一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法技术

本发明专利技术涉及一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法。一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法，其特征在于它包括如下步骤：1)按钢铁厂粉尘、白云石和粘接剂的质量比为1∶0.05～0.1∶0.03～0.06，压球机压制成生球；2)将干燥后的生球布入转底炉内进行高温还原；3)然后还原好的熟球通过设置在转底炉内的螺旋排料机排出炉外，冷却；筛分获得铁粒；生球在转底炉内还原气氛和高温的作用下，生球中的锌被优先还原形成锌蒸汽，随转底炉所产生的烟气从转底炉内排出，形成含锌烟气；通往布袋除尘器，含锌烟气中的氧化锌粉尘被捕集回收，得到锌粉；剩余的废气在引风机的作用下，通过烟囱排入大气。该方法降低了生产能耗和成本，可实现资源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着环保和资源综合利用的重要性日益被人们所认识，国家节能减排的要求日益迫切，对钢铁厂粉尘(该粉尘中含有铁和锌)处理技术的研究循环利用成为冶金界的一大^^点ο钢铁厂生产流程中包括炼铁、炼钢、热轧、冷轧及公辅设施等，每年，各工序产生大量的高炉粉尘、转炉粉尘、氧化铁皮、废弃物等等，若不加以回收，不仅污染环境，而且增加外运处理费用，加剧企业生产成本。若通过合理的工艺进行回收处理，则可实现变废为宝， 降低企业生产成本，减轻环境负担，带来良好的经济效益和社会效益。目前，处理钢铁厂粉尘的方法或本身工艺落后、能耗高，不经济，或工艺可行，却没有摸索到好的工艺控制方法，处理能力、还原率均不理想，有待进一步探索。鉴于此，当前大部分钢铁厂的粉尘或堆积存放，或对外出售一部分，待相关技术发展到一定阶段后再考虑对这些粉尘进行处理。因此，开发出一种经济有效的钢铁厂粉尘处理工艺，对减少废弃物排放，降低环境污染和企业生产成本，提高资源综合利用水平，增强钢铁企业竞争力，实现中国钢铁工业可持续发展具有重要作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提出，该方法可实现资源的利用。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是，其特征在于它包括如下步骤1)按钢铁厂粉尘、白云石、粘接剂的质量比为1 0. 05 0. 1 0. 03 0. 06，将钢铁厂粉尘、白云石和粘接剂在混勻机上混勻，然后送往压球机压制成7 13mm的生球，所造生球再进入烘干机中干燥，将生球的水分降至以下，得到干燥后的生球；所述的钢铁厂粉尘中的含铁量彡45wt%，含Si ^ 2wt% ；2)将干燥后的生球布入转底炉内进行高温还原；转底炉内控制温度在1150 1350°C，其中氧化区的氧化温度控制在1150 1200°C，还原区的还原温度控制在1200 1350°C，生球在转底炉内的停留时间为20分钟，包括氧化区4 8分钟，还原区12 16分钟，其中，转底炉内氧化区的气氛控制为O2IO 15vol%,C0 0 3vol%,C025 IOvol%, H2O 2V01% (体积百分比)，其余为氮气；还原区的气氛控制为O2O 3V01%，CO 5 10卯1%，0)2为8 12vol%，H20 2vol% (体积百分比)，其余为氮气；3)生球随转底炉的炉床旋转一周后还原为高温熟球，然后还原好的熟球通过设置在转底炉内的螺旋排料机排出炉外，并送往成品冷却机冷却；在成品冷却机内，渣相自然粉化，与金属铁粒自然脱离，经成品冷却机冷却后的物料最后通过机械筛分获得铁粒，铁粒含铁的品位> 93wt%，供炼钢转炉或电炉直接使用；对于锌粉的提取，生球(含有锌)在转底炉内还原气氛和高温的作用下，生球中的锌被优先还原形成锌蒸汽，随转底炉所产生的烟气从转底炉内排出，形成含锌烟气；含锌烟气经余热锅炉回收部分热量，含锌烟气中的锌蒸汽变为氧化锌粉，同时余热锅炉回收的热量可通入发电厂进行蒸汽发电；经余热锅炉后的含锌烟气接着进入换热器(板式换热器) 进行热交换，用于预热转底炉助燃空气，含锌烟气的温度进一步降低，通往布袋除尘器，含锌烟气中的氧化锌粉尘被捕集回收，得到粗锌粉，ZnO含量> 50wt% ；剩余的废气在引风机的作用下，通过烟囱排入大气。所述的钢铁厂粉尘为钢铁厂生产流程中(包括炼铁、炼钢、热轧、冷轧)产生的烧结除尘灰、高炉除尘灰、高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、转炉除尘灰、转炉瓦斯灰、转炉瓦斯泥、氧化铁皮等中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)混合时为任意配比。所述的粘接剂可供选择的有有机粘接剂、糖蜜或硅藻土。本专利技术的原理是生球在高温还原过程中粉尘被快速还原成金属锌和铁。生球中的CaO与SiO2在高温下通过固相反应生成2Ca0 · SiO20 2Ca0 · SiO2熔点2130°C，正常情况下生球中未配入CaO的粉尘在转底炉内的还原温度控制不能超过1250°C，而由于配料中加入较多的CaO，使得渣相的熔点得到提高，还原过程中不发生熔融现象，温度的提高使得生球在炉内的金属的还原率也得到提高，熟球出炉后在从高温向低温冷却过程中，2Ca0 · SiO2 的晶体结构发生转变，从α "2Ca0 · SiO2向α，-2Ca0 · SiO2禾Π β _2Ca0 · SiO2转变，当温度低于670°C时转变成Y-2Ca0 · SiO2,同时体积膨胀10%。