一种不锈钢除尘灰分类利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，属于冶金工程和矿物工程技术领域。本发明专利技术利用不锈钢除尘灰组成成分的特性，在没有水加入的状态下进行有效风磁重选，使不锈钢除尘灰中的贵金属合金元素铬镍和铁元素富集到精矿中，然后加入转炉、电炉或矿热炉，减少了不锈钢除尘灰中的杂质含量，实现了精料入炉的目标，冶炼成本大幅度降低。本发明专利技术将CaO和少量其它杂质富集到尾矿中，尾矿用于烧结过程时，贵金属合金元素铬镍等影响因素减少，减少了对烧结和炼铁过程的影响，实现了CaO作为烧结必需熔剂的有效利用，同不锈钢除尘灰直接烧结相比，大幅度降低烧结成本。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢除尘灰分类利用的方法
本专利技术涉及冶金工程和矿物工程
，具体是一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，特别是一种将不锈钢除尘灰进行分选，将其中的成分分类利用于冶金和矿物烧结的方法。
技术介绍
不锈钢的生产中要产生约5%的粉尘，如何处理这些粉尘已成为钢铁行业所面临的世界性难题。截止目前，国外已经出现或正在使用的不锈钢粉尘回收利用方法包括Inmetco法、Fastmet法、竖炉法、电炉法等。国内在不锈钢除尘灰的回收处理方面研究的较晚，与国外相比差距较大，尚未开发出一种成熟可靠的工艺。目前国内主要采用电炉法(包括矿热炉法)、转底炉法、竖炉法等方法回收利用不锈钢除尘灰，其成本和回收率各有不同。一些钢铁企业曾尝试用电炉从不锈钢粉尘中提炼回收合金，但部分金属的回收率出现了较大的波动。也试验过矿热炉熔融还原和隧道窑直接还原两种回收工艺，但效果均不理想，且生产成本较高。不锈钢除尘灰粒度大部分小于3mm，约80%粒度处于0.074-0.5mm之间，遇水呈碱性，其水溶液pH值超过固废排放标准；堆存时需要防风、防水、防渗，且需定期监控，防止下雨、下雪等时有害物质浸出，造成土壤和地下水的污染。由于不锈钢除尘灰中含有镍、铬等贵金属合金元素和微量六价铬元素，堆放过程中除尘灰中的Cr3+会被缓慢氧化成Cr6+，从而对周围的水质产生严重的污染。且由于Cr6+毒性很大，浸入水体后会对周围的动植物产生严重的破坏作用，因此，其被划归为危险废弃物。而GB18597《危险废物贮存污染控制标准》对危废贮存设施的选址与设计原则提出了明确要求，不锈钢除尘灰的运输和堆存成本居高不下。不锈钢含铬除尘灰如不经处理直接排放或堆存，不仅对生态环境造成严重污染，而且造成极大的资源浪费。从2018年1月起，《环境保护税法》开始实施，一些地区不锈钢除尘灰一类的危险废弃物排放税额高达1000元/吨。因此，如何处理使用含铬、镍除尘灰已成为各个不锈钢生产厂家面临的重要难题。目前除尘灰利用主要通过生产冷压球的方式直接返回不锈钢电炉或供给矿热炉、富氧竖炉等高温还原炉作为配料生产钢水。压球前必须将粉尘中的CaO充分消解（闷料），否则冷压球的抗压强度和落下强度都较差，入炉的时候再次变为除尘灰。而生产冷压球时，因为CaO遇水反应，体积膨胀造成粉化，因此需要短则十几个小时，长则3、4天的加水闷料时间，增加了成本，另一方面加水容易造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述已有技术存在的问题，提供一种成本低廉，对环境友好的不锈钢除尘灰分类利用的方法，实现废弃资源的回收利用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，首先按照物质组成对不锈钢除尘灰进行分选，然后对分选得到的物质根据其属性进行利用，具体包括如下步骤：（1）将不锈钢除尘灰进行干式风磁重选，使其中的合金元素和铁元素富集到精矿中，CaO、SiO2和其它杂质富集到尾矿中；（2）将精矿直接装袋或制作成冷压球后，返回钢水生产流程使用，作为合金成分以占钢水1.5-9%的比例供给不锈钢转炉、电炉，回收Cr元素，生产不锈钢钢水；或供给铁合金矿热炉使用，并根据精矿中合金成分，以30-80kg/批配加，进行电炉熔炼，生产含镍铬的生铁、铁合金；（3）将尾矿作为含CaO熔剂，配入烧结矿中使用；或制块后供给碳钢转炉和电炉使用。进一步地，上述除尘灰的主要成分为Cr、Ni、Fe、CaO和SiO2，其中Cr＞5%，CaO＞4%。不锈钢除尘灰干式风磁重选过程没有水的加入，而是利用不锈钢除尘灰组成成分的物性差异，通过磁力、重力、离心力、风力进行的直接分选；可以将除尘灰中的合金元素和铁元素富集到精矿中，CaO、SiO2和其它杂质富集到尾矿中，减少CaO等物质对不锈钢转炉、电炉或铁合金矿热炉影响，降低能耗及冶炼成本。利用本专利技术方法中的干式风磁重选后，精矿中Cr＞10%，Fe＞15%；尾矿中Cr含量低于分选前1个百分点以上，CaO＞10%。