回收利用，不僅可以降低不銹鋼廠的環保壓力，還能造成可觀的經濟效益。

目前處理不銹鋼除塵灰的方法包括兩種：無害化填埋和綜合利用。無害化填埋法是將不銹鋼除塵灰與黏土均勻混合，然后在高溫下處理后填埋，該方法固化成本較高，且浪費了不銹鋼除塵灰中的鉻、鐵和鎳等金屬元素。綜合利用法是將不銹鋼除塵灰與其他原料混合進行造球或壓塊后再投入冶煉爐進行還原回收利用，但是造球或壓塊的工藝程序復雜，且加工過程會造成二次污染，同時球狀和塊狀的除塵灰反應效率低，導致其中的金屬元素的回收率不高。

現有技術中公開了利用不銹鋼除塵灰復合噴吹脫磷回收鉻的冶煉工藝，該方法僅考慮到不銹鋼除塵灰中Cr₂O₃（即Cr³⁺）的還原回收，而無法處理毒害性較強的Cr⁶⁺。現有技術中還公開了一種脫磷轉爐底噴吹不銹鋼除塵灰的系統及方法，與上述公開的利用不銹鋼除塵灰復合噴吹脫磷回收鉻的冶煉工藝相同，都是將不銹鋼除塵灰應用于預脫磷工藝，因而適應性較差，且都無法有效處理不銹鋼除塵灰中的Cr⁶⁺。現有技術中還公開了一種利用電弧爐處理不銹鋼除塵灰的方法，該方法將不銹鋼除塵灰和碳粉的混合粉劑噴入電弧爐內還原，而不銹鋼除塵灰比重大，碳粉顆粒流動性差，混合噴吹不銹鋼除塵灰和碳粉十分困難，且該方法除塵灰與碳粉的噴吹比例為100：（30~50），而電弧爐熔池本身含碳量較低，因此該方法在噴吹不銹鋼除塵灰過程中無法將其中的Cr³⁺和Cr⁶⁺的充分還原，后續再單獨噴吹碳粉，Cr³⁺和Cr⁶⁺進入渣中后也很難再被還原，同時該方法無法解決不銹鋼除塵灰在運輸和儲存過程中造成的環境污染。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種無害化回收處理不銹鋼除塵灰的方法及系統，能有效還原不銹鋼除塵灰中的Cr³⁺和Cr⁶⁺，回收除塵灰中的金屬元素，解決不銹鋼除塵灰造成的環境污染問題。

該方法將收集的不銹鋼除塵灰、碳粉及石灰粉按一定比例預混，預混后得到除塵灰混合物料并存儲于封閉料倉，待冶煉前將除塵灰混合物料加入冶煉噴射罐，冶煉時將除塵灰混合物料從冶煉噴射罐噴入冶煉爐內，使不銹鋼除塵灰中的Fe²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺和Cr⁶⁺充分還原進入冶煉爐的熔池；具體包括步驟如下：

S1：不銹鋼除塵灰在除塵灰封閉收集處理系統預處理后儲存備用；