2Ca0 · SiO2从β型转变成Y 型的过程中呈“开花状”膨胀，发生自然粉化，这一过程实现了渣与金属铁颗粒的自然分离。 故此，冷却后的还原产物由粉化后的渣相与金属颗粒组成，最后只需通过机械筛分获得金属颗粒。本专利技术的有益效果是传统的转底炉处理钢铁厂粉尘的工艺在炉内的还原温度控制不能过高，金属还原率低，出炉后的熟球需加入熔分电炉或经过其它熔分工艺处理才能使得渣铁分离，需经两步法才能得到铁制品满足后续工艺炼钢生产的需要，而熔分过程本身的能耗较高，使得产品生产成本居高不下。同时，在对烟气中氧化锌的回收过程中，出于利用烟气余热的需要而采取了各种工艺方案，但目前国内的各种方案均未取得良好的效果，影响生产效率，提高了生产成本。而本方法彻底改变了传统的工艺路线，通过改进原料配比，优化转底炉内气氛成分控制，一步法冶炼即能得到产品，精简了工艺路线，降低了生产能耗和成本，产品十分具有竞争力。此外，锌粉的回收过程中，通过梯级接入余热锅炉和板式换热器，提高了钢铁厂资源综合利用水平，降低了能耗，具有很好的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。 具体实施例方式下面通过附图对本专利技术做进一步的说明，但不构成对本专利技术的限制。实施例1 如图1所示，，它包括如下步骤1)按钢铁厂粉尘、白云石和粘接剂的质量比为1 0.08 0.04，选取钢铁厂粉尘、白云石和粘接剂，在混勻机上混勻，然后送往压球机压制成7 13mm的生球，所造生球再进入烘干机中干燥，将生球的水分降至以下，得到干燥后的生球；所述的钢铁厂粉尘为钢铁厂生产流程中产生的各类含铁粉尘；含铁粉尘配好后含铁为50wt%，锌为2wt% ；所述的粘接剂为硅藻土 ；2)将干燥后的生球送往转底炉的缓冲料仓，并通过摆动皮带机均勻布入转底炉内进行高温还原，转底炉可采用各种气体燃料，为了有效的节能降耗，助燃空气采用富氧， 富氧5Vol% (体积)左右能降低燃料消耗35ν01% (体积)左右，通过燃烧系统将炉内的气氛控制分为氧化区和还原区，以此来调节转底炉内气氛保证了金属的高还原率；转底炉内控制温度在1150 1350°C，其中氧化区的氧化温度控制在1150 1200°C，还原区的还原温度控制在1200 1350°C，生球在转底炉内的停留时间为20分钟，包括氧化区8分钟， 还原区12分钟，其中，转底炉内氧化区的气氛控制为0212vol%，CO Ivol %, C028vol%, H2Ivol % (体积百分比)，其余为氮气；还原区的气氛控制为&2νο1%，CO 8vol%, CO2为 IOvol%, H2Ivol% (体积百分比)，其余为氮气；3)生球随转底炉的炉床旋转一周后还原为高温熟球，然后还原好的熟球通过设置在转底炉内的螺旋排料机排出炉外，并送往成品冷却机冷却；在成品冷却机内，渣相自然本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法，其特征在于它包括如下步骤：１）按钢铁厂粉尘、白云石、粘接剂的质量比为１∶０．０５～０．１∶０．０３～０．０６，将钢铁厂粉尘、白云石和粘接剂在混匀机上混匀，然后送往压球机压制成７～１３ｍｍ的生球，所造生球再进入烘干机中干燥，将生球的水分降至２　ｗｔ％以下，得到干燥后的生球；所述的钢铁厂粉尘中的含铁量≥４５ｗｔ％，含Ｚｎ≥２　ｗｔ％；２）将干燥后的生球布入转底炉内进行高温还原；转底炉内控制温度在１１５０～１３５０℃，其中氧化区的氧化温度控制在１１５０～１２００℃，还原区的还原温度控制在１２００～１３５０℃，生球在转底炉内的停留时间为２０分钟，其中，转底炉内氧化区的气氛控制为Ｏ２　１０～１５　ｖｏｌ％，ＣＯ　０～３　ｖｏｌ％，ＣＯ２　５～１０　ｖｏｌ％，Ｈ２　０～２　ｖｏｌ％，其余为氮气；还原区的气氛控制为Ｏ２　０～３　ｖｏｌ％，ＣＯ　５～１０　ｖｏｌ％，ＣＯ２为　８～１２　ｖｏｌ％，Ｈ２　０～２　ｖｏｌ％，其余为氮气；３）生球随转底炉的炉床旋转一周后还原为高温熟球，然后还原好的熟球通过设置在转底炉内的螺旋排料机排出炉外，并送往成品冷却机冷却；在成品冷却机内，渣相自然粉化，与金属铁粒自然脱离，经成品冷却机冷却后的物料最后通过机械筛分获得铁粒，供炼钢转炉或电炉直接使用；对于锌粉的提取，生球在转底炉内还原气氛和高温的作用下，生球中的锌被优先还原形成锌蒸汽，随转底炉所产生的烟气从转底炉内排出，形成含锌烟气；含锌烟气经余热锅炉回收部分热量，含锌烟气中的锌蒸汽变为氧化锌粉，同时余热锅炉回收的热量可通入发电厂进行蒸汽发电；经余热锅炉后的含锌烟气接着进入换热器进行热交换，用于预热转底炉助燃空气，含锌烟气的温度进一步降低，通往布袋除尘器，含锌烟气中的氧化锌粉尘被捕集回收，得到粗锌粉；剩余的废气在引风机的作用下，通过烟囱排入大气。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐恩，秦涔，王小伟，周强，喻道明，夏锋，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83