[发明专利]一种钢铁厂含锌烟尘灰循环利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁厂含锌烟尘灰生产高纯氧化锌并回收铁炭返回冶炼的循环利用方法。

背景技术

目前来自钢厂的烟尘灰(包括高炉灰、转炉灰、电炉灰)，又称烟尘贮存灰，每生产一吨钢铁将会产生35～90kg的烟尘灰，这种烟尘灰一般含铁15～30％、含氧化硅4～5％、锌5～22％、可燃烧的固定炭(C)25～55％、氧化钙2～5％、氧化镁1～2％以及钛、钒和碱金属等。通常条件下，一般作为烧结的原料来生产烧结矿，在钢厂内部循环利用，随着循环的富集，入炉锌负荷愈来愈高，严重影响高炉的正常运行。

目前限制高炉锌负荷的方法：一是限制循环用烟尘灰用量；二是烟尘灰选矿处理；三是采用火法和湿法处理。第一种不是降低高炉锌负荷经济的、有效的方法，而且带来环境污染。第二种是把锌富集到尾泥中，但铁精、炭精、尾泥三种产品失调，仍失去较高的铁、炭资源。第三种又分为火法和湿法处理，火法有直接烧结法、球团处理法、直接还原法处理。但锌、铅及碱金属仍未得到解决。湿法又分为酸法和碱法，酸法工艺成熟，不升温锌浸取率仅80％左右，升温可达95％，但铁也高达60％，除铁困难，又浪费铁，设备腐蚀严重，也达不到环保要求。但碱法浸取率更低。现有湿法提锌存在问题总体特点是锌浸取率低，浸渣难以循环利用，无法达到环保要求，设备腐蚀严重，对原料要求敏感，工艺难以优化，生产效益低与钢厂产量不相匹配等。目前我国钢铁企业含锌粉尘配入烧结循环利用方式已经对高炉、烧结生产和钢铁厂环境带来巨大危害，对粉尘的处理上分迫切。

专利号CN201210179548.8《从高炉炼铁烟尘制取铁粉和回收有色金属的方法》采用回转窑配合还原燃料烧结含锌烟尘灰，收集烟气中的锌灰，再通过磁选选出可磁选铁。此法工艺复杂，铁、锌回收率低，且炭资源被浪费，有害物质的去除率低，得到的氧化锌品位低，不可以直接作为原料添加生产产品。类似的工艺还有CN201210120674.6《一种含锌钢铁冶炼中间渣的资源化处理方法》、专利号CN201310740908.1《一种利用钢铁厂含锌尘泥生产铁水并回收锌的方法》等。CN201110199110.1《一种从钢铁厂粉尘中提取铁粒和锌粉的方法》则采用转底炉直接还原法，不需磁选可以得到铁，有害物质去除较高，但氧化锌品味仍然很低，而且设备投资大。

最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用，铁炭返回冶炼使用。

氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法(氨-碳铵联合浸出法生产氧化锌)的一般步骤包括：对含锌物料使用氨-碳铵联合浸取制得锌氨络合液，经净化、蒸氨结晶、干燥煅烧制得氧化锌产品，一般氧化锌含量95-98％。

这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于烟尘灰的处理，主要原因在于：

1.因为钢厂烟尘贮存灰含锌率低(一般含Zn％＝5-22)，浸出液含锌浓度低，浸出剂消耗量大，成本高，企业无法承受。

2.因为杂质成分复杂，生产得到的只能是普通活性氧化锌产品且合格率低，产品价格较低经济效益差。

3.常规手段浸取时，烟尘灰的浸出率低，回收率低，铁、炭资源回收也没形成完整链条，烟尘灰的价值未得到体现。

专利号CN201210358206.2《一种利用钢厂烟尘灰生产高纯纳米氧化锌的方法》，CN201210357961.9《利用钢厂烟尘灰氨法脱碳生产高纯纳米氧化锌的方法》，CN201210357962.3《一种利用钢厂烟尘灰氨法生产高纯纳米氧化锌的方法》，CN201210358096.X《一种利用钢厂烟尘灰氨法生产高纯氧化锌的方法》，CN201210357963.8《一种利用钢厂烟尘灰生产高纯氧化锌的方法》，CN201210358030.0《一种利用钢厂烟尘灰氨法脱碳生产高纯氧化锌的方法》等一系列氨法工艺，单纯采用湿法工艺，由于含锌烟尘灰含量普遍较低，单纯湿法浸取要么溶液中锌含量较低，要么浸取工艺复杂反复，最终导致生产成本高，而且对于浸取后烟尘灰的尾渣中的铁炭单纯说明返回钢铁厂使用，并未确定实际可行的方案。

综上所述，对于烟尘灰的处理，如何在含锌量低的烟尘灰中有效浸出其中的锌，并得到高纯氧化锌，同时克服传统的方法的缺点，回收铁炭并有效利用成为本行业亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钢铁厂含锌尘泥循环利用的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种钢铁厂含锌尘泥循环利用的方法，包括以下步骤：