[发明专利]冶金粉尘与高硫煤复合制备高反应性焦炭协同脱锌固硫方法

说明书

本发明公开了一种冶金粉尘与高硫煤复合制备高反应性焦炭协同脱锌固硫方法。通过对冶金粉尘和高硫炼焦煤进行元素含量测定及理论配比计算，使冶金粉尘与高硫炼焦煤按理论配比混合，再加入粘结剂进行混合、破碎筛分及成型，制备块状型煤；并通过对型煤进行三段式加热及烟尘分类处理，在制备高反应性焦炭的同时达到脱锌固硫的效果。通过上述方式，本发明既能够利用冶金粉尘中的铁、钙有效提高焦炭的反应活性；又能够利用冶金粉尘中的锌、铅等有害元素脱除热解煤气中的硫，通过以废治废实现对冶金粉尘的无害化利用及对高硫炼焦煤的清洁使用；还能够避免生成的金属硫化物进入焦油，大幅提高有价元素的回收率和焦油质量，满足生产及环境保护的需求。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种冶金粉尘与高硫煤复合制备高反应性焦炭协同脱锌固硫方法。

背景技术

节能减排是当前高炉炼铁技术发展的重点方向，高反应性焦炭作为一种能够有效提升高炉冶炼效率、降低燃料消耗的新型焦炭在近些年备受关注。日本、中国先后提出采用铁矿粉与炼焦煤混合制备高反应性焦炭的工艺，并进行了大量的基础实验和工业试验。

目前，高反应性焦炭的生产工艺主要有两种：一种是基于传统焦炉工艺，采用铁矿粉与炼焦配合煤混合，在焦炉中完成高反应性焦炭的制备，经破碎、冷却、筛分后将其用于高炉炼铁。另一种是基于竖炉工艺，采用铁矿粉与炼焦煤混合压块，然后在竖炉内完成高反应性焦炭的炭化过程，经冷却、筛分后用于高炉炼铁。不难看出，上述两种工艺中高反应性焦炭的生产原料均以铁矿粉、炼焦煤为主，但随着优质铁矿粉及炼焦煤资源的日益紧缺，为了降低高反应性焦炭的资源依赖性及生产成本，有必要对其生产原料的资源范围进行拓展。

为拓展高反应性焦炭的制备原料，研究人员开始尝试采用含铁渣尘替代铁矿粉用于制备高反应性焦炭。例如，公开号为CN110655942A的专利提供了一种添加钢渣参与煤的焦化过程制备高反应性焦炭的方法，该专利采用钢渣代替铁矿粉提供铁元素，将其与基础配合煤混合后通过焦炉进行高温炭化处理，制备了高反应性焦炭。但由于该专利中的铁渣仅起到了提供铁元素的作用，不能对炼焦煤中的硫起到固定效果，在实际应用时需要使用硫含量低的优质炼焦煤，对优质炼焦煤资源的消耗量较大。

公开号为CN103160302A的专利提供了一种含铁碳锌的冶金尘泥处理方法，该专利以冶金尘泥代替铁矿粉，将其与煤粉和水按比例混合并制成生球后，置于焦炉内焦化，制备高反应性焦炭。由于冶金尘泥中含有的Zn能够与焦炉煤气中的H₂S反应生成ZnS，该专利提供的方法还能达到一定的脱锌脱硫效果。但是，该专利中仅使用传统焦炉对制备的生球进行炭化，也未对反应过程进行相应控制，其炭化过程中Zn蒸气与H₂S反应不够充分，导致H₂S脱除率不够高，在实际应用中仍需要使用硫含量较低的煤粉；同时，其反应生成的ZnS大部分在冷凝后会进入焦油中，难以回收利用，整体资源利用率不够高，不能实现对冶金尘泥的高效回收处理。

有鉴于此，当前仍急需提供一种清洁高效、绿色环保的高反应性焦炭制备方法，在实现高效回收处理冶金粉尘的同时降低对优质炼焦煤资源的消耗，达到以废治废、循环发展的目标。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种冶金粉尘与高硫煤复合制备高反应性焦炭协同脱锌固硫方法。通过对冶金粉尘和高硫炼焦煤进行元素含量测定及理论配比计算，使冶金粉尘中含有的锌、铅等元素能够与高硫炼焦煤中的硫充分反应，达到脱锌固硫的效果；并通过对型煤进行三段式加热及烟尘分类处理，在制备高反应性焦炭的同时避免生成的金属硫化物进入焦油，大幅提高了有价元素的回收率和焦油质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种冶金粉尘与高硫煤复合制备高反应性焦炭协同脱锌固硫方法，包括如下步骤：

S1、分别对冶金粉尘和高硫炼焦煤的元素含量进行测定，计算所述冶金粉尘与所述高硫炼焦煤的理论配比；按照所述理论配比将所述冶金粉尘与所述高硫炼焦煤混合，并加入预定量的粘结剂，经配料系统充分混匀后得到混合料；