一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法，高炉瓦斯灰、转炉OG泥混合、造球；湿球团干燥预热，干燥预热热源为回转窑高温烟气经高低温复合空气换热器产生的热风；在回转窑窑头设置粒煤喷枪、残炭喷枪和粒矿喷枪，将高挥发份煤、残炭、高品位铁矿喷吹入窑；干燥后的球团送入回转窑，在回转窑内直接还原及高温固结后，得到高温金属化球团；金属化球团与过剩残炭等物料经冷却到常温后，磁选分离，得到金属化球团；出回转窑的高温烟气经脱除大颗粒粉尘，再进入高低温复合空气换热器冷却，然后进入布袋除尘器，回收氧化锌粉。本发明专利技术使钢铁企业产生的高锌含铁尘泥得到了高效利用，解决了高锌含铁尘泥堆积所造成的环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金和矿物工程
，是一种钢铁企业高锌含铁尘泥生产金属化炉料、回收氧化锌粉的工艺。
技术介绍
含铁尘泥是钢铁工业种类最多、成分最杂的固体废物，总产生量约占钢铁产量的5～6%，是仅次于高炉渣、钢渣的第三大宗固体废物。钢铁生产过程中产生的含铁尘泥主要有：烧结除尘灰、球团除尘灰、高炉瓦斯灰、转炉OG泥、炼钢除尘灰、出铁场集尘等。含铁尘泥的主要成分为铁，其铁含量一般为TFe30～65%，同时含有一定的Zn、K、Na等有害元素，其中高炉瓦斯灰泥含Zn高的可达7～10%，在此称为高锌含铁尘泥。在钢铁企业中，炼铁及炼钢尘泥中锌主要以ZnO形式存在，当含铁尘泥供烧结进行利用时，由于烧结过程为氧化性气氛，物料中含有的氧化锌仍然会留存在烧结矿中，最终造成锌在高炉内的循环富集，影响高炉的正常生产。目前，除烧结除尘灰、球团除尘灰供烧结机进行利用外，其余高锌含铁尘泥大量堆积。目前存在用回转窑处理高锌含铁尘泥的工艺，但存在收集的锌灰ZnO含量低、脱锌率低、还原后的物料金属化率低、回转窑产能低等问题。目前处理高锌含铁尘泥的回转窑工艺不造球，因此在回转窑转动过程中产生大量粉尘，粉尘随烟气进入除尘系统，经布袋除尘后，进入锌灰，使收集的锌灰ZnO含量降低；由于没有采取措施强化窑内还原性气氛，在高温还原中后期还原性气氛较弱，还原反应速度降低、甚至停滞，造成还原后的物料金属化率低、还原后的物料中含锌仍然较高（1%左右）、脱锌率低、回转窑产能低等问题。
技术实现思路
本专利技术为解决以上技术问题，提出一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法。本专利技术采用的技术方案是：一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法，其步骤为：（1）高炉瓦斯灰、转炉OG泥按30～40：60～70比例配料及混合后，采用圆盘造球方法生产粒度为8～15mm的湿球团；（2）湿球团经皮带输送到链箅机或带式干燥机，进行干燥预热，干燥预热所需热源为回转窑高温烟气经空气换热器产生的热风；（3）球团经干燥预热后的温度为500℃左右，球团由链箅机或带式干燥机送入回转窑，在回转窑内经过窑温1050～1100℃、时间90～120min的直接还原及高温固结后，得到高温金属化球团，回转窑由含碳燃料燃烧放热，高温金属化球团混有残炭；（4）混有残炭的高温金属化球团冷却到常温后，经干式磁选机进行磁选分离，分离出磁性物料和非磁性物料，得到金属化率及强度较高的金属化球团和非磁性物料，所得金属化球团供给高炉或转炉使用，非磁性物料经3mm振动筛筛分后，-3mm部分作为整个系统的排灰点排出，+3mm部分经矿物分离机分出残炭和废石，废石排出，残炭作为可回收物料，回收利用；（5）回转窑设二次燃烧室，出回转窑的高温烟气经二次燃烧室将回转窑排出的烟气中未完全燃烧的可燃物进行二次燃烧，烟气进一步经重力除尘器脱除大颗粒粉尘，而后进入高低温复合空气换热器冷却，烟气冷却后温度降至180～200℃，然后进入布袋除尘器，回收含氧化锌粉烟尘，回收的含氧化锌粉烟尘含有ZnO50～60%。