[发明专利]一种转底炉处理工业废渣直接还原方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废渣的直接还原处理方法。具体说来是以废弃的含铁工业废渣和碳质还原剂制成含碳球团，在转底炉中进行还原得到金属化球团的方法。

背景技术

随着我国钢铁产量迅猛发展，进口铁矿石量也逐年增加。虽然铁矿石进口价格一路飙涨，但是2010年依然进口了6.19亿吨铁矿石，对进口矿铁矿石的依存度高达63%。因此，拓宽我国炼铁原料来源已刻不容缓。

化工工业的快速发展，在推动国家和地方社会经济前进的同时，也随之带来一系列相关的负面问题。国内很多企业存在生产组织和管理粗放、环境污染严重以及资源消耗和浪费较大等问题。这一点突出表现没有实现资源的有效回收和综合利用。而这点与国外发达国家的企业相比有很大差距。

我国是生产硫酸和消耗硫酸大国，每生产1吨硫酸排出0.8~0.9吨的硫酸渣。目前我国的硫酸渣年产量已超过1000万吨。硫酸渣中含有丰富的铁资源及其他可利用的金属，弃之不用会造成大量的资源浪费，并且自然堆存、挖坑掩埋或是弃之湖海，不仅占用大量的土地，还会酸化土地，污染水源，影响动植物生长，对环境造成巨大危害。因此，综合开发利用硫酸渣具有十分重要的意义。日本、美国、加拿大和罗马尼亚等国都有专门处理硫酸渣，用来作为烧结配料的烧结厂。在我国，硫酸渣也多作为烧结配料来处理。虽然也有用硫酸渣作为造球配料，采用竖炉生产铁矿球团的，但由于其工艺落后，产品质量不稳定，多已停产或拆除。

电解铝厂的铝电解槽在使用3~5年后就要进行大修，更换槽内衬，槽内衬中的废旧阴极含有大量碳以及其它有价值的材料。很多铝厂都将废碳块作为一般的工业垃圾处理，任意丢弃或堆放。废块中的有毒氟化物和氰化物溶解于水中，渗入地下，污染水质，或呈粉状物在空中飞扬，对环境造成污染，并严重危害人身健康和农牧业生产。如果能变废为宝，则会大大促进铝工业发展。国内外对此做了大量的研究工作，美国恺撒铝业公司、雷诺公司等利用碱液处理废旧阳极材料来制取冰品石，从而节省了大量新鲜冰晶石。而我国对其的利用较少，仍有大量槽大修渣不能实现自身价值。

钢铁生产工艺流程也在不断向紧凑化、高效化及循环经济型、环境友好型的方向发展。为了解决焦煤短缺以及传统高炉炼铁工艺所存在的能耗高，环境污染严重等问题，世界上出现了多种新型非高炉炼铁法，其中最重要的方法之一便是转底炉工艺。采用转底炉工艺处理硫酸渣等工业废渣，不仅使得化工企业废渣得到充分利用，而且能够创造很高的经济效益，实现循环经济和环境保护。

发明内容

本发明涉及一种以含铁工业废渣为原料，配入还原剂粉制成含碳球团，以转底炉法处理含铁工业废渣的方法。

本发明方法是为了综合回收利用含铁工业废渣中的有价元素，经济获取还原剂资源，解决工业废渣综合回收利用及其在利用过程中所遇到的问题，如制备的冷固含碳球团生球落下强度低、入炉后球团易爆裂造成还原困难等，特提出本发明以适应工业化操作的生产方法。

在本发明目的中所提出的生产方法，是包括含铁工业废渣冷固结含碳球团的制备工艺、直接还原工艺两部分组成。在本发明方法中所采用的含铁工业废渣冷固结含碳球团的配比为含铁工业废渣：还原剂粉：粘结剂=100：15~21：1~3，其中，含铁工业废渣是指含铁量在35%以上的工业废渣，粒度-200目占50%以上，还原剂粉是指细磨的无烟煤、烟煤、焦粉或者其他含碳物质（如电解铝厂的阴极碳块）中的一种或者一种以上的组合；粘结剂是指无机或有机粘结剂或者两者的组合，无机粘结剂如膨润土、水玻璃等，有机粘结剂如玉米面粉、糖浆废液、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠等。

本发明所提出的适用于制备含铁工业废渣冷固结含碳球团、直接还原的生产方法，该方法是由含铁工业废渣制备冷固结含碳球团的制备工艺、直接还原工艺两部分组成，其特征在于将含铁工业废渣与还原剂粉和粘结剂经配料、混合、压球制得冷固结含碳球团；冷固结含碳球团经过烘干后进入铺有垫底料的转底炉中进行还原，在还原过程中可以向球团料层中加入还原剂保证还原过程的还原气氛，并可防止还原后期被高温烟气再氧化，其具体工艺方法如下：

（1）含铁工业废渣冷固结含碳球团的制备工艺中的成分配比为含铁工业废渣：还原剂粉：粘结剂=100：15~21：1~3，其中，含铁工业废渣是指含铁量在35%以上的工业废渣或者铁矿粉，粒度-200目占50%以上，还原剂粉是指细磨的无烟煤、烟煤、焦粉或者其他含碳物质（如电解铝厂的阴极碳块）中的一种或者一种以上的组合，粘结剂为无机或有机粘结剂或者两者的组合，无机粘结剂如膨润土、水玻璃等，有机粘结剂如玉米面粉、糖浆废液、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠等。