[发明专利]一种低含锌炼钢危废物治理及生产纳米氧化锌的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无害化、资源化、高技术化治理危险废物的方法和装置，具体涉及一种低含锌炼钢危废物治理及生产纳米氧化锌的装置及方法，属于环保节能及纳米材料生产技术领域。

背景技术

中国是世界最大的钢铁生产国，每年钢铁生产过程中产出的浸出类危险固体废物——含锌集尘灰多达几百万吨。过去多采取填埋的方式处理，致使集尘灰中所含的锌、铅、镉、铬等重金属元素在酸雨的作用下缓慢浸出下渗，严重污染地表水和地下水。目前这类危废物的治理利用技术也很不完善。一般是火法工艺用回转炉处理，生产粗氧化锌，其生产工艺如附图3。首先是把收集到的炼钢含锌灰和碳配料，配好的料入回转炉还原、氧化，使集尘灰中所含的锌、铅、镉、铬等重金属挥发出来，回转炉出口高温含氧化锌及其它重金属氧化物的粉尘气体经多级冷却降温，气体温度从600-700℃，冷却降温至小于150℃进布袋收集器收集粗氧化锌为主的混合物，尾气经脱硫排放，收集到的粗氧化锌混合物包装出售，已达到这种危废物的治理和资源化利用。由于我国炼钢含锌灰90%以上产生在炼铁高炉阶段，和国外以电炉炼钢为主，所产含锌灰锌含量在20%左右相比较，锌含量比较低，一般在5-10%之间。用它采用常规火法工艺生产的粗氧化锌的锌含量也较低，一般只有50%以下，不够商品级。如何提高粗氧化锌中的锌含量；能不能使这种治理和资源化利用过程不仅只是生产粗氧化锌，而是生产出纳米氧化锌，使这种治理和资源化利用不仅无害化、资源化而且高技术化？这就亟需针对我国炼钢含锌集尘灰含锌量低的特点，完善火法工艺，引进湿法生产工艺纯度高、纳米化的优点进行技术改进。传统的湿法工艺流程如附图4，所利用的原料必须含锌55%以上，方能达到合理的经济效率。中国发明专利CN102826589A虽公开了“一种利用钢厂烟尘灰氨法生产高纯纳米氧化锌的方法”，但这种纯湿法工艺直接用氨浸法浸取含锌只有5—10%的固体废物，浸取率极低，浸取后的渣按危废物鉴定标准浸取液含锌仍大于50mg/L还属于危险废物，达不到治理的目的,且浸取后渣含氨不能回收，造成氨的大量流失，并不能真正解决炼钢含锌集尘灰治理利用的问题，实用性不强，在生产中难以真正推广。用回转炉处理炼钢含锌集尘灰，还由于固废原料中含有大量氯和碳，在工艺后期会生成二噁英、多氯联苯及其衍生物这类强致癌物，如不消除则会对环境造成更大的二次污染，对人体造成严重伤害。总起来看，现有技术没有从环境治理、节能利用和产品高技术化的角度综合考虑工艺技术问题，资源虽也在回收利用，但利用效率不高，造成严重的二次污染，亟待改进。

发明内容

本发明旨在提供一种低含锌炼钢危废物治理及生产纳米氧化锌的方法及装置。针对低含锌炼钢集尘灰，在传统回转炉火法工艺和湿法工艺的技术基础上，进行技术集成创新，使其形成“火-湿联合一体化”的治理危险废物、余热利用和生产纳米氧化锌的有机技术整体，实现了全新的技术突破。本发明是一种低含锌炼钢危废物通过“火—湿联合一体化”方法进行彻底治理及生产纳米氧化锌的工艺方法及装置。

本发明提供了一种低含锌炼钢危废物治理及生产纳米氧化锌的装置，包括火法装置，其特征在于：还包括湿法装置，所述火法装置包括依次连接的造粒机、输送机、回转炉、余热锅炉、第一收尘器、吸附脱除器、第二收尘器、脱硫塔；火法装置第一收尘器所得粗氧化锌产物通往湿法装置，所述湿法装置包括依次连接的浸取釜、除杂釜、沉锌釜、干燥机、煅烧炉；第一收尘器连接浸取釜，余热锅炉的蒸汽管道连接浸取釜、除杂釜、沉锌釜、干燥机，所产蒸汽进入湿法工段使用。

上述方案中，所述吸附脱除器的主体为筒状结构，顶部设有排气口，底部侧面设有切线进气口，吸附剂通过吸附剂料斗从进气口进入吸附脱除器内，在脱除器内设有混合吸附区，排气口连接第二收尘器。

进一步地，所述吸附剂料斗通过计量螺旋送料器连接进气口。

进一步地，所述吸附脱除器内的混合吸附区设有3~5层螺旋形隔板，以让气体沿切线螺旋式上升，减少短路，延长吸附时间。

本发明的吸附脱除器专用设备，是含多氯联苯、二噁英及其衍生物的高温气体的专用脱除器，可用于炼钢含锌集尘灰火法处理的尾气治理，也可用于钢铁冶炼、焦化生产以及危废物焚烧过程的尾气治理。

本发明提供了一种采用上述装置对低含锌炼钢危废物进行治理及生产纳米氧化锌的方法，包括以下步骤：

（1）将炼钢含锌集尘灰和辅料（焦炭或无烟煤）按以下配比配料：炼钢含锌集尘灰中的锌含量在5~20wt%，配料后混合料所含热量在1300大卡~3000大卡；