所述高低温复合空气换热器接受的烟气温度不大于1000℃，高低温复合空气换热器与二次燃烧室之间的连通通道设有掺冷风机，当二次燃烧室排出烟气温度大于1000℃时，掺冷风机开启，向连通通道吹入冷风，高温烟气掺混冷风后降温至1000℃以下，所述高低温复合空气换热器为二级换热器，第一级高温段为陶瓷换热器，可将高温烟气温度降至600℃左右，并产生500～700℃的高温热风，第二级低温段为金属换热器，将高温烟气温度由600℃左右降至180～200℃，并产生300～400℃的低温热风；高低温复合空气换热器产生的300～400℃热风鼓入链箅机或带式干燥机干燥段，作为湿球团干燥热源，产生的500～700℃热风一部分鼓入链箅机或带式干燥机预热段，作为球团预热热源；一部分由回转窑窑头鼓入窑内作为高温助燃风。所述湿球团干燥预热的时间为20～40min。混有残炭的高温金属化球团却到常温时所用的冷却机构为间接式水冷冷却筒。在所述高低温复合空气换热器的烟气通道内设置集尘漏斗，进一步脱除烟气中的粉尘，以此提高所回收的含氧化锌粉烟尘中的ZnO含量。在回转窑窑头设置粒煤喷枪、残炭喷枪和粒矿喷枪，粒煤喷枪喷吹粒度为5～15mm高挥发份煤，喷吹粒煤的比例为球团质量的5～10%；残炭喷枪喷吹粒度为3～15mm残炭，喷吹残炭的比例为球团质量的3～5%；粒矿喷枪喷吹粒度为5～10mm高品位铁矿，喷吹高品位铁矿的比例为球团质量的15～20%。进一步的，以窑头出口为回转窑窑长起点，粒度为5～15mm高挥发份煤喷吹到回转窑窑长的1/2～1/3处，粒度为3～15mm的残炭喷吹到回转窑窑长的3/5～1/2处，粒度为5～10mm高品位铁矿喷吹到回转窑窑长的1/2～1/3处；喷吹入窑的高挥发份煤在窑内高温下，放出挥发份，挥发份中的H2在穿过料层时作为还原剂，高挥发份煤中的C及残炭中的C与料层内产生的CO2发生碳气化反应放出CO，实现了碳氢联合还原，提高还原反应速度，高品位铁矿粒喷入窑后，在窑内高温下，粒矿中的铁氧化物与料层内的CO发生反应放出CO2，CO2作为“增氧剂”与喷入窑内的高挥发粒煤中的C及残炭中的C发生碳气化反应放出两倍的CO，增强了料层内的还原性气氛，改善了还原反应动力学条件，这就是高品位粒矿的“增氧”作用。本专利技术所取得的有益效果是：1、本专利技术在处理高锌含铁尘泥的同时，有效利用了尘泥中铁及碳资源，大幅度降低了尘泥中锌、钾和钠等有害碱金属元素，降低了高炉碱金属负荷，对提高高炉使用寿命具有重要意义；2、通过利用回转窑处理高锌含铁尘泥，不仅可回收高品质氧化锌粉，而且还可以生产出金属化率及强度较高的金属化球团供给高炉使用；3、通过在窑头喷吹高挥发份粒煤、残炭、粒矿，实现了碳氢联合还原，增强了还原反应中后期的还原气氛，强化了铁、锌氧化物的还原反应，解决了回转窑处理高锌含铁尘泥金属化率较低、锌含量较高的问题；4、本专利技术使钢铁企业产生的高锌含铁尘泥得到了高效利用，解决了高锌含铁尘泥堆积所造成的环境污染。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图；图2是本专利技术的设备关系简图。具体实施方式本专利技术为利用钢铁企业生产过程中产生的炼铁及炼钢高锌含铁尘泥生产高炉或转炉用的金属化炉料，采用的生产工艺为：（1）高炉瓦斯灰、转炉OG泥按30～40：60～70比例配料及混合后，采用圆盘造球方法生产粒度为8～15mm的湿球团；（2）湿球团经皮带输送到链箅机（或带式干燥机，分干燥段和预热段）进行干燥预热，干燥预热热源为回转窑高温烟气经空气换热器产生的热风。回转窑排烟温度在800℃以上，回转窑后设二次燃烧室，将回转窑排出的烟气中未燃烧完全的可燃物进行二次燃烧，二次燃烧室排出烟气温度为1000℃左右，二次燃烧室烟气经高低温复合空气换热器产生高温热风（500～700℃）和低温热风（300～400℃）。二次燃烧室烟气进入高低温复合空气换热器前设置掺冷风机保护，当二次燃烧室排出烟气温度大于1000℃时，掺冷风机开启。