[发明专利]一种不锈钢除尘灰的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及除尘灰利用领域，具体设计一种不锈钢除尘灰的回收利用方法。

背景技术

不锈钢广泛应用于国防、工业生产和日常生活，需求量日益上升，我国不锈钢生产能力已突破1000万吨，成为世界不锈钢生产的第一大国。但不锈钢的生产中要产生5％的粉尘，比如钢铁企业的不锈钢粉尘灰的年产生量达几万吨。不锈钢粉尘灰的处理已成为钢铁行业所面临的世界性难题之一。由此带来环境污染、资源损耗大、能耗高等问题。

到目前为止，国外已经出现或正在使用的不锈钢粉尘回收利用方法包括Inmetco法、Fastmet法、竖炉法、电炉法等。国内在不锈钢除尘灰的回收处理方面研究的较晚，与国外相比差距较大，尚未开发出一种成熟的工艺，至今也没有一个专门用于不锈钢除尘灰回收处理的商业化工厂。目前国内主要采用电炉法(包括矿热炉法)、转底炉法、竖炉法等方法回收利用，其回收利用的成本和回收率各有不同。一些钢铁企业曾尝试用电炉从不锈钢粉尘中提炼回收合金的方法，但部分金属的回收率出现了较大的波动。后来也试验过矿热炉和隧道窑两种工艺，前者为熔融还原，终产品是铁合金，后者是直接还原，终产品是金属化球团，但效果均不理想。

发明内容

因此，基于上述现状，本发明要解决的技术问题是提供一种利用现有转炉炼钢过程进行不锈钢除尘灰回收利用的方法。

本发明的技术方案是，一种不锈钢除尘灰的回收利用方法，该方法包括：

a、制备不锈钢除尘灰混合料

在不锈钢除尘灰中加入5-10wt％的粘结剂及1-15wt％的还原剂混匀成混合料；粘结剂和还原剂的百分比是指占不锈钢除尘灰的百分比。

b、造球

将上述混合料在造球机中造成除尘灰球，造球过程喷洒5-15％的水量；不锈钢钢除尘灰球团的颗粒度为20～50mm；

c、干燥球团

将球团在70-180℃干燥；

d、转炉冶炼

转炉冶炼含铬镍钢种时，除尘灰球与废钢作为炼钢冷却剂加入到转炉；除尘灰球加入量为装炉量的1～5％；

e、转炉出钢

当转炉冶炼钢水的成分达到终点条件时转炉出钢。

本发明的技术原理是：不锈钢除尘灰中含有大量的Fe元素，一定量的Cr和Ni元素。这三种元素几乎都是以氧化物形式存在，其中Cr和Ni主要以尖晶石(FeCr₂O₄、Fe₂NiO₄等)形式存在。还原回收时，这些复杂氧化物先受热分解为简单氧化物，再与C或CO发生还原反应。在转炉中加入除尘灰，除尘灰中的有价元素与球团中的C及钢水中的C、Si主要发生如下反应：

FeCr₂O₄(s)+C(s)＝Cr₂O₃(s)+Fe+COΔG^θ＝214874-164.42TJ/mol(T_转＝1307K)

Cr₂O₃(s)+3C(s)＝2Cr(s)+3COΔG^θ＝786734-513.63TJ/mol(T_转＝1533K)

(Cr₂O₃)+3[C]＝2[Cr]+3COΔG^θ＝737670-471.57TJ/mol(T_转＝1564K)

23Cr2O3(s)+[Si]=43[Cr]+SiO2(s)]]>ΔG^θ＝-205656+30.5T(J/mol)