一种处理含锌粉尘的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种处理含锌粉尘的方法及其系统。所述系统包括：原料预处理系统，环形焙烧炉，锌回收系统以及铁渣分离系统。本发明专利技术进一步公开了应用所述系统处理含锌粉尘的方法，包括：(1)将含锌粉尘、还原剂和粘结剂进行混合、润磨、造球和烘干处理球团；(2)将烘干球团通过环形焙烧炉的进料口布到炉床上，最后通过冷却炉腔的出料口排出；进入铁渣分离系统依次进行磨矿处理和磁选处理，获得金属铁粉和磁选尾渣；产生的高温烟气最终进入锌回收系统收集得到挥发出的有价金属粉尘。本发明专利技术高效利用钢铁厂含锌粉尘，实现铁、碳和锌等元素的综合回收利用，工序流程短、燃料消耗少、有效减少了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含锌粉尘的方法及其系统
本专利技术涉及一种处理含锌粉尘的系统，本专利技术进一步涉及应用该系统处理含锌粉尘的方法，属于含锌粉尘的综合利用领域。
技术介绍
随着钢铁工业的迅猛发展，含锌粉尘每年排放量十分巨大。目前，该类粉尘由于长期得不到有效处理，在许多钢厂附近堆积如山，不仅占据了大量的土地，也污染了环境，对人身体造成了危害，又浪费了其中铁、锌、铅、碳等有价资源。钢铁厂含锌粉尘中富含铁、碳、锌、铅等物质，综合利用价值较高。如能回收利用，则铁、碳可以节约部分煤炭和铁矿资源，铅锌可用来制作电池、导电材料，也可用来做各种锌合金。因此，如何高效利用钢铁厂含锌铅粉尘并提高其综合附加值，减少环境污染，成为冶金企业面临的重大课题。目前国内很多钢铁企业将含锌、铅粉尘作为原料直接配入烧结、球团料，该方法最为简单，能一定程度上实现了铁资源的回收利用，具有投入少，见效快，无需改变原有工艺等优点，但存在配料、混合困难等问题，且会造成有害元素的循环和富集，给高炉带来危害，属于含铁尘泥的粗放型利用，不能彻底解决含铁尘泥高效资源化利用的问题，严重制约了钢铁厂的可持续发展。中国专利申请号为201310599292.0的专利技术专利公开了一种钢铁厂含锌粉尘磁化焙烧方法及其装置与应用，它包括备料、焙烧步骤，具体包括筛分破碎置入焙烧容器中，焙烧容器放入加热炉，加热炉升温至800～1000℃，控温3～5h后降温至200℃以下出炉冷却得到磁化焙烧铁精矿。该方法所存在的主要缺陷是：磁化焙烧后的铁精矿，铁主要为氧化态，品位低；磁化焙烧后需降温冷却，浪费球团显热，所用生产设备为隧道窑炉，焙烧时间长，能耗高、污染大。中国专利申请号为200610069619.3的专利技术专利公开了一种褐铁矿和钢铁厂含锌粉尘生产铁精粉的方法及还原焙烧炉，采用褐铁矿和钢铁厂含锌粉尘或镜铁矿、赤铁矿、硫酸渣为原料，使用倾斜旋转式还原焙烧炉，炉腔压力为250-350Pa，在还原气氛条件下，矿料由低温旋转移动到650-900℃，并冷却磁化，最后经磁选成分铁精粉。该方法的主要缺陷是采用一端加热，炉体温度分布不均匀，物料在炉体内不断翻滚、摩擦易粉化，粉料容易发生结圈，炉内比炉体外的气压大250Pa-350Pa，煤气和空气可能将粉料吹出炉外，生产效率低。综合以上可见，现有的处理钢铁厂含锌粉尘的方法或设备中，不同程度的存在不能实现铁、碳和锌等元素的综合回收利用，工序流程长、燃料消耗高、环境污染严重等系列问题，有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种处理含锌粉尘的专用系统；本专利技术的目的之二是提供一种应用所述专用系统处理含锌粉尘的方法；本专利技术所提供的处理钢铁厂含锌粉尘的方法和系统可实现钢铁厂含锌粉尘中铁、碳、锌等有价元素的回收利用，提高其综合附加值，减少环境污染。