[发明专利]一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法

说明书

  

技术领域

本发明属于钢铁生产的固体废弃物之再资源化技术领域，具体是含锌高炉除尘灰再资源化方法。 

背景技术

以铁矿石为原料的钢铁流程中每生产一吨生铁，相应的产生约10Kg高炉除尘灰，其中含有30%左右的铁元素和一定量的锌元素，分别为：低锌除尘灰（Zn＜1%），中低锌除尘灰（1%＜Zn＜4%），中锌除尘灰（4%＜Zn＜8%），中高锌除尘灰（8%＜Zn＜20%），高锌除尘灰（20%＜Zn）五个等级。 

近年来我国每年生产生铁约6亿吨，产生高炉除尘灰为6000万吨，这是对环境严重污染的巨量固体废弃物，本申请将其进行再资源化处理，不仅大大减轻了钢铁企业的环境负荷，每年还可获得的资源量为：铁元素1800万吨，锌元素240万吨，带来可观的经济效益。 

目前，处理含锌高炉除尘灰主要方法有以下几种： 

（1）直接返回用作烧结原料：只适用于处理低锌高炉除尘灰。主要缺点有：烧结矿的铁品位和强度降低；粉尘中含有钾、钠等元素增加炼铁碱负荷；料层的透气性变差，产能下降。

（2）固化或填埋：此法已逐渐被禁止。不仅占用土地资源，导致环境污染，而且除尘灰中铁、锌资源没有得到回收而浪费。 

（3）回转窑或转底炉技术，此技术较为成熟，能回收除尘灰中锌、铁资源。但处理过程温度高（1200℃~1350℃）、能耗大；需要进行造块（球）等预处理，额外配加煤粉，成本较高；燃烧和还原在一个反应器空间中，导致气氛的还原性不高，铁的金属化率和脱锌率不高。转底炉只能处理锌含量较低和铁含量较高的除尘灰；另外回转窑技术易结圈，转底炉偏心等装备问题影响生产顺行。 

（4）酸（碱）浸技术，只能对中、高锌除尘灰进行处理，且锌的浸出率低，浸渣中剩余的锌含量较高，钢厂难以对浸渣进行循环使用，生产中大量消耗浸出剂，设备腐蚀严重，生产条件差，生产成本高，工艺中硫、氯的引入造成新的环境污染。 

发明内容

本发明以高炉炼铁除尘灰粉作为资源，平均粒度为20um（1um~100um)，适合发明的精细还原技术予以再资源化。 

一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法，其特征在于控制还原温度、还原气氛和还原时间，在精细还原装置中将经过预处理的除尘灰中锌、铁氧化物予以还原，还原生成的锌以气态形式挥发离开固体残余物，还原生成的铁以固态形式存在于固体残余物中，使用集尘装置对其进行冷凝富集，达到锌与铁的分离及富集效果，对还原产物进行后处理不产生二次固废。 

（1）预处理：将含锌高炉除尘灰烘干、简单研磨、筛分后得到干料细粉尘，其控制参数为： 

1）烘干温度：120±10℃；

2）筛子规格：100目，去除大颗粒物料。

（2）控制还原：将预处理得到的干料粉尘置于精细还原装置中通入还原气体予以还原，其控制参数为： 

1）还原温度：900 ~ 1050℃；

2）气体还原性：                                                   ；

3）还原时间：固定床1~2h， 移动床10~20min；

还原气体为高炉煤气或氢气，其还原性定为   ，为保证其足够强的还原性，需对高炉煤气进行重整处理，重整参数为：

1）重整剂：兰碳或焦炭（固定碳≥80%）；

2）重整温度：950~1200℃。

（3）精细还原：精细还原产生的固体残余物约为原始物料量的50%~70%，配入适量白灰制成炼钢精炼脱硫剂，控制参数为： 

1）白灰成分：CaO≥80%；

2）成品脱硫剂中四元碱度：2~3；

3）成品脱硫剂中：FeO≤1%；

精细还原产生的高锌挥发产物的富集：还原后的锌在900~1050℃下以气态形式挥发逸出，冷却经集尘装置将其富集得到纯度较高的富锌产物，其中含有10%~15%的KCl，经水洗可溶出。

与上述技术配套使用的精细还原移动床装置和固定床装置分别如附图1、附图2所示，主要包括：1氮气源，2高炉煤气源，3煤气重整炉，4气体流量计，5气体混合室，6移动床还原炉，7控制柜，8热电偶，9 集尘装置，10氢气源，11固定床还原炉，12坩埚。气体管道将气源、流量计、气体混合室、（移动床或者固定床）还原炉连接，电线将控制柜、热电偶、（移动床或者固定床）还原炉连接，集尘装置固定在出气口。