一种含锌钢铁冶炼中间渣的资源化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含锌钢铁冶炼中间渣的资源化处理方法，包括以下步骤：将含锌钢铁冶炼中间渣制成含碳球团；将烟煤、褐煤、石灰粉、煤泥、煤矸石和锯末粉中的一种或几种混合，制成包壳粉；将含炭球团和包壳粉加上粘接剂后制成包壳粉厚度为0.5-3.0mm的复合含碳球团；复合含碳球团经干燥后，进入链带式焙烧机内进行高温还原焙烧；将链带式焙烧机内的锌蒸汽进行氧化反应，并最终制成ZnO粉末；将干燥后的复合含碳球团进行水淬处理，并经脱壳、磁选、分级处理后，获得半金属化球团。采用本发明专利技术将传统高炉冶炼工艺不能直接使用的含锌钢铁冶炼中间渣加工成炼铁优质原料即半金属化球团，同时综合回收废料中的锌制成可作化学添加剂的ZnO粉末，变废为宝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含锌钢铁冶炼中间渣的处理方法，尤其涉及一种将含锌钢铁冶炼中间渣合理利用转变为有用资源的资源化处理方法。
技术介绍
钢铁企业的钢铁冶炼中间废料主要是指高炉除尘灰、电炉粉尘、转炉污泥等，产生量一般为钢产量的8-12%。美国环保局对电弧炉粉尘进行了毒性浸出试验(TCLP)，铅、锌、砷、镉和铬不能通过环保法标准，因此将该粉尘归类为有害废物。从1988年开始，该粉尘被禁止以传统的方式填埋弃置，必须处理成无害废物后方可填埋。 这些粉尘中除含铁外，还含有铅、锌、碳、钙、镁等有效元素。具体化学成分及含量与钢铁冶炼工艺有关。一般碳钢或低合金钢冶炼过程中产出的粉尘主要含铅和锌，不锈钢或特种钢冶炼粉尘主要含铬和镍。从降低废弃量、有效利用资源、节能减排等要求出发，这些资源的回收利用是极其重要的。为此，各国都极为重视对电炉粉尘的处理和综合利用，开展各种研究，希望开发出有效回收有价金属资源且无环境污染的实用技术。而国内对冶金粉尘利用的研究较少，传统方法是简单地将这些粉尘倾倒野外或填埋处理，也有部分返回钢铁厂内循环使用，但锌等元素在高炉内循环富集会造成高炉炉顶煤气上升管等部位结瘤，影响高炉的顺行。这些元素向钢水转移还会降低钢材品质，因此返回钢铁厂内循环使用受限，大量粉尘不得不填埋处理。对于倾倒野外或填埋处理，粉尘中铅、镉、铬等有毒元素会浸出，严重污染水土资源。钢铁厂含锌铅粉尘的处理工艺很多，主要有返回处理法、稳固化处理法、湿法处理法以及火法处理法。其中火法处理工艺应用比较广泛，生产率高，对环境污染小，最适合于含锌铅粉尘的处理及回收。火法工艺投资较大、成本较高。它是将氧化锌在高温还原条件下呈金属蒸气随烟气排出，使得锌与固相分离。在气相中，锌蒸气以氧化物颗粒的形态存在，可与烟尘一起被收集下来。火法工艺目前主要有回转窑工艺、转底炉工艺、循环流化床工艺和冷固结球团法等。其中，以转底炉最具代表性。转底炉工艺,又称Inmeteo法。转底炉直接还原技术自1978年出现以来，已有多个国家实现了工业化生产，如美国、日本等。新日铁于2000年引进美国技术，对因含锌高而无法利用导致填埋处理的含铁粉尘，用转底炉进行脱锌处理的同时生产出金属化球团，力口入高炉代替烧结矿使用后，不仅明显降低了高炉燃料比，而且提高了高炉生产效率。转底炉直接还原技术，曾在我国鞍山、舞阳、翼城、巩义等地建有工业试验生产线。山西翼城转底炉生产线是我国目前唯一的一条已投产的转底炉生产线，其主体设备和关键技术全部国产化，球团金属化率可达到85%左右，年产量7万t左右。2007年年底，国家发改委在《关于组织实施循环经济高技术产业重大专项的通知》中，号召在钢铁行业中“开展转底炉直接还原成套工艺产业化示范，建设年产20万t以上转底炉直接还原示范装置，使钢铁厂尘泥(特别是含锌尘泥)全部得到资源化利用”，并对该类项目进行重点扶持。目前国内菜钢、马钢、荣钢、昆钢等拟采用国内自主开发和从国外引进技术等方式建设转底炉处理含锌尘泥生产线，2008年以后陆续投产。其中莱钢项目由北京科技大学研发，总投资I. 5亿元，转底炉达产后，可形成年处理自产尘泥32.9万t，年产金属化球团20万t、锌灰0.2万t的生产能力；马钢转底炉工程投资2. 