[發明專利]利用鋼渣質熱耦合技術處理燒結工序除塵灰的方法

在審

• 申請號: 202211340814.0
• 申請日: 2022-10-29
• 公開（公告）號: CN115505745A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 劉文勝;劉仁博
• 申請（專利權）人: 新源縣渣寶環保技術有限公司
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C21C5/28;C21B3/06;C22B13/02;C22B5/10;C22B1/00;C04B7/147;C04B7/26
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本發明公開了一種利用鋼渣質熱耦合技術處理燒結工序除塵灰的方法，涉及鋼渣質熱耦合技術與鋼鐵企業燒結工序產生的工藝除塵灰資源化利用兩個技術領域。發明人利用轉爐鋼渣熱態性質，將燒結機尾除塵灰經過處理后與轉爐鋼渣混合，利用高溫鋼渣回收燒結除塵灰中的鐵元素與重金屬鉛，作為轉爐冶煉易切削鋼的重要原料，尾渣則作為建材或道路建設材料資源化利用，尾渣中有害物質成礦封存，達到無害化處理的工藝目的，彰顯技術創新的力量。

技術領域

本發明涉及一種利用鋼渣質熱耦合技術處理燒結工序除塵灰的方法，涉及鋼渣質熱耦合技術與鋼鐵企業燒結工序產生的工藝除塵灰資源化利用兩個技術領域。

背景技術

我國鋼鐵生產以高爐-轉爐長流程為主，燒結礦約占高爐爐料的70%～75%。在燒結過程中粉塵的產生量約占燒結礦總量的1%～2%。在燒結過程中產生的除塵灰，分為工藝除塵灰和環境除塵灰兩大類。

燒結工藝除塵灰分為機頭除塵灰和機尾除塵灰兩種。我國鋼鐵工業規模龐大，不同鋼鐵廠燒結配料不同，產生的燒結除塵灰成分也不盡相同，但基本類似，西北某廠的燒結工藝灰的成分見下表：

從上表可知，燒結工藝除塵灰的基本特點是Pb、Zn、K、Na含量高，這些元素是影響高爐順行的有害物質，所以燒結工藝除塵灰的資源化利用是行業的難題。查閱文獻（1）郭玉華，馬忠民，王東鋒等人在2014年第1期《燒結球團》雜質上公布了題為“燒結除塵灰資源化利用新進展”的論文。文中有“當前，國內燒結除塵灰絕大部分還是返回燒結利用，由于其固有的弊端，其中的有害元素沒有路徑排出，必將對燒結礦質量，進而對高爐煉鐵造成負面影響?！钡膬热荼硎觯唬?）康凌晨，張壘，張大華等人在2015年第3期《工業安全與環?！冯s志上公布了題為“燒結機頭電除塵灰的處理與利用”的論文，文中有“當前，燒結機頭電除塵灰的處理與利用已經取得了很多進展，但仍存在不少問題。整體上講，現有技術對除塵灰的處理缺乏系統的解決方案，對于各種金屬資源的利用局限于某個點而缺少對多種資源同時利用的統一考慮和合理化方案?！钡膬热荼硎?；（3）彭程，范建峰在2019年第2期《鋼鐵》雜志上公布了題為“寶鋼轉底爐工藝技術發展”的論文，文中有“鋼鐵生產工藝過程中，會產生大量的塵泥，每生產1 t鋼材要產生超過100 kg 的含鐵塵泥。這些塵泥中含有大量有價值的鐵資源，但塵泥中也含有鋅、鉀、鈉、鉛和氯等有害元素，如果直接返回鋼鐵生產主工藝中會給鋼鐵生產帶來較大危害，有必要將這些有害雜質去除后再返回到鋼鐵生產工藝中。轉底爐工藝通過高溫固態還原反應可以有效脫除塵泥中的鋅、鉀、鈉、鉛和氯等有害元素，生產的DRI返回鋼鐵生產，產生的蒸汽返回生產蒸汽管網，生產的鋅粉作為鋅冶煉原料，實現了含鐵含鋅塵泥資源綜合利用?！钡膬热荼硎觥?/p>

鋼渣是煉鋼過程中的副產物，含有大量的余熱難以利用，并且鋼渣堿度較高，鋼渣中過高的f-CaO影響了鋼渣資源化利用的安全性。目前利用鋼渣改質技術解決鋼渣穩定性的研究已經很多，但是利用鋼渣改質技術協同固廢處理的技術還沒有開展。查閱文獻（1）許瑩，王巧玲，胡晨光，張孜孜在2019年第2期《礦產綜合利用》雜志上公布了題為“液態鋼渣在線重構技術研究進展”的論文，文中有：“本文簡述了鋼渣的的特性及存在的問題，并重點綜述液態鋼渣在線重構中調質組分、溫度制度、冷卻制度、氣氛制度、均混制度、工藝設備以及熱力學與動力學研究對重構鋼渣膠凝活性和體積安定性的影響；最后針對于鋼渣在線重構所存在的問題及鋼鐵行業中較先進的技術展望鋼渣在線重構的發展趨勢。”，文中沒有提及利用鋼渣處理拜耳赤泥的內容；（2）周勇，陳偉在2010年第2期《余熱鍋爐》雜志上，公布了題為“高溫熔融鋼渣顯熱回收分析”的論文，文中有：“受制于生產工藝流程及后續利用的要求，鋼渣顯熱回收技術開發難度極大。國外從上世紀70年代開始相關研究和實驗，目前還處于工業實驗階段，尚未實現工業應用。”的內容表述。

綜上所述，目前行業還沒有利用鋼渣質熱耦合技術資源化利用燒結工藝除塵灰的工藝方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用鋼渣質熱耦合技術處理燒結工序除塵灰的方法，利用轉爐鋼渣熱態性質，將燒結機尾除塵灰經過處理后與轉爐鋼渣混合，對尾渣中有害物質成礦封存，達到無害化處理的目的。