[发明专利]一种烧结粉尘的综合处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业固体废弃物领域，具体涉及一种烧结粉尘的综合处理系统及方法。

背景技术

烧结粉尘其产生量约占烧结矿产量的2%-4%，全国每年由此所产生的烧结粉尘千万吨。目前国内利用途径主要是直接配入烧结料回用的方式来实现。由于铁矿石来源的不同，部分矿石原料中含有较高的K等碱金属元素，这些碱金属元素所形成的化合物因沸点低，在高温烧结过程中直接挥发至烟气中，或被焦炭还原成相应的单质金属气体而逸出，并在电除尘系统中凝结、氧化，再被捕集进入除尘灰中。烧结灰的多次直接重新配料循环回用，K等碱金属元素逐步富集，使烧结粉尘和烧结矿含有较高的K等碱金属元素，显著影响烧结电除尘器的除尘效率和操作稳定性，导致电除尘排放烟气的粉尘浓度超标和装置运行能耗增大，高含量K等碱金属元素的烧结矿进入高炉将腐蚀炉衬，影响高炉长寿运行，且烧结粉尘中K元素未得到回收而浪费。因此，如何开发一种高效、经济和环保的烧结粉尘处理新技术，已成为国内钢铁企业生产的重要难题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种烧结粉尘的综合处理系统及方法，分别回收了烧结粉尘中的钾、铁元素，过程中利用焙烧后烟气中CO₂除去一次滤液中少量杂质金属离子，蒸发结晶利用熔分后的烟气余热，流程能耗小，操作简单。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种烧结粉尘的综合处理系统，包括：搅拌装置、一次过滤装置、造球装置、还原装置、熔分装置、除杂装置、二次过滤装置和蒸发装置，其中，所述一次过滤装置与所述搅拌装置相连，将在所述搅拌装置中混合的烧结粉尘与工业水过滤，得到一次滤液和滤渣；所述造球装置与所述一次过滤装置相连，将所述滤渣与还原煤混合，得到混合球团；所述还原装置与所述造球装置相连，将所述混合球团进行还原焙烧，得到还原球团和焙烧烟气；所述熔分装置与所述还原装置相连，将所述还原球团进行熔分，得到铁水和熔分烟气；所述除杂装置分别与所述一次过滤装置和还原装置相连，将焙烧烟气通入所述除杂装置中的一次滤液中，进行反应除杂，得到沉淀溶液；所述二次过滤装置与所述除杂装置相连，将所述沉淀溶液过滤，得到钾盐溶液；所述蒸发装置分别与所述二次过滤装置和熔分装置相连，利用所述熔分烟气将所述钾盐溶液蒸发结晶，得到粗钾盐。

进一步的，所述搅拌装置包括：入料口、冷凝水入口和一次混合液出口；所述一次过滤装置包括：一次混合液入口、滤渣出口和一次滤液出口，其中，所述一次混合液入口与所述一次混合液出口相连。

进一步的，所述造球装置包括：滤渣入口和球团出口，所述滤渣入口与所述滤渣出口相连。

进一步的，所述还原装置包括：球团入口、焙烧烟气出口和直接还原铁出口，所述球团入口与所述球团出口相连；所述熔分装置包括：直接还原铁入口和熔分烟气出口，所述直接还原铁入口与所述直接还原铁出口相连。

进一步的，所述除杂装置包括：一次滤液入口、焙烧烟气入口和二次混合液出口，所述一次滤液入口与所述一次滤液出口相连，所述焙烧烟气入口与所述焙烧烟气出口相连；所述二次过滤装置包括：二次混合液入口和二次滤液出口，所述二次混合液入口与所述二次混合液出口相连。

进一步的，所述蒸发装置包括：二次滤液入口和熔分烟气入口，所述二次滤液入口与所述二次滤液出口相连，所述熔分烟气入口与所述熔分烟气出口相连。

进一步的，所述蒸发装置还包括：蒸汽出口，其与所述冷凝水入口相连。

在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的一种烧结粉尘的综合处理系统处理烧结粉尘的方法，包括以下步骤：

（1）将烧结粉尘与工业水按比例混匀搅拌，经过滤得到一次滤液和滤渣；

（2）所述滤渣与还原煤按比例混合，并依次经过造球装置造球、还原装置还原焙烧，得到还原球团和焙烧烟气；

（3）所述一次滤液通入所述除杂装置，所述焙烧烟气通入所述除杂装置将所述一次滤液进行反应除杂，得到沉淀溶液，所述沉淀溶液通入二次过滤装置中进行过滤，得到钾盐溶液；

（4）所述还原球团经所述熔分装置进行熔分，得到铁水和熔分烟气；

（5）所述钾盐溶液通入所述蒸发装置进行蒸发结晶，所述熔分烟气通入所述蒸发装置中作为蒸发结晶的热源，得到粗钾盐和蒸汽。

进一步的，所述烧结粉尘钾含量5-20%，铁含量20-50%，还原煤碳含量高于80%。