一种不锈钢酸洗污泥处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种不锈钢酸洗污泥回转窑低温碳氢联合还原复合处理工艺，步骤如下（1）不锈钢酸洗污泥、氧化铁皮与还原煤炭按质量比50：50：10～20进行配料及混合后，制粒机制成含水量为10～12%、粒度为3～5mm的粒状物料；（2）粒状物料在回转窑内经过干燥和预热后，进入到高温还原带经温度1150～1250℃、时间90～120min的还原，并在物料还原中后期向回转窑内喷入高挥发性粒煤及高品位粒矿进行碳氢联合还原及碳循环增氧还原；（3）出窑后的高温焙烧物料经过冷却、磁选后，可得到供电炉或转炉利用的粒状金属化产品。本发明专利技术在处理钢铁企业不锈钢酸洗污泥、氧化铁皮的同时，有效利用了物料中铁、镍及铬资源，生产出含镍及铬的高品质金属化物料。

A stainless steel pickling sludge treatment process

The invention relates to a composite treatment process of low temperature carbon hydrogen combined reduction for stainless steel pickling sludge rotary kiln. The steps are as follows (1) the stainless steel pickling sludge, iron oxide skin and reduced coal are batching and mixing according to the mass ratio of 50:50:10 to 20, and the granulating mechanism consists of granular materials with a water content of 10 to 12% and a grain size of 3 to 5mm; (2 After drying and preheating of the granular materials in the rotary kiln, the reduction of the high temperature reduction zone at 1150~1250 C and 90 ~ 120min was entered, and the high volatile coal and high grade particles were injected into the rotary kiln in the later period of the reduction of the material to carry out the co reduction of hydrocarbon and the oxygen reduction of carbon cycle, and (3) the high temperature roasting after the kiln. After the cooling and magnetic separation of the fired materials, granular metallized products can be obtained from the power supply furnaces or converters. The invention can effectively utilize iron, nickel and chromium in the material of stainless steel pickling sludge and iron oxide skin in iron and steel enterprises, and produce high quality metallized materials containing nickel and chromium.

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢酸洗污泥处理工艺
本专利技术属于冶金和矿物工程
，涉及一种不锈钢酸洗污泥回转窑低温碳氢联合还原复合处理工艺。
技术介绍