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种处理含锌粉尘的系统，包括：原料预处理系统，环形焙烧炉，锌回收系统以及铁渣分离系统；其中，原料预处理系统的出料口与环形焙烧炉的进料口相连；锌回收系统的进口与环形焙烧炉的烟道出口相连，铁渣分离分离系统的进料口与环形焙烧炉的出料口相连。其中，所述的原料预处理系统实现所有物料的配料、混合、成型和干燥，以便获得满足入炉要求的干球团，包括依次连接的混合物料设备、润磨设备、造球团设备和球团干燥设备；所述环形焙烧炉包括壳体，炉床以及驱动装置；所述壳体形成环形炉腔，炉床可转动且位于环形炉腔的下部，驱动装置与炉床相连；其中，环形炉腔由多个径向的挡墙分隔为首尾依次相连的低温还原炉腔、晶粒长大炉腔和冷却炉腔；在干燥炉腔设有入料口，在冷却炉腔设有出料口；所述挡墙从壳体的顶壁和侧壁向下方延伸并与炉床保持间隔，优选的，所述的间隔是10-20cm；设置挡墙以减少相邻区域的气流的扰动，进而减少对各区域的温度和气氛产生影响；同时，对区域按角度进行划分，以合理控制球团在各个区域停留时间，获得良好的还原和渣铁分离效果。其中，在低温还原炉腔内设有多个辐射管；晶粒长大炉腔装有火焰加热装置；在冷却炉腔的顶壁设有水冷装置；对应于低温还原炉腔外部的炉墙中部设置烟道，烟道的另一端与所述的锌回收系统的入口连接。将烟道设置在低温还原炉腔，尽量减少烟气带走的热量。待烟气温度降至200℃以下时，采用布袋除尘，收集挥发出的铅、锌等有价金属粉尘。作为本专利技术的一种优选的结构，低温还原炉腔的入料口和冷却炉腔的出料口按照最小间距的方式进行设置；所述炉体的低温还原炉腔占环形炉腔的角度为200°-270°，晶粒长大炉腔占环形炉腔的角度为45°-90°，冷却炉腔占环形炉腔的角度为20°-45°。所述锌回收系统实现将环形焙烧炉排出的烟气进行换热和降温，对低温烟气采用布袋除尘系统对ZnO粉尘进行回收；优选的，所述的锌回收系统优选是布袋除尘装置。所述的铁渣分离系统包括磨矿设备和磁选设备。本专利技术进一步提供了一种应用所述的专用系统处理含锌粉尘的方法，包括：(1)将含锌粉尘、还原剂和粘结剂在原料预处理系统中依次进行混合、润磨、造球和烘干处理得到烘干的球团；(2)将烘干的球团通过环形焙烧炉的进料口布到炉床上，开启驱动装置，驱动炉床上的球团依次经过低温还原炉腔、晶粒长大炉腔和冷却炉腔，最后通过冷却炉腔的出料口排出；(3)排出的球团冷却后进入铁渣分离系统依次进行磨矿处理和磁选处理，获得金属铁粉和磁选尾渣；在低温还原炉腔中产生的高温烟气从烟道的出口最终进入锌回收系统，收集得到挥发出的有价金属粉尘。其中，步骤(1)中将含锌粉尘、还原剂和粘结剂按照100:12～25:1～5的质量比例在原料预处理系统中进行混合；步骤(1)中所述的润磨是控制润磨处理后的混合物料中粒度小于0.074mm的物料占到80％以上，可增加物料的接触面积，还能加快还原速度。步骤(1)将含锌粉尘、还原剂和粘结剂在原料预处理系统中进行造球时，控制球团的直径在10～14mm之间，使球团传热良好，达到良好的干燥和还原效果；对球团进行烘干时，控制球团的水份占球团总质量的8-12％。低温还原炉腔采用辐射管加热方式，温度为900℃～1100℃，以尽量减少空气的进入，使球团尽大程度地被还原，避免出现球团氧化现象。晶粒长大炉腔采用火焰加热方式，提升温度到1250℃～1400℃，使经过低温还原的球团金属化进一步提升，同时使球团处于软熔状态，提升球团中脉石成分的流动性，促进还原的铁晶粒聚集长大，有利于后续铁和脉石成分的分离。冷却炉腔炉顶采用水冷方式，将球团温度降低至900℃～1150℃，提高球团自身的强度，以便于出料。所述的还原剂优选是兰炭；所述的粘结剂优选是膨润土或淀粉溶液。