8亿元，设计年处理干量为20万t，其产品为金属化球团，可作为高炉及转炉原料，而转底炉产生的粉尘因含锌较高，可作为 化工厂的原料，炉子排出的高温废气经余热锅炉后可产生蒸汽。日本新日铁公司称，世界最大的年产能31万t铁尘回收转底炉已全面在君津厂投产，3号转底炉的投产将进一步强化公司的“零排放”和“节能”战略。这是新日铁安装的第3座转底炉炉，新日铁是转底炉炉回收含铁炉尘技术的世界领先者，其正计划将此技术向海外推广应用，目前已与韩国浦项合作建立了一家合资公司，以推广利用该技术。转底炉工艺要求球团中锌铅尽可能完全挥发，使球团的金属化率尽可能高。此外，抗压强度也应尽量提高，不然无法使脱锌后的金属化球团满足高炉冶炼的要求。目前，转底炉工艺的缺陷在于转底炉处理后的球团抗压强度普遍较低，该工艺仅局限于处理锌含量较低和全铁含量较高的尘泥；更为关键的是转底炉工艺料层厚度较薄仅30-50mm，因此转底炉单位焙烧面积的设备产能较低，工艺的大型化受到一定的限制，投资较大,处理成本较高。因此，开发一种经济、适用的钢铁冶炼中间渣的资源化处理的工艺方法是目前急需解决的问题。目前还未见相关公开文献或报道或应用。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种将含锌钢铁冶炼中间渣合理利用转变为有用资源的资源化处理方法。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案本专利技术包括以下步骤(I)将含锌钢铁冶炼中间渣按0. 9-1. 3的碳氧比例配成混合原料，所述混合原料中的锌含量< 2. 5 %，所述混合原料的细度控制在120-200目，然后进入成球盘，制成直径为8-16mm的含碳球团；(2)将烟煤、褐煤、石灰粉、煤泥、煤矸石和锯末粉中的一种或几种混合，制成160-200目的细粉，得到包壳粉，所述包壳粉中固定碳含量的质量百分比为20-60%、挥发成份含量的质量百分比为20-40% ；(3)将所述步骤(I)中的含炭球团和所述步骤⑵中的包壳粉按100 (10-50)的质量比放入另一个成球盘或成球筒中，加上粘接剂后继续成球；当所述含碳球团表面覆盖的所述包壳粉厚度达到0. 5-3. Omm时，得到复合含碳球团；(4)所述步骤(3)中的复合含碳球团经干燥后，进入链带式焙烧机内进行高温还原焙烧，焙烧温度为1100-1250°C，所述复合含碳球团的料层厚度100mm-500mm，焙烧时间为25-50分钟；(5)将所述链带式焙烧机内由ZnO还原得到的锌蒸汽引入氧化室，在氧化室内与空气发生氧化反应，生成ZnO蒸气，ZnO蒸气经表冷管冷却到低于250°C后经布袋收尘器收集并形成ZnO粉末；(6)将经过所述步骤(4)处理后的复合含碳球团进行水淬处理，并经脱売、磁选、分级处理后，获得半金属化球団。具体地，所述步骤(I)中，所述含锌钢铁冶炼中间渣包括高炉重力除尘灰、布袋除尘灰、转炉污泥和电炉粉尘中的ー种或几种。作为优选，所述步骤(4)中，所述复合含碳球团经梭式布料机和筛分机进入所述链带式焙烧机内，所述复合含碳球团在所述链带式焙烧机内呈顺流式还原焙烧；所述复合含碳球团在所述链带式焙烧机内的顺流还原焙烧过程中反应床层从下到上依次经过生球团层、干燥层、挥发份燃烧层和直接还原焙烧层，井随着链带往前运行，逐步完成床层内的全部还原焙烧。复合含碳球团在链带式焙烧机内的燃烧反应方式即燃烧反应层排列方式与送风量的大小应刚好配合，这样，已完成还原焙烧的上层半金属化球団的周围气氛是CO2和 水蒸汽等相对较弱的氧化性气氛，而非空气的强氧化性气氛，它们和球団外层剩余的煤粉和灰分的共同作用，满足了保护还原的半金属化球団避免再次氧化的需要。所述步骤(4)中，所述步骤(4)中，助燃空气从所述链带式焙烧机下部的分区送风室中进入复合含碳球团床层，所述助燃空气的风量通过调整所述链带式焙烧机下部的分区送风室内送风量的大小进行调节，所述送风量的大小以满足复合含碳球团床层的垂直还原焙烧的速度需要为准；送风方式为脉冲式送风或变频式送风。风量大小决定了复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，陈小林，肖伦，
申请(专利权)人：陈小林，肖伦，朱勇，
类型：发明
国别省市：