[发明专利]一种含铅除尘灰综合处理方法

说明书

本发明涉及一种含铅除尘灰综合处理方法，将含铅除尘灰通入风力分级‑风磁分选系统，通过风力分级将大粒度除尘灰分离出来得到风选铁精矿，通过风磁分选将细粒度除尘灰中的磁性物料分离出来得到磁选铁精矿；风选铁精矿和磁选铁精矿返回烧结、冶炼工序使用；布袋除尘器捕集到的干尾灰进行脱铅提铅处理；干尾灰与粉磨后的含碳还原剂、粘结剂并加水混合制团块，团块焙烧后得到金属化团块供高炉和转炉使用；烟气回收系统中的除尘灰为富铅矿粉，作为炼铅提铅原料使用。本发明避免了现有处理工艺由于含铅除尘灰中铅含量波动大、工艺设计不合理而造成的资源浪费、能源浪费、处理性价比低等问题；降低了重金属铅对冶炼系统的危害，将含铅除尘灰变废为宝。

技术领域

本发明涉及冶金废弃物综合利用领域，尤其涉及一种含铅除尘灰综合处理方法。

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铅除尘灰(如含铅除尘灰、烧结机头除尘灰)在烧结系统中的循环使用，造成重金属在高炉中循环富集。液态铅随温度升高体积膨胀，导致砖层浮动甚至炉底砌体毁坏以及炉壳开裂，渗入炉衬的铅可能会导致炉壳爆裂。铅所形成的低熔点化合物或共晶体粘附在烧结矿上，降低烧结矿的软融温度；粘结在焦炭上，会影响高炉料柱的透气性；粘结在炉墙上，会促使形成炉瘤，影响高炉正常生产。此外，铅的富集易引起炉前工作失常，如堵死撇渣器酿成跑铁事故，还会污染炉前环境，导致操作者铅中毒。因此，有必要将含铅除尘灰分离出来进行脱铅处理。如何将这些粉尘进行无害化处理，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粉尘中的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、美国等对除尘灰的回收利用非常重视，除尘灰由专业化工厂进行处理，已趋于资源化。除尘灰的利用包括：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。

刘宪发表的题为《烧结机头电除尘灰制取一氧化铅试验研究》的文章，将烧结机头电除尘灰制成悬浮浆液并磁选出铁精粉，磁选后尾泥加入氯化钠溶液，采用氯化浸提方式回收尾泥中的铅，经溶解、沉淀反应、离心过滤、洗涤，所得固体经干燥焙烧后得到一氧化铅产品。付志刚发表的题为《钢铁冶金烧结除尘灰中铅的浸取回收和一氧化铅的制备》的文章，同样采用湿法磁选结合湿法浸铅的方法脱除除尘灰中的铅，最终获得纯度99.5％以上的氧化铅产品。蒋新民发表的《钢铁厂烧结机头电除尘灰综合利用》的文章，采用弱磁-强磁联合梯度磁选的方法，将除尘灰中的铁回收起来，得到铁精矿和富铅尾矿。在弱磁强度20000e，强磁强度160000e条件下，获得了品位55.23％的铁精矿，铁回收率大于70％，富铅尾矿中铅含量达11.52％。采用“盐酸+NaCl”的氯化浸提方式回收磁选后尾矿中的铅，NaCl浓度＝260g/L，尾矿/NaCl溶液比＝1:2，盐酸用量/尾矿＝20mL/100g，温度＝85℃，时间＝30min，在此条件下，铅浸出率为97.65％，获得了较好的处理效果。以上几种方法工艺流程简单，相比火法脱铅方案投资成本较小，处理成本较低，且脱铅效果显著，对环境污染较小。但是，由于含铅除尘灰种类繁多，铅含量波动范围非常大，不仅同一位置不同日期取样成分波动大，甚至同一钢厂的两座高炉瓦斯灰中铅含量相差10倍以上，烧结电除尘灰更是由于电场级别的不同，在成分上出现了巨大差异。而以上几种方法中用到的湿法磁选工艺普遍都是通过将灰、水、药剂混合搅拌后进行磁选，达到提铁脱铅的效果，但这种处理工艺设计不合理，在工业生产中存在一定的弊端：在处理低铅除尘灰过程中，由于铅的含量较低，采用以上工艺方案不但不能达到明显的脱铅效果，还会造成水和药剂资源浪费，同时提高搅拌、过滤等设备的处理量，造成能源浪费，提高处理成本，降低处理性价比。