[發明專利]一種電爐灰的脫鋅處理方法

在審

• 申請號: 202210058320.7
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN116497223A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 王如意;劉劍平;柳向椿;吳偉民;施允;石磊
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B1/02;C22B1/248;C22B19/30;C22B19/20
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種電爐灰的脫鋅處理方法，將電爐灰與鈣基半干法脫硫灰配料混勻后壓制成球獲得原料球團；將所述原料球團進行中溫焙燒，焙燒完成后分別獲得含鋅產物和含硫煙氣；所述含鋅產物破碎后通過酸浸處理或磁選處理實現鋅的脫除。本發明的電爐灰的脫鋅處理方法，充分利用電爐灰和脫硫灰中的有效組分，通過中溫焙燒，轉變電爐灰中鋅和和脫硫灰中硫存在的相態，再用酸浸或磁選實現電爐灰中鋅的脫除，同時利用中溫焙燒直接分解以及電爐灰中富含的鐵氧化物轉化分解實現鈣基半干法脫硫灰硫的轉化脫除。

技術領域

本發明屬于固廢處理與資源化技術領域，尤其涉及一種電爐灰的脫鋅處理方法。

背景技術

電弧爐EAF粉塵包括碳鋼、合金鋼以及不銹鋼粉塵；隨著我國鋼鐵工業及電力工業的發展，廢鋼的不斷增多，以及特種鋼材需求的不斷增加，電弧爐煉鋼產量將會不斷增加，產生的粉塵量也將與年俱增。電弧爐冶煉噸鋼約產生粉塵15-30kg，我國電爐煉鋼約0.7億多噸，每年約產生200多萬噸粉塵；電爐灰中富含鋅平均含量約10％左右，折算金屬鋅量為20多萬噸，而全球鋅資源相對稀缺，回收價值顯著；電爐粉塵中富含Fe、Zn、Pb等元素，處理不當粉塵中Pb、Zn等有毒元素會對環境造成嚴重污染。而直接返回高爐煉鐵，Zn、Pb等在高爐內循環富集則會縮短爐襯壽命、結瘤堵塞煤氣管道等，對高爐的生產順行等造成不利影響，所以電爐灰現在普遍脫鋅后返生產利用。

電爐灰中含鋅量較高，且鋅主要以鐵酸鋅的礦相賦存，其尖晶石結構穩定，不僅難于被酸溶解浸出，且難溶于堿溶液，所以一般采用高溫冶金還原工藝進行脫鋅處理，比如炭基還原技術和高溫熔融還原技術；其中炭基還原技術，將電爐灰配加炭基還原劑后，送入轉底爐或回轉窯等經加熱后進入還原區，鐵氧化物還原大部分變成還原鐵，粉塵中Zn化合物還原變成Zn蒸氣在固相層揮發，并在上部快速氧化并冷卻成ZnO后隨著煙氣排出。高溫熔融還原技術，將廢棄物中有價金屬氧化物配炭熔融還原成金屬，其中低沸點金屬如Zn、Pb等揮發后于氣相再氧化成氧化鋅和氧化鉛，以氧化物形式回收供煉鋅用，高沸點金屬主要成分為Fe，形成生鐵可供電爐煉鋼原料之用，若其中含有Ni、Cr則可作為不銹鋼冶煉原料；而其他的CaO、SiO₂等氧化物轉為熔渣，冷卻后可作建材使用；高溫冶金熔融還原爐溫度約1400℃，以電為能源，回收氧化鋅的純度可達60％以上，且Fe可以完全回收，爐渣性質穩定。上述兩種高溫冶金還原工藝存在反應溫度較高、需配加炭基還原劑從而碳耗能耗較高，不太能夠滿足低碳要求。

而半干法脫硫灰為鋼鐵、電廠和水泥等行業工業煙氣采用鈣基半干法脫硫產生的副產物，外觀灰白，含水率低，粒徑細，主要成分為CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·2H₂O、CaCO₃和Ca(OH)₂，另含有少量CaCl₂、重金屬和飛灰等；因含亞硫酸鈣和少量氯，導致性質不穩定或腐蝕，利用難度大。

鑒于上述情況，亟待研發一種新的電爐灰脫鋅技術，解決現有技術中存在的高耗能高碳的缺陷，并能夠協同利用半干法脫硫灰和電爐灰中的有效成分。

發明內容

針對現有主流技術中存在的高能耗高碳缺陷，本發明的目的是提供一種相對低碳的電爐灰脫鋅處理方法，利用電爐灰和鈣基半干法脫硫灰中的有效組分，通過中溫焙燒，轉變電爐灰和脫硫灰中鋅、硫存在的相態，即電爐灰中的鐵酸鋅和脫硫灰中轉化生成的或原有的氧化鈣反應生成氧化鋅和鐵酸鈣；再用酸浸或磁選處理實現電爐灰中鋅的脫除，同時利用中溫焙燒直接分解以及電爐灰中富含的鐵氧化物的轉化分解實現鈣基半干法脫硫灰中的硫轉為SO₂從而脫除。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種電爐灰的脫鋅處理方法，

將電爐灰與鈣基半干法脫硫灰配料混合均勻后壓制成球獲得原料球團；將所述原料球團進行中溫焙燒，焙燒完成后分別獲得含鋅產物和含硫煙氣；所述含鋅產物破碎后通過酸浸處理或磁選處理實現鋅的脫除。