[发明专利]含锌粉尘配碳团块高温直接还原脱锌方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤基高温直接还原技术领域，特别涉及含锌粉尘配碳团块高温直接还原脱锌方法。

背景技术

碳基高温直接还原技术是处理钢铁厂炼钢和炼铁过程中产生的含锌粉尘或尘泥的重要方法之一。该法是将含锌粉尘配碳造块后，在1000℃以上的高温下直接还原，制成一定金属化率的含铁炉料和将料块中的锌等金属还原挥发收集起来，分别将前者(含铁炉料)用于钢铁厂的炼铁或炼钢，后者(挥发收集起来的富含锌金属及其氧化物的二次粉尘)用于锌品生产的原料。在这种方法中，将料块中的锌尽可能多地除掉，即使锌的挥发脱除率尽可能提高，并在除尘系统中进行收集是人们特别希望做到的事情。如JP 2006316333A、JP 9209047A等即给出了此种技术的例子。

上述现有技术的主要工艺步骤及其工艺参数为：

1)在粉尘中配入添加剂并混合均匀；

2)混合造块：在上述步骤得到的均匀混合物中配入含碳细粉和其它添加剂，如粘结剂等，其中配入的含碳物质的量按C/O(料块单质C与铁氧化物和锌氧化物中的O的摩尔比或原子比)(摩尔比或原子比)＝1-1.5确定，且料块最大厚度不超过50mm；

3)将料块烘干后，在1000℃以上的高温下直接还原15分钟以上，形成一定金属化率的含铁炉料和将料块中的锌挥发收集起来；

4)含铁炉料用于钢铁厂的炼铁或炼钢，挥发收集起来的富含锌金属及其氧化物的二次粉尘用于锌品生产的原料。

现有技术中所涉及的含锌粉尘(泥)中的含锌量在5％以上的部分，采用上述工艺步骤基本上可以获得较高的脱锌率。

但含锌量在2％以下的钢铁厂粉尘(泥)的产出量也很大，且其还原脱锌后含铁炉料中的含锌量即便在0.1％以上对高压大型高炉炼铁过程也是超标的。

现有技术针对含锌量在2％以下的含锌粉尘，必须采用提高还原温度、增加还原时间，配入更多的含碳量或提高球团碱度来提高锌的脱除率，这些方法固然对提高团块的脱除率有利，但在增加了还原过程消耗的同时，脱锌率提高的程度并不理想，如当原料锌含量在1％时，脱锌率只能达80％.因此，在锌含量较低(含锌量在2％以下)的情况下，如能在不增加还原过程消耗的条件下，提高含锌粉尘或尘泥中锌的挥发率，对提高直接还原技术的应用效果是十分有利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种含锌粉尘配碳团块高温直接还原脱锌方法，将配碳球团中加入含MgCO₃物质(如菱镁石粉，白云石粉等)的比例和粒度调整到合适的范围，以便进一步提高脱锌率。此外，还可与调整碱度配合，提高脱锌率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，

一种含锌粉尘配碳团块高温直接还原脱锌方法，包括如下步骤：

1)分析并确定锌含量低于2wt％的含锌粉尘中MgCO₃的含量，如果MgCO₃含量小于6.5％，则进行步骤2)；如果MgCO₃含量大于等于6.5％，则直接进行步骤3)或4)；

2)如果MgCO₃含量小于6.5％，向含锌粉尘中加入含MgCO₃添加剂，使造块混合物中的MgCO₃含量大于等于6.5wt％；

3)当完成步骤2)后，可直接进入步骤4)，还可向上述混合物中进一步添加白云石泥饼、石灰石泥饼、破碎成粉的钢渣、石灰、消石灰及其任意两种或多种的混合，使其均匀混合物中的四元即CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃碱度提高到1.3～2.6之间；上述添加物的加入量可根据碱度值算出CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃的含量来确定，但要保证均匀混合物中的MgCO₃含量仍大于等于6.5wt％；

4)将步骤2)或3)制得的均匀混合物加入含碳物质如煤粉、焦粉、石油焦粉、石墨粉中的一种或几种，均匀混合后滚制或压制成最大厚度不超过50毫米的团块；含碳物质的加入量按团块中单质C与铁氧化物和锌氧化物中的O的摩尔比或原子比1～1.5来确定；

5)将步骤4)获得的团块在1100～1350℃范围内加热15分钟以上，还原挥发出其中的锌并将氧化铁还原成金属铁。

进一步，以上的物料配入和混合过程可在滚筒、或混碾机内进行，充分混合均匀的物料可按物料的成球水分滚球成形或在不大于5％的水分下压制成型；之后，放入高温还原炉内进行高温直接还原处理。