一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括：1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；2)内配碳球团进入微波加热区(1)进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区(2)经过焙烧结晶，然后经过缓冷区(3)和冷却区(4)冷却，得到高炉原料；4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区(1)，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。本发明专利技术将预还原烧结技术与微波加热工艺相结合，实现锌、钠、钾等元素和铁的有效分离，同时产生高纯度的CO气体，获得高品质的高炉原料。的高炉原料。的高炉原料。
【技术实现步骤摘要】
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置
[0001]本专利技术涉及含锌粉尘的处理，具体涉及一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置，属于含铁尘泥的综合利用
技术介绍
[0002]中国是钢铁大国，2016年粗钢产量超过8亿吨，近年来更是稳步上升。钢铁冶炼过程中所产生的含铁尘泥约占钢产量的10％，近8千万吨/年，数量巨大。这些含铁二次资源具不仅富含铁(约10％～68％)，还含有碳(1％～40％)、锌(0.5～20％)、铅、碱金属等有价元素，极具利用价值，但由于尘泥成分复杂，且铅、锌、碱金属等元素含量较高，在利用上依然存在困难。
[0003]目前，含铁尘泥的利用方式主要包括：选矿法、湿法处理、返回处理、火法处理、联合处理等。虽然处理方式众多，但目前并没有一种普适的含铁尘泥处理方式，开发一种经济、高效、环保的含铁尘泥综合利用工艺刻不容缓。
[0004]预还原烧结是一种在高燃料条件下进行铁矿石烧结的工艺。与常规烧结工艺相比，预还原烧结过程中的还原性气氛更强、烧结温度更高、产品金属化率高。最初，预还原烧结的铁原料大多是铁粉矿、精矿，研究重点在于产品性能和节能减排。随着研究的深入，国内外一些学者发现在预还原烧结的还原性气氛及高温下，烧结过程的有害元素脱除效率较常规烧结大大提高。通过预还原烧结技术处理含铁尘泥可以有效分离有害元素和铁，不仅能获得高品质金属化烧结矿，还能实现有害元素在粉尘中的富集，便于进一步处理。
[0005]微波作为一种加热手段，具有选择加热、快速加热、体积加热、即时加热、活化冶金化学反应、清洁干净等特点；铁氧化物和煤粉作为吸波体，具有强烈吸收微波的能力，可以快速提升物料的温度，加快化学反应的进行；微波通过透波体材料直接作用在还原物料体中，降低了传导热损失，微波加热本身不产生气体，减少了废气排放量，从而实现节能减排的目的。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术的主要目的在于提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置。该方法将预还原烧结技术与微波加热工艺相结合，利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和活化冶金化学反应等特性，实现锌、钠、钾等元素和铁的有效分离，同时产生高纯度的CO气体，获得高品质的高炉原料。
[0007]根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法。
[0008]一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：
[0009]1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
[0010]2)内配碳球团进入微波加热区，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
[0011]3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区经过焙烧结晶，然后经过缓冷区和冷却区冷却，得到高炉原料；
[0012]4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。
[0013]在本专利技术中，该方法还包括：
[0014]5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；
[0015]6)高CO尾气一部分输送至再燃室燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区，为焙烧区提供热源。
[0016]在专利技术中，步骤3)中还包括：由冷却区鼓入空气或氧气，为焙烧区的燃烧提供氧气。
[0017]优选的是，步骤1)中，所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。
[0018]优选的是，步骤2)中，所述预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。
[0019]优选的是，步骤3)中，所述焙烧的温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃。
[0020]根据本专利技术的第二种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
[0021]一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括竖炉、尾气输送管道、煤气输送管道和空气输送管道。竖炉自上而下分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。其中，微波加热区设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区的外部。微波加热区的上方还连接有尾气输送管道。焙烧区连接有煤气输送管道。冷却区连接有空气输送管道。
[0022]优选的是，该装置还包括锌回收装置，所述尾气输送管道连接至锌回收装置的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室，由锌回收装置的气体出口引出的第一尾气管道连接至再燃室，从第一尾气管道上分出的第二尾气管道连接至煤气输送管道。
[0023]作为优选，该装置还包括密封料斗，所述密封料斗设置在微波加热区的上方并与微波加热区的内部连通。
[0024]根据本专利技术的第三种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
[0025]一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括台车、尾气输送管道、煤气输送管道和空气输送管道。按照内配碳球团的走向，台车依次分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。其中，微波加热区设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区的外部。微波加热区的上方还连接有尾气输送管道。焙烧区连接有煤气输送管道和空气输送管道。
[0026]优选的是，该装置还包括锌回收装置，所述尾气输送管道连接至锌回收装置的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室，由锌回收装置的气体出口引出的第一尾气管道连接至再燃室，从第一尾气管道上分出的第二尾气管道连接至煤气输送管道。
[0027]作为优选，该装置还包括密封料斗，所述密封料斗设置在微波加热区的上方并与微波加热区的内部连通。
[0028]作为优选，该装置还包括导气管。所述导气管由焙烧区的底部引出，连接至微波加
热区的底部。
[0029]在本专利技术所述的预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法中，该方法所用的原料为含锌粉尘(例如含铁尘泥等)、煤粉，微波、煤气作为热源，煤粉同时具有还原剂和发热体的双重作用。本专利技术将预还原烧结技术与微波加热工艺结合起来，首先含锌粉尘、煤粉和熔剂按照一定的比例配料，配料混匀后造球得到内配碳球团。其中，所述预还原烧结是指在高燃料条件下进行铁矿石烧结的工艺，因此本专利技术中所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。内配碳球团中C/Fe的摩尔比不一样，则该工艺处理后锌等元素的脱除率也不一样，相应的，残碳量及烧结矿成品率等均随之变化。制得的内配碳球团经密封料斗进入微波加热区，通过微波加热的方式进行预还原。其中，预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。内配碳球团在游离氧气含量较低的微波加热区中实现铁氧化物的低温快速还原，利用微波的选择加热、快速加热、体积本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；2)内配碳球团进入微波加热区(1)，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区(2)经过焙烧结晶，然后经过缓冷区(3)和冷却区(4)冷却，得到高炉原料；4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区(1)，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；6)高CO尾气一部分输送至再燃室(6)燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区(2)，为焙烧区(2)提供热源。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤3)中还包括：由冷却区(4)鼓入空气或氧气，为焙烧区(2)的燃烧提供氧气。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述焙烧的温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃。7.一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于权利要求1-6中任一项所述的方法中的装置，该装置包括竖...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，叶恒棣，刘呈，谢志诚，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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