[发明专利]一种利用熔融气化炉处理钢铁厂含铁粉尘的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法，特别是可以处理钢铁厂含锌、铅、钾、钠元素较高的粉尘，不仅能够有效脱除粉尘中的有害元素，还可以回收利用粉尘中铁、碳等有价元素，同时减轻钢铁厂对环境的污染。

背景技术：

钢铁厂含铁粉尘种类较多，主要来自于高炉、转炉、电炉以及烧结过程等。这些粉尘一般粒度细小，含有一定量的铁，特别是高炉除尘灰，还含有较高的碳，是一种值得回收的资源。但由于这些粉尘中含有较多的锌、铅、钾、钠等有害元素，直接废弃会造成环境污染，是当今环保法规所禁止的；而若直接利用于炼铁生产过程，则会造成这些有害元素在高炉中的富集，严重影响生产和高炉寿命，因此这些粉尘一般要经过处理后才能用于炼铁或炼钢过程。

目前国内外处理钢铁厂含铁粉尘的工艺很多，大致可以分为三类：物理法、湿法和火法。物理法处理含锌粉尘时，虽然具有能耗低的优点，但是铁的回收率较低，达不到充分利用粉尘中铁的目的；湿法处理工艺对设备要求较高，操作环境恶劣，工艺复杂，处理后的残渣中锌含量达不到钢铁厂再利用的标准，也达不到排放标准，因此现在大多还处于实验室研究阶段；火法工艺处理钢铁厂含铁粉尘是最为成熟且应用广泛的工艺，其基本原理就是利用锌铅等有害元素在高温下被还原剂还原后，形成蒸汽蒸发进入尾气，而后被氧化成相应的氧化物进入粉尘，并被除尘系统收集，最终达到浓缩有害元素的目的。因此，不同火法工艺处理含铁粉尘时，其根本区别就在于获得高温的方式不同。现今比较成熟的转底炉、回转窑等工艺就是通过转底炉、回转窑等专门的设备提供高温，处理效果明显，可以得到富含有害元素的粉尘和半金属化炉料，但是由于需要新建设备，投资巨大，成本高；宝钢开发了一种利用红热冶炼炉渣处理高锌含铁粉尘的方法(专利号：98103522.1)，这种方法利用充分利用了高温红渣的显热，有效处理了高锌含铁粉尘，但为了不使炉渣温度降低太多，高锌含铁团块的加入量为渣量的5～15％，处理量小，且磁选任务重。

高风温的熔融气化炉具有投资低，生产灵活，维修简单、发生费用低的优点。在处理钢铁厂的含铁粉尘时，对炉料强度、品位、有害元素含量均没有太高的要求，这样就可以将钢铁厂内富含有害元素的含铁粉尘集中于高风温的熔融气化炉处理，不但大大降低了钢铁厂有害元素对高炉的危害，还有效解决了钢铁厂的粉尘污染问题。具有处理量大，经济效益和社会效益显著的优点。

发明内容：

本发明提供一种将钢铁厂含铁粉尘造块后，用高风温的熔融气化炉冶炼生产铁水的方法。应用本方法处理钢铁厂含铁粉尘，不仅可以有效解决含铁粉尘的污染问题，还可以得到质量合格的铁水，充分利用了粉尘中的碳和铁等有价元素。

本发明的目的是由以下方式来实现的：

一种利用熔融气化炉处理钢铁厂含铁粉尘的方法：

(1)配置混匀原料：将钢铁厂含铁粉尘与铁精矿粉、粘结剂、熔剂按一定比例混合，配成均匀原料，其中：

含铁粉尘为5％～80％，铁精矿粉为30％～50％、熔剂为2％～5％；

(2.)团块制成：将上述配置成的混匀原料通过冷固结造块法或热态造块法制成团块；

(3)高炉冶炼：将上述制成的团块连同一定量的焦炭，加入到高风温熔融气化炉中冶炼，最终冶炼得到铁水。

所述冷固结造块法是将上述混匀后的原料加7～15％水和质量比为0.5％～5％的粘结剂后，用圆盘造球机制成球团，或者用压块设备进行压块，形状不限。

所述热态造块法是将上述混匀料添加一定量煤粉或焦粉，使含碳量达到6～15％，以烧结料的形式铺在烧结机上进行烧结，冷却后备用。

所述焦炭起到骨架和通道作用以及提供还原团块所需的部分热量和还原剂。

所述钢铁厂含铁粉尘包括高炉布袋灰、重力灰、转炉污泥、电炉粉尘或/和烧结除尘灰。

所述粘结剂为膨润土、水玻璃、皂土或腐殖酸钠。

所述熔剂为石灰。

该工艺具有以下显著特点：

1.造块方式多样，对团块强度、铁含量要求不高，尤其是对有害元素含量基本没有限制要求，只要求团块入炉时不至于粉碎产生大量粉末即可；

2.采用冷固结造块法时，可采用的粘结剂种类所受限制少，尤其是可以采用含有钾钠等对高炉有害的元素的粘结剂，有利于降低成本并提高团块强度；

3.采用热态造块法时，同样对烧结矿强度、铁含量、有害元素含量、冶金性能没有太高要求，只要求烧结矿入炉时不至于粉碎产生大量粉末即可；

4.采用熔融气化炉处理整个钢铁厂含铁粉尘，具有投资低，成本低的优点；