本专利技术的主要有益效果(1)低温还原焙烧与高温晶粒长大在同一设备中完成，工序流程短；(2)充分利用晶粒长大区烟气的余热对球团进行干燥，降低燃料的消耗；(3)球团低温焙烧区采用辐射管加热方式，气氛好，还原效果好，减少二次氧化；(4)高效利用钢铁厂含锌粉尘，实现铁、碳和锌等元素的综合回收和利用，减少环境污染。附图说明图1本专利技术的处理锌粉尘的专用系统示意图；图2本专利技术环形焙烧炉的结构示意图；附图标记说明：1-低温还原炉腔，2-晶粒长大炉腔，3-冷却炉腔，4-进料口，5-出料口，6-挡墙，7-火焰加热装置，8-辐射管，9-烟道。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含锌粉尘的系统，其特征在于，包括：原料预处理系统(S100)，环形焙烧炉(S200)，锌回收系统(S300)以及铁渣分离系统(S400)；其中，原料预处理系统(S100)的出料口与环形焙烧炉的进料口(5)相连；锌回收系统(S300)的进料口与环形焙烧炉(S200)的烟道出口相连，铁渣分离分离系统(S400)的进料口与环形焙烧炉(S200)的出料口(6)相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理含锌粉尘的系统，其特征在于，包括：原料预处理系统(S100)，环形焙烧炉(S200)，锌回收系统(S300)以及铁渣分离系统(S400)；其中，原料预处理系统(S100)的出料口与环形焙烧炉的进料口(5)相连；锌回收系统(S300)的进料口与环形焙烧炉(S200)的烟道出口相连，铁渣分离分离系统(S400)的进料口与环形焙烧炉(S200)的出料口(6)相连。2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的原料预处理系统(S100)包括依次连接的混合物料设备、润磨设备、造球团设备和球团干燥设备；所述的锌回收系统(S300)是布袋除尘装置；所述的铁渣分离系统(S400)包括磨矿设备和磁选设备。3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：所述环形焙烧炉(S200)包括壳体，炉床以及驱动装置；所述壳体形成环形炉腔，炉床可转动且位于环形炉腔的下部，驱动装置与炉床相连；其中，环形炉腔由多个径向的挡墙(6)分隔为首尾依次相连的低温还原炉腔(1)、晶粒长大炉腔(2)和冷却炉腔(3)；在低温还原炉腔(1)设有入料口(4)，在冷却炉腔(3)设有出料口(5)。4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于：所述挡墙(6)从壳体的顶壁和侧壁向下方延伸并与炉床保持间隔；优选的，所述的间隔是10-20cm；在低温还原炉腔(1)内分别设有多个辐射管(8)；晶粒长大炉腔(2)装有火焰加热装置(7)；在冷却炉腔(3)的顶壁设有水冷装置；对应于低温还原炉腔(1)外部的炉墙中部设置烟道(9)，烟道(9)的另一端与所述的锌回收系统(S300)的入口连接。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：低温还原炉腔(1)的入料口(4)和冷却炉腔(3)的出料口(5)按照最小间距的方式进行设置；所述低温还原炉腔(1)占环形炉腔的角度为200°-270°，晶粒长大炉腔(2)占环形炉腔的角度为45°-90°，冷却炉腔(3)占环形炉腔的角度为30°-45...

【专利技术属性】
技术研发人员：任中山，徐刚，闫方兴，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32