随着矿产资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，钢铁企业节能减排工作面临严峻的挑战。不锈钢酸洗产生的污泥量约为不锈钢产量的2-3%（干燥物料），污泥中含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素，同时含有CaF2、CaO、SiO2、CaSO4等物质，污泥中的Cr6+如不妥善处理会对环境产生潜在危害。近年来，我国不锈钢酸洗污泥的堆积量越来越多，合理利用这些酸洗污泥关系到我国不锈钢企业的健康发展，已成为社会广泛关注的焦点之一。不锈钢生产过程中产生的氧化铁皮量约为不锈钢产量的2-3%（干燥物料），氧化铁皮中主要含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素，目前，国内虽然采取冷压球技术，将不锈钢酸洗污泥及氧化铁皮进行压球后供电炉进行使用，但由于不锈钢氧化铁皮多为金属氧化物，其加入转炉的物料量较少，不能完全利用不锈钢生产线产生的氧化铁皮，造成部分氧化铁皮的堆积。对含铬固体废弃物的无害化处理主要是降低其中Cr6+含量。无害化处理的方法可分为火法还原和湿法还原。火法还原是将含铬污泥与还原煤炭按一定的比例混合后进行高温还原，使Cr6+还原成不溶性的Cr2O3，此法可操作性较强，但不能将物料中Cr6+的含量降到很低，且生产过程能耗较大、处理污泥量比较小。湿法还原是将污泥溶解在酸液或者碱液中，再向混合液中加入FeSO4、Na2S等物料，使得Cr6+还原成为Cr(OH)3或者Cr3+，此法处理费用较高且处理量较小。此外，污泥在资源化利用时存在着有价资源品位较低、成分不稳定、综合利用难以上规模、成本偏高等问题，导致大部分资源未得到利用。从长远发展来看，对含铬固体废弃物应侧重于资源化开发利用。在不锈钢氧化铁皮中，一般Fe2O3、Fe3O4、FeO+Fe3O4的含量分别为0.5%、5.5%、95%，其中FeO在570℃以上与Fe3O4形成固熔体、在570℃以下时分解成α-Fe和Fe3O4，当钢中含铬时，则在FeO+Fe3O4中还形成Cr2O3。可以看出，不锈钢氧化铁皮中FeO含量较高，当采用直接还原工艺时，需要采用较高的还原气氛浓度才能将铁氧化物还原成金属铁，造成氧化铁皮还原后的金属化率不高。不锈钢酸洗污泥的熔化温度约为1349℃，当污泥中CaF2的含量为20～30%时，其熔点为500～1400℃。酸洗污泥中不仅含有较多的CaF2，同时也含有少量的CaO，因此酸洗污泥的熔点相对较低。如果将酸洗污泥采用回转窑单独进行直接还原，因酸洗污泥中CaF2含量较高，酸洗污泥的熔化温度较低，不利于酸洗污泥的直接还原，也就不能生产金属化率较高的还原物料。如果将预还原后的物料加入到转炉或电炉中进行利用，由于物料中萤石含量较高，其熔化温度较低，在不锈钢冶炼过程中有利于提高渣的流动性，促使冶炼过程的顺利进行。同时，在还原所得产品中，金属主要以Fe-Ni或Cr-Fe-Ni合金的形式存在，有利于有价元素的回收利用。本专利技术为回收利用不锈钢酸洗污泥中的铬、镍、铁氧化物，开发了一种不锈钢酸洗污泥回转窑低温碳氢联合还原复合处理工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种回收利用不锈钢酸洗污泥中的铬、镍、铁氧化物、采用回转窑低温碳氢联合还原复合的不锈钢酸洗污泥处理工艺。为解决本专利技术的技术问题采用如下技术方案：一种不锈钢酸洗污泥处理工艺，具体工艺如下：（1）不锈钢酸洗污泥、不锈钢氧化铁皮与还原煤炭按重量比50：50：10-20进行配料及混合后得混合原料，混合原料制成含水质量为10-12%、粒度为3-5mm的粒状物料；（2）粒状物料在回转窑内经过干燥和预热后高温还原，还原过程中在还原时间为50-70min时开始向回转窑内同时喷入混合原料重量10-15%的高挥发性粒煤和混合原料重量15-20%的高品位赤铁矿进行碳氢联合还原及碳循环增氧还原使混合物料在回转窑内得到充分还原，直至高温还原结束；其中干燥温度为200-400℃、干燥时间为5-10min，预热温度为400-1000℃、预热时间为15-20min，高温还原时间为90-120min，高温还原温度为1150-1250℃，（3）高温还原物料从回转窑出料端排出后进入到空气间接冷却器中降温到400以下后进入到水间接冷却器，温度降低到200℃以下焙烧物料从水间接冷却器中排出，同时鼓风机鼓入的常温空气在空气间接冷却器中温度升高到500-550℃后供回转窑进行利用；（4）焙烧物料在磁选机中经磁场强度1000-2000Oe干式磁选后，分为带磁性的金属化产品和不带磁性的非磁物料，金属化产品可供不锈钢电炉或转炉进行利用，非磁物料经1-2mm振动筛筛分后可分为粒状残炭和煤灰；（5）从回转窑入料端排出600-700℃的高温烟气依次进入到重力沉降室及U型管状空水冷却器中，烟气在重力沉降室中除去粉尘颗粒后从U型管状空水冷却器排出温度为250℃以下低温烟气；（6）降温后的低温烟气经布袋除尘器除尘后，再经抽烟机加压进行排放。所述步骤（4）中的粒状残炭经过球磨机磨细至-200目占质量分数80%，返料作为不锈钢酸洗污泥、氧化铁皮制粒时配入的还原煤炭进行利用。所述步骤（2）中高挥发性粒煤粒度为5-20mm。所述步骤（2）中高品位赤铁矿粒度为1-10mm。在回转窑窑头设置高挥发性粒煤喷枪，高挥发性粒煤喷枪将高挥发性粒煤喷吹到距窑头出口为回转窑窑长的1/4-1/5处。在回转窑窑头设置高品位赤铁矿喷枪，高品位赤铁矿喷枪将高品位赤铁矿喷吹到距窑头出口为回转窑窑长的1/4-1/5处。所述步骤（1）中制粒采用圆筒制粒机或圆盘制粒机制粒。不锈钢酸洗污泥：铁品位为12-16%、SiO2质量含量5-7%、Cr2O3质量含量3-4%、Ni质量含量1-2%。