高低温复合空气换热器为二级换热器，第一级高温段为陶瓷换热器，可将高温烟气温度由1000℃左右降至600℃左右，并产生500～700℃的高温热风；第二级低温段为金属换热器，可将高温烟气温度由600℃左右降至180～200℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法，其步骤为：（1）高炉瓦斯灰、转炉OG泥按30～40：60～70比例配料及混合后，采用圆盘造球方法生产粒度为8～15mm的湿球团；（2）湿球团经皮带输送到链箅机或带式干燥机，进行干燥预热，干燥预热所需热源为回转窑高温烟气经空气换热器产生的热风；（3）球团经干燥预热后的温度为500℃左右，球团由链箅机或带式干燥机送入回转窑，在回转窑内经过窑温1050～1100℃、时间90～120min的直接还原及高温固结后，得到高温金属化球团，回转窑由含碳燃料燃烧放热，高温金属化球团混有残炭；（4）混有残炭的高温金属化球团冷却到常温后，经干式磁选机进行磁选分离，分离出磁性物料和非磁性物料，得到金属化率及强度较高的金属化球团和非磁性物料，所得金属化球团供给高炉或转炉使用，非磁性物料经3mm振动筛筛分后，‑3mm部分作为整个系统的排灰点排出，+3mm部分经矿物分离机分出残炭和废石，废石排出，残炭作为可回收物料，回收利用；（5）回转窑设二次燃烧室，出回转窑的高温烟气经二次燃烧室将回转窑排出的烟气中未完全燃烧的可燃物进行二次燃烧，烟气进一步经重力除尘器脱除大颗粒粉尘，而后进入高低温复合空气换热器冷却，烟气冷却后温度降至180～200℃，然后进入布袋除尘器，回收含氧化锌粉烟尘，回收的含氧化锌粉烟尘含有ZnO 50～60%。...

【技术特征摘要】
1.一种利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法，其步骤为：（1）高炉瓦斯灰、转炉OG泥按30～40：60～70比例配料及混合后，采用圆盘造球方法生产粒度为8～15mm的湿球团；（2）湿球团经皮带输送到链箅机或带式干燥机，进行干燥预热，干燥预热所需热源为回转窑高温烟气经空气换热器产生的热风；（3）球团经干燥预热后的温度为500℃左右，球团由链箅机或带式干燥机送入回转窑，在回转窑内经过窑温1050～1100℃、时间90～120min的直接还原及高温固结后，得到高温金属化球团，回转窑由含碳燃料燃烧放热，高温金属化球团混有残炭；（4）混有残炭的高温金属化球团冷却到常温后，经干式磁选机进行磁选分离，分离出磁性物料和非磁性物料，得到金属化率及强度较高的金属化球团和非磁性物料，所得金属化球团供给高炉或转炉使用，非磁性物料经3mm振动筛筛分后，-3mm部分作为整个系统的排灰点排出，+3mm部分经矿物分离机分出残炭和废石，废石排出，残炭作为可回收物料，回收利用；（5）回转窑设二次燃烧室，出回转窑的高温烟气经二次燃烧室将回转窑排出的烟气中未完全燃烧的可燃物进行二次燃烧，烟气进一步经重力除尘器脱除大颗粒粉尘，而后进入高低温复合空气换热器冷却，烟气冷却后温度降至180～200℃，然后进入布袋除尘器，回收含氧化锌粉烟尘，回收的含氧化锌粉烟尘含有ZnO50～60%。2.根据权利要求1所述的利用回转窑处理高锌含铁尘泥的方法，其特征是：所述高低温复合空气换热器接受的烟气温度不大于1000℃，高低温复合空气换热器与二次燃烧室之间的连通通道设有掺冷风机，当二次燃烧室排出烟气温度大于1000℃时，掺冷风机开启，向连通通道吹入冷风，高温烟气掺混冷风后降温至1000℃以下，所述高低温复合空气换热器为二级换热器，第一级高温段为陶瓷换热器，可将高温烟气温度降至600℃左右，并产生500～700℃的高温热风，第二级低温段为金属换热器，将高温烟气温度由600℃左右降至180～200℃，并产生300～400℃的低温热风；高低温复合空气换...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，鲁逢霖，展仁礼，权芳民，雷鹏飞，张志刚，王欣，李慧春，郭忆，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62