相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术从源头处理不锈钢除尘灰，将除尘灰中的贵金属合金元素、铁元素、CaO等组成成分进行了分类利用，一方面充分利用了其中的有价金属，另一方面解决了除尘灰污染环境的问题，通过低成本分选达到了降低除尘灰处理成本的目的。2、本专利技术为不锈钢除尘灰的利用提供了一种新途径，解决了不锈钢除尘灰中贵金属元素浪费，以及除尘灰堆存引发环保问题，同时降低了后续转炉或电炉的燃料成本，实现了环保和降低成本的双重目的。3、本专利技术利用不锈钢除尘灰组成成分的特性，在没有水加入的状态下进行有效风磁重选，使不锈钢除尘灰中的贵金属合金元素铬镍和铁元素富集到精矿中，然后加入转炉、电炉或矿热炉，减少了不锈钢除尘灰中的杂质含量，实现了精料入炉的目标，冶炼成本大幅度降低。4、本专利技术将CaO和少量其它杂质富集到尾矿中，尾矿用于烧结过程时，贵金属合金元素铬镍等影响因素减少，减少了对烧结和炼铁过程的影响，实现了CaO作为烧结必需熔剂的有效利用，同不锈钢除尘灰直接烧结相比，大幅度降低烧结成本；且少量含Cr物料处理为烧结矿后进入高炉，可以将Cr充分解毒。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术不锈钢除尘灰分类利用的方法作进一步详细说明。不锈钢除尘灰主要成分为Cr、Ni、Fe、CaO和SiO2，其中Cr＞5%，CaO＞4%。首先将不锈钢除尘灰进行干式风磁重选，使其中的合金元素和铁元素富集到精矿中，CaO、SiO2和其它杂质富集到尾矿中，得到的精矿中Cr＞10%，Fe＞15%；尾矿中Cr含量低于分选前1个百分点以上，CaO＞10%。将精矿直接装袋或制作成冷压球后，返回钢水生产流程使用，作为合金成分以占钢水1.5-9%的比例供给不锈钢转炉、电炉，回收Cr元素，生产不锈钢钢水；或供给铁合金矿热炉使用，并根据精矿中合金成分，以30-80kg/批配加，进行电炉熔炼，生产含镍铬的生铁、铁合金；将尾矿作为含CaO熔剂，配入烧结矿中使用；或制块后供给碳钢转炉和电炉使用。应用例1本应用例中不锈钢除尘灰的主要成分及含量如表1所示。表1A厂不锈钢除尘灰主要成分（%）该A厂不锈钢除尘灰目前没有较好的处理途径，除了少量含Ni高的除尘灰返回电炉使用；部分除尘灰中配入粘结剂生产冷压球，然后配加还原剂在矿热炉冶炼生产镍铬铁合金，但是由于成本较高而停用，大部分除尘灰依然采取堆存方式处置。通过冷压球的方式返回钢水生产流程利用，生产过程需要较长的消化时间，且球的强度较差，给生产带来一系列影响。采用本专利技术方法对不锈钢除尘灰直接进行干式风磁重选后，其主要指标如表2所示。表2A厂不锈钢除尘灰干式风磁重选后主要指标(%)将上述除尘灰分选后的精矿生产冷压球，因为其中CaO含量大幅度降低，消化的时间大幅度缩短，冷压球的强度较分选前得到大幅度提高，平均抗压强度升高300N以上；返回不锈钢电炉使用，因为有用成分得到了富集，对生产的影响较小，生产能耗降低；减少了冷压球使用数量，生产成本降低。A厂不锈钢电炉配加不同比例除尘灰铬的回收情况见表3。表3A厂不锈钢电炉配加不同比例除尘灰铬的回收情况从表3可知，除尘灰分选后精矿压球返回不锈钢电炉生产钢水，Cr回收率为95%左右，可以减少铬铁合金的加入量，降低了不锈钢的生产成本。所述的配矿模型为：y=（Q钢水/0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将不锈钢除尘灰进行干式风磁重选，使其中的合金元素和铁元素富集到精矿中，CaO、SiO2和其它杂质富集到尾矿中；（2）将精矿直接装袋或制作成冷压球后，返回钢水生产流程使用，作为合金成分以占钢水1.5‑9%的比例供给不锈钢转炉、电炉，回收Cr元素，生产不锈钢钢水；或供给铁合金矿热炉使用，并根据精矿中合金成分，以30‑80kg/批配加，进行电炉熔炼，生产含镍铬的生铁、铁合金；（3）将尾矿作为含CaO熔剂，配入烧结矿中使用；或制块后供给碳钢转炉和电炉使用。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将不锈钢除尘灰进行干式风磁重选，使其中的合金元素和铁元素富集到精矿中，CaO、SiO2和其它杂质富集到尾矿中；（2）将精矿直接装袋或制作成冷压球后，返回钢水生产流程使用，作为合金成分以占钢水1.5-9%的比例供给不锈钢转炉、电炉，回收Cr元素，生产不锈钢钢水；或供给铁合金矿热炉使用，并根据精矿中合金成分，以30-80kg/批配加，进行电炉熔炼，生产含镍铬的生铁、铁合金；（3）将尾矿作为含CaO熔剂，配入烧结矿中使用；或制块后供给碳钢转炉和电炉使用。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢除尘灰分类利用的方法，其特征在于：所述除尘灰的主要成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志荣，吴斌，刘国平，张亮荣，鲁逢霖，梁勇，
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