不锈钢氧化铁皮：铁品位为50-56%、Cr2O3质量含量15-28%、Ni质量含量1-9%。高挥发分粒煤：固定碳质量含量为44-46%、灰分质量含量为7-9%、挥发分质量含量为47-49%；高品位赤铁矿：铁品位为45%以上。一种不锈钢酸洗污泥处理工艺，是回收不锈钢酸洗污泥及氧化铁皮中有价元素，其基本原理为：Si+2NiO→SiO2+2Ni（1）Si+2FeO→SiO2+2Fe（2）C+NiO→CO+Ni（3）C+FeO→CO+Fe（4）查金属氧化物氧势图，在700℃以上，式（1）到式（4）的反应均可发生，其中NiO的还原反应开始温度为300℃左右。本专利技术使用的不锈钢酸洗污泥及氧化铁皮回转窑还原温度为1150-1250℃，上述还原反应均可发生。预还原后的物料在加入到电炉或转炉熔炼过程中，熔池反应温度可达1600℃以上，除能发生上述式（1）-式（4）反应外，下述反应也能进行。3Si+2Cr2O3→3SiO2+4Cr（5）3CO+Cr2O3→3CO2+2Cr（6）可以看出，在不锈钢酸洗污泥中配加氧化铁皮、还原煤炭后制成的粒状物料，经过回转窑高温还原后，可实现大部分Ni、Cr、Fe氧化物的还原。还原物料经高温烧结后作为电炉冶炼原料使用时，在1600℃以上的熔炼反应过程中，除尘灰中Cr、Ni、Fe等氧化物均能被熔池钢液中的C、Si进行还原，从而使酸洗污泥中有价金属得到回收利用。不锈钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢酸洗污泥处理工艺，其特征在于具体工艺如下：（1）不锈钢酸洗污泥、不锈钢氧化铁皮与还原煤炭按重量比50：50：10‑20进行配料及混合后得混合原料，混合原料制成含水质量为10‑12%、粒度为3‑5mm的粒状物料；（2）粒状物料在回转窑内经过干燥和预热后高温还原，还原过程中在还原时间为50‑70min时开始向回转窑内同时喷入混合原料重量10‑15%的高挥发性粒煤和混合原料重量15‑20%的高品位赤铁矿进行碳氢联合还原及碳循环增氧还原使混合物料在回转窑内得到充分还原，直至高温还原结束；其中干燥温度为200‑400℃、干燥时间为5‑10min，预热温度为400‑1000℃、预热时间为15‑20min，高温还原时间为90‑120min，高温还原温度为1150‑1250℃；（3）高温还原物料从回转窑出料端排出后进入到空气间接冷却器中降温到400以下后进入到水间接冷却器，温度降低到200℃以下焙烧物料从水间接冷却器中排出，同时鼓风机鼓入的常温空气在空气间接冷却器中温度升高到500‑550℃后供回转窑进行利用；（4）焙烧物料在磁选机中经磁场强度1000‑2000 Oe干式磁选后，分为带磁性的金属化产品和不带磁性的非磁物料，金属化产品可供不锈钢电炉或转炉进行利用，非磁物料经1‑2mm振动筛筛分后可分为粒状残炭和煤灰；（5）从回转窑入料端排出600‑700℃的高温烟气依次进入到重力沉降室及U型管状空水冷却器中，烟气在重力沉降室中除去粉尘颗粒后从U型管状空水冷却器排出温度为250℃以下低温烟气；（6）降温后的低温烟气经布袋除尘器除尘后，再经抽烟机加压进行排放。...

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢酸洗污泥处理工艺，其特征在于具体工艺如下：（1）不锈钢酸洗污泥、不锈钢氧化铁皮与还原煤炭按重量比50：50：10-20进行配料及混合后得混合原料，混合原料制成含水质量为10-12%、粒度为3-5mm的粒状物料；（2）粒状物料在回转窑内经过干燥和预热后高温还原，还原过程中在还原时间为50-70min时开始向回转窑内同时喷入混合原料重量10-15%的高挥发性粒煤和混合原料重量15-20%的高品位赤铁矿进行碳氢联合还原及碳循环增氧还原使混合物料在回转窑内得到充分还原，直至高温还原结束；其中干燥温度为200-400℃、干燥时间为5-10min，预热温度为400-1000℃、预热时间为15-20min，高温还原时间为90-120min，高温还原温度为1150-1250℃；（3）高温还原物料从回转窑出料端排出后进入到空气间接冷却器中降温到400以下后进入到水间接冷却器，温度降低到200℃以下焙烧物料从水间接冷却器中排出，同时鼓风机鼓入的常温空气在空气间接冷却器中温度升高到500-550℃后供回转窑进行利用；（4）焙烧物料在磁选机中经磁场强度1000-2000Oe干式磁选后，分为带磁性的金属化产品和不带磁性的非磁物料，金属化产品可供不锈钢电炉或转炉进行利用，非磁物料经1-2mm振动筛筛分后可分为粒状残炭和煤灰；（5）从回转窑入料端排出600-700℃的高温烟气依次进入到重力沉降室及U型管状空水冷却器中，烟气在重力沉降室中除去粉尘颗粒后从U型管状空水冷却器排出温度为250℃以下低温烟气；（6）降温后的低温烟气经布袋除尘器除尘后，再经抽烟机加压进行排放。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：权芳民，何成善，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62