[发明专利]基于水洗工艺的含锌粉尘处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于水洗工艺的含锌粉尘处理系统及方法，通过将含锌粉尘、电炉灰、工业纯碱以及水在搅拌槽中搅拌制成浆液，静置分层后的上清液依次进行脱氯处理和脱钾钠处理得到蒸馏水，蒸馏水返回搅拌槽进行二次水洗，静置分层得到的混合浆液经压滤得到滤饼和滤液，滤饼进行烘干处理得到混合灰；混合灰与烘干后的OG泥、还原剂、粘结剂加水混匀后得到混合料，将混合料压制成型得到球团，再经烘干处理后送入转底炉进行还原处理，得到次氧化锌粉尘和金属化球团；本发明采用水洗预处理和转底炉工艺联合处理含锌粉尘、电炉灰和OG泥，实现了含锌粉尘中氯元素、碱金属元素的脱除和电炉灰中游离氧化钙的消解，提高了含锌粉尘的资源回收效率。

技术领域

本发明属于冶金与能源领域，具体涉及一种基于水洗工艺的含锌粉尘处理系统及方法。

背景技术

我国钢铁企业粉尘总量一般为钢产量的8％～12％，其中含锌、碱金属、氯离子等有害元素的粉尘(高炉布袋灰、炼钢粗灰和细灰、机头灰及炼钢除尘灰等)约占钢铁厂粉尘总量的25％～30％；由于此类粉尘的粒度细(＜50μm的占50％～70％)，处理难度大，不仅造成环境污染，且粉尘中的锌富集，还会导致高炉结瘤、风口损坏、煤气管道堵塞等问题，直接影响高炉顺行和使用寿命。

通常含锌粉尘资源化处置工艺分为湿法和火法两种工艺，以火法工艺应用居多；其中火法处理有转底炉法和回转窑法，回转窑法处理量较小，单条线小于15万吨/年，入窑原料无需成型，但是回转窑工艺在处理铁含量＞30％的原料时会产生严重的结圈现象，大幅降低正常生产作业率，且回转窑具有能耗较高、现场作业环境较差、自动化程度低等缺点；由日本新日铁公司、美国Midrex公司、加拿大国际镍集团等企业开发的转底炉直接还原处置含锌粉尘回收有价金属的工艺正在广泛推广应用，其特点为高温快速还原，金属化率能达到70％以上，脱锌率能达到90％以上，然而钢铁企业粉尘中一般含3～10％的氯离子，含0.5～2％的钾、钠离子，高含量的氯元素和钾、钠元素的存在一方面会引起设备的气相腐蚀和热腐蚀，另一方面这些元素进入到转底炉产品中会降次氧化锌粉尘锌品位和金属化球团质量，影响经济效益；此外，炼钢产生的电炉灰里的游离氧化钙会降低球团的强度，增加粘结剂用量和球团粉化率。因此，如何有效降低转底炉原料中氯离子含量和碱金属离子以及游离氧化钙的消解对提高转底炉资源回收效率、降低成本具有十分重要的意义。

现有技术中也有涉及对于与粉尘处理相关的研究，比如申请号201511031316.8公开了一种飞灰水洗除氯系统，包括干飞灰储存罐，干飞灰储存罐底部出料口与计量秤进料口连接，螺旋输送机进料口承接计量秤出料口，螺旋输送机出料口与搅拌釜进料口连接，搅拌釜的进水口连通至蓄水池，搅拌釜的出料口连通至真空皮带机的进料口，真空皮带机的出料口通过管路连通至湿飞灰储存仓，真空皮带机的滤液排出口还通过管路连通至滤液水池；该系统简单，运行费用低，能有效去除飞灰中氯离子，但是该系统工艺设备复杂，且真空控制成本较高。申请号201811207647.6公开一种转底炉含锌粉尘的处理工艺，采用将钢铁厂含锌粉尘加水多次搅拌和浓缩后脱水的湿法工艺，将含锌粉尘中K、Na、Cl等元素充分脱除，采用煤棒机挤压的方式使得原料在含水15-20％成型，同时在转底炉内完成原料的烘干、预热、加热及还原焙烧；但是该技术采用多个反应槽反复浓缩工艺，整体流程较长，且在转底炉中直接烘干物料球团中的水分会进到次氧化锌粉尘里增加布袋收尘器负担，极易造成粘堵。申请号201910247361.9公开一种垃圾焚烧过程中的飞灰处理工艺，包括以下步骤：对飞灰进行高温热处理、磁选金属处理、水洗除氯、真空过滤脱水处理、抽滤处理和重金属沉淀、稀释处理和废水净化处理；该技术通过对飞灰进行高温热处理可以分解净化飞灰中含有的剧毒二噁英类物质，避免剧毒二噁英类物质排放进行空气中造成环境污染，通过对飞灰进行磁选金属处理可以再次回收飞灰中夹杂的小颗粒金属，通过对飞灰处理最后得到滤渣进行后处理可以提高滤渣的综合利用率，滤渣可以作为粗制肥料进行二次使用，通过对飞灰处理过程中产生的废水进行净化处理可以减少废水造成的二次污染，保证飞灰处理过程中无二次污染物产生，但是该技术只考虑了氯元素的脱除，并未考虑到钾钠元素的去除，且整体工艺复杂，流程较长。