[发明专利]一种高炉烟气除尘灰综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金废弃物综合利用技术领域，尤其涉及一种高炉烟气除尘灰综合利用方法。

背景技术

钢铁冶炼过程各工序都会产生大量的尘泥，由于尘泥具有一定的回用价值，钢铁企业一般作为二次原料返回烧结利用。目前，伴随钢铁行业所产生的固体废弃物不断增加，环境保护问题日趋突显。而且，随着这些固体废物在烧结的循环利用，有害元素不断富集，对烧结矿的质量和工序顺行造成明显影响。

目前，国内很多钢铁企业将含锌粉尘、污泥在烧结系统中的循环使用，造成锌元素严重富集，锌元素带入给冶炼带来了巨大危害，主要有：①在炉喉缸砖等部位形成炉瘤；②由于锌聚集产生的炉内结瘤会导致高炉上部煤气流紊乱，出现悬料崩料现象；③破坏炉衬造成高炉炉皮开裂；④在高炉煤气上升管内冷凝、积聚造成上升管阻塞；⑤在高炉风口处沉积，对耐火材料侵蚀造成砖体疏松，导致风口上翘或破损；⑥引起焦比上升，降低料柱的透气性；⑦炉前作业环境恶劣，能见度差。因此，有必要将含锌粉尘、污泥分离出来进行加工处理。如何变废为宝，将这些粉尘、污泥进行资源化和无害化处理，减少环境污染，已经成为钢铁企业迫在眉睫的问题。另一方面，我国是一个钢铁大国，冶金固废的大量弃用或外排造成大量的资源浪费，其回收处理和循环利用也符合我国绿色可持续发展战略要求。

20世纪70年代，国内外就开始有回收钢铁冶金固废中的Zn、Pb、Fe的相关研究，最近也有相关工艺报道。随着人们对环境问题的日益重视，如何合理开发利用除尘灰更引起了企业和环保部门的高度重视。国外如日本、美国等对粉尘、污泥的回收利用非常重视，由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。冶金粉尘、污泥的利用包括：将金属回收，用离子交换树脂系统制备极高纯度氧化铁，用于做精用颜料、磁性材料、催化剂等。

胡晓洪等人发表题为《高炉瓦斯泥综合利用的研究》的文章，采用磁选-摇床为最佳工艺流程。试验所得铁精矿全铁含量大于62％。张汉泉等人发表题为《武钢高炉瓦斯泥铁回收工艺试验研究》的文章，采用两段重选工艺流程处理可获得精泥产率31.8l％、含铁品位61.51％，铁回收率为51.64％的较理想指标。成海芳等人发表题为《攀钢高炉瓦斯灰的综合利用》的文章，采用重一浮选联合，可使选出的铁精矿品位达到47％～20％，回收率达到49.24％。潘国泰等人发表题为《浅谈高炉瓦斯灰提碳提铁工艺科技》的文章，采用重选及弱一强磁搭配的工艺来回收瓦斯灰中的铁，获得较好的处理效果，从使资源得到最大化的回收利用。张美芳等人发表题为《用选矿方法回收利用宝钢高炉瓦斯泥》的文章，在试验室用浮选-磁选或磁选-浮选联合流程处理宝钢高炉粉尘，可获含铁60％的铁精矿，同时回收含碳67％的碳精粉。以上几种方法为几种物理法脱出除尘灰中锌的方法，工艺较为简单，处理成本较低，但处理效果均不够显著。

王静松等人发表的题为《钢铁厂含锌粉尘转底炉直接还原与脱锌试验研究》采用钢铁厂含锌粉尘制成内配碳球团，模拟转底炉在1300℃和中性气氛条件下，还原10min，金属化率达80％，脱锌率达97％；佘雪峰等人发表的题为《冶金粉尘中锌、铅及碱金脱除行为研究》采用钢铁企业含锌粉尘制成含碳球团，在高温条件下模拟转底炉试验，在碳氧比为1，温度1250-1300℃条件下还原15min时金属化率大于70％，脱锌率达93.4％-98.8％。马昱等人发表的题为《基于焙烧实验的高炉瓦斯灰脱锌、脱铅基础研究》采用火法脱除高炉瓦斯灰中的锌，探索和分析了焙烧时间、焙烧温度、碱度以及氯化物添加剂含量等因素对脱锌效果的影响规律，优化火法脱锌参数。这些方法处理含锌尘泥效果显著，但转底炉工艺处理含锌尘泥一次性投资巨大，且成本和能耗过高，经济效益不显著，在钢铁企业微利的今天较难大面积推广应用。

诸荣孙等人发表的题为《高炉瓦斯灰氨浸脱锌》的文章，研究采用氨水和氯化铵作为浸出剂脱出高炉瓦斯灰中的锌。最佳浸出工艺条件为：采用液固比4:1混合后，室温下采用600r/min的速度搅拌3h。在此条件下，锌浸出率可达89％。此方法相比火法提锌方案工艺流程简单，投资规模较小，处理成本较低，且脱锌效果显著。但是，由于高炉瓦斯灰中锌含量波动范围较大，甚至同一钢厂的不同高炉瓦斯灰中锌含量相差30倍以上。采用此方案脱出低锌瓦斯灰中的锌时，难免导致配加浸出剂过量，造成资源浪费。所以，在工业生产过程中由于瓦斯灰含锌量的波动给浸出剂的配入量带来了困难。