[发明专利]一种冲天炉处理钢铁厂含铁粉尘的方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种冲天炉处理钢铁厂含铁粉尘的方法。特别是可以处理含K、Na和Zn元素较高的粉尘。具体方法是以钢铁厂各种含铁粉尘和碳质还原剂制成含碳球团，在冲天炉中进行还原、熔化和渣铁分离得到液态铁和富集锌、钾和钠等粉尘。此工艺不仅可以回收粉尘中的铁元素，还可富集有害元素，变费为宝，同时减轻对环境的污染。 

背景技术                                                                                                                        

随着钢铁工业的迅猛发展，钢铁厂所产生的含铁粉尘量逐年都在增加。这些含铁粉尘种类较多，主要来自于烧结、球团、高炉、转炉和电炉等系统。这些粉尘一般粒度细小，含有大量的铁和碳元素，是一种值得回收的资源。但由于钢铁厂粉尘中含有较高含量的Zn、K和Na 等有害元素，如果直接用于造块，返回高炉使用，将会造成有害元素在高炉中的富集，严重影响高炉的生产和寿命，因此需要寻求一种有效的工艺去回收利用钢铁厂含铁粉尘。

当前处理钢铁厂含铁粉尘的工艺大致分为三类：物理法、湿法和火法。前两种方法分别有铁回收率低和操作环境恶劣，工艺复杂等缺点。火法处理钢铁厂粉尘最为成熟，且已经得到广泛应用，其基本原理是利用钾、钠、锌和铅等有害元素在高温下被还原后形成蒸汽蒸发而进入煤气，在低温区被氧化成相应的氧化物后而进入粉尘，并在除尘系统中被收集，最终达到富集有害元素的目的。目前比较成熟的工艺是用转底炉和回转窑处理粉尘，得到的产品是金属化炉料和富集了有害元素的粉尘。但是直接还原工艺有投资大、效率低、成本高和得到的海绵铁还需要再进行熔化处理等缺点。 

目前，在国内冲天炉常常被用来熔化生铁、废钢或铁合金，是利用冲天炉内焦炭燃烧的化学能转化为热能来熔化含铁炉料。利用冲天炉冶炼粉尘含碳球团与熔化生铁不同，还需要额外消耗焦炭来还原粉尘中的部分铁氧化物，能量消耗更大。通常向冲天炉内鼓风的风温较低，大多都只是常温，鼓风带入到炉内的热量少，焦比高，为了最大限度的降低焦炭消耗，可适当的增加鼓风温度。当冷固结粉尘含碳球团投入到冲天炉炼铁后，若要最大限度的提高产量，降低料柱阻损，向鼓风中富氧是一种有效的方法。 

发明内容

本发明涉及一种利用冲天炉富氧（富氧率1%～5%）鼓热风（风温温度500℃～1200℃）冶炼冷固结粉尘含碳球团的方法。 

本发明方法是为了综合回收利用钢铁厂粉尘，解决钢铁厂含铁粉尘回收利用所遇到的问题，具体说来是以钢铁厂的含铁粉尘和碳质还原剂制成含碳球团，在冲天炉内进行还原、熔化和渣铁分离，得到液态铁水和富集了有害元素的粉尘。该方法主要由粉尘制备含碳球团工艺和冲天炉高富氧高风温冶炼粉尘含碳球团工艺两部分组成，解决了含碳球团强度低，入炉后球团易爆裂，冲天炉能耗高、产量低和有害元素难富集等问题，其具体工艺方法如下： 

（1）粉尘含碳球团制备工艺的成分配比为含铁粉尘：还原剂粉：无机粘结剂：有机粘结剂=100：10~20：6~12：0.5～2，其中，含铁粉尘是指含铁量在20%以上的钢铁厂粉尘，还原剂粉是指粒度＜1mm的无烟煤、烟煤、焦粉或者其他含碳物质，粘结剂是指粒度-200目占80%以上的水泥和羧甲基纤维素钠。将各种物料按比例配好后，加入水分混匀后进行压球，水分加入量为10~15%。自然养护7～10天后待用。

（2）将100%粉尘含碳球团作为炼铁原料，焦炭作为燃料，一起从炉顶布入冲天炉内。 

（3）将冲天炉鼓风温度预热到500～1200℃，并且向鼓风中富氧，富氧率为1～5%。可以提高鼓风带入冲天炉内的热量，减少焦炭燃烧所需要的风量,可起到降低固体燃料消耗，降低焦比，提高冲天炉冶炼强度和增加产量的作用。