一种强化钢铁尘泥还原脱锌制造技术

本发明专利技术涉及一种强化钢铁尘泥还原脱锌

【技术实现步骤摘要】
一种强化钢铁尘泥还原脱锌、碱金属的方法


[0001]本专利技术涉及冶金工程领域，特别涉及一种强化钢铁尘泥还原脱锌
、
碱金属的方法
。

技术介绍

[0002]我国粗钢产量已连续多年占据世界第一，占比保持在
50
％以上
。
钢铁生产在整个冶炼工序中不仅会耗费大量资源和能源，还伴随着大量固体废弃物的排出，例如各类粉尘
、
污泥
。
据统计，钢铁企业各类粉尘产生量一般占钢铁产量的8％～
12
％，而其中含锌粉尘约占
20
％～
30
％
。
在
2019
年，尘泥产出量约为
10500
万吨，其中含锌粉尘排放量超
2000
万吨
。
含锌粉尘中含有重金属，属于典型危废，必须经过妥善处置；另一方面，含锌粉尘也是宝贵的二次资源，其主要含有铁
(20
％～
35
％
)、
锌
(0.5
％～
40
％
)、
铅
(0.2
％～8％
)、
碳
(0.5
％～
30
％
)
有价元素
。
[0003]近年来，国内不少研究单位开展含锌粉尘处理的理论及技术研究，我国钢厂含锌粉尘利用已取得长足进步
。
目前，对于含锌粉尘主要以碳热还原为主，如采用煤粉或焦粉作为还原剂，在转底炉
、
回转窑
、
熔融还原炉内进行还原脱锌，然后在烟气中回收锌
。
其原理是高温下单质锌熔点
、
沸点均较低
、
易挥发，含锌粉尘中的锌氧化物在高温下被还原为
Zn
，而后随即挥发为锌蒸气，随烟尘一起进入冷凝收集器中被再次氧化，不断积累富集之后得到次氧化锌
。
回转窑工艺可连续生产
、
设备大型化，适用于大量处理；但是窑内温度不均匀，易产生结圈，从而增加设备维护费用
。
转底炉工艺可同时回收锌
、
铁有价元素，生产时间短
、
生产效率高，但是同样存在能耗高
、
热效率利用率低的不足
。
两种工艺都是基于碳热还原，存在反应温度高
、
能耗高
、
碳排放量大
、
作业率和经济性有待提高问题
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种锌
、
碱金属脱除率高，且成本低的方法
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种强化钢铁尘泥还原脱锌
、
碱金属的方法，包括如下步骤：
[0006]S1、
配料消化：将钢铁尘泥进行配料，并加入添加剂，配入水分后进行消化，得到混匀料，其中添加剂的用量为
1.5wt
％～
10wt
％
。
[0007]S2、
混匀：向步骤
S1
得到的混匀料中加入粘结剂和还原剂，并再次加水进行强力混匀处理，得到混合料，其中粘结剂用量占混合料的
1.0wt
％～
5.0wt
％，还原剂的用量占混合料的
5.0wt
％～
25.0wt
％，混合料中
(C+H2)/O
摩尔比为
0.5
～
1.5、C/H
摩尔比为
0.5
～
10.0
，混合料的水分为5％～
15
％
。
[0008]S3、
压球
/
干燥：将步骤
S2
得到的混合料进行压球，然后对生球进行干燥，得到干球
。
[0009]S4、
还原焙烧：模拟转底炉的工艺制度，将步骤
S3
得到的干球进行还原焙烧，还原后在惰性气氛下冷却，得到金属化球团，所述的还原焙烧最高温度为
1200
～
1400℃
，焙烧时
间为
20
～
80min。
[0010]作为优选，步骤
S1
中，钢铁尘泥包括烧结灰
、
高炉灰
、
转炉灰
、
电炉灰
、
钢铁厂污泥的一种或多种
。
[0011]作为优选，步骤
S1
中，所述的添加剂包括氧化钙
、
碳酸钙
、
氢氧化钙的一种或多种，配料要求混匀料的二元碱度
(CaO/SiO2)
控制在
0.5
～
2.0
，调控碱度是为了强化碱金属的脱除
。
[0012]作为优选，步骤
S2
中，所述的粘结剂包括有机
、
无机或复合粘结剂的一种或多种
。
[0013]作为优选，步骤
S2
中，所述的还原剂包括生物质
、
生物质炭
/
有机固废热解炭
(
统称为热解炭
)
，或其与焦粉的混合物，其中生物质或热解炭占还原剂配比的
10
％以上
。
[0014]作为优选，步骤
S3
中，所述的压球方式采用对辊压球机，所制备团块粒度为
10
～
30mm。
[0015]作为优选，步骤
S4
中还原焙烧时从
800℃
升到最高温度的速率为5～
20℃/min
，以保证
800℃
升到最高温度的时间为
20
～
80min
；升到最高温度后即通入惰性气体冷却
。
[0016]作为优选，步骤
S4
中，所述的还原焙烧过程是碳氢耦合还原过程，焙烧在还原性气氛
、
惰性气氛或氧化性气氛中进行
。
[0017]相对于现有技术，本专利技术至少具有如下优点：
[0018](1)
突出配料，传统的配料过程未考虑碱度的调控，本专利技术强调二元碱度
(CaO/SiO2)
控制在
0.5
～
2.0
，有利于锌
、
碱金属的脱除
。
[0019](2)
传统的还原过程主要是碳热还原，本专利技术提出碳氢耦合还原，即充分利用生物质或生物质炭中挥发分中含有的氢元素，促进金属的还原和锌
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种强化钢铁尘泥还原脱锌
、
碱金属的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、
配料消化：将钢铁尘泥进行配料，并加入添加剂，配入水分后进行消化，得到混匀料，其中添加剂的用量为
1.5wt
％～
10wt
％
。S2、
混匀：向步骤
S1
得到的混匀料中加入粘结剂和还原剂，并再次加水进行强力混匀处理，得到混合料，其中粘结剂用量占混合料的
1.0wt
％～
5.0wt
％，还原剂的用量占混合料的
5.0wt
％～
25.0wt
％，混合料中
(C+H2)/O
摩尔比为
0.5
～
1.5、C/H
摩尔比为
0.5
～
10.0
，混合料的水分为5％～
15
％
。S3、
压球
/
干燥：将步骤
S2
得到的混合料进行压球，然后对生球进行干燥，得到干球
。S4、
还原焙烧：模拟转底炉的工艺制度，将步骤
S3
得到的干球进行还原焙烧，还原后在惰性气氛下冷却，得到金属化球团，所述的还原焙烧最高温度为
1200
～
1400℃
，焙烧时间为
20
～
80min。2.
根据权利要求1所述强化钢铁尘泥还原脱锌
、
碱金属的方法，其特征在于，步骤
S1
中，钢铁尘泥包括烧结灰
、
高炉灰
、
转炉灰
、
电炉灰
、
钢铁厂污泥的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述强化钢铁尘泥还原脱锌

【专利技术属性】
技术研发人员：游志雄，赵剑波，彭程，吕学伟，游洋，张元玲，刘晓华，蒋胜龙，吴正怡，徐健，刘长正，赵新男，肖得洋，
申请(专利权)人：宝武集团环境资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：