[发明专利]高温液态含铁炉渣的处理方法

说明书

本发明是综合利用高温液态含铁炉渣的一种方法。

目前冶金行业冶炼过程中产生的高温液态含铁炉渣利用率很低，冶炼低冰镍的电炉渣（又称镍渣，含FeO：34～40%），铜渣、锌渣、铅渣等有色金属渣由于含铁量高，渣成份不适于做水泥，都丢掉了，每年为堆放这些废渣占用大量土地，不但浪费了资源、能源，而且对周围环境造成污染，随着冶金工业的发展，这个问题越来越突出。

日本专利昭56-10975利用熔渣的显热回收电炉尘泥中的有用金属，是在电炉尘泥中配入还原剂（炭粉、铝粉或硅铁粉）制成球团，装入带有辅助热源的炉子中，浇入高温液态炉渣（例如高炉渣，球团占渣量的5～15%）加上辅助热源（氧气、重油），将球团熔化，在1500～1600℃温度下球团中的Fe，Mn，Ni，Cr等有用金属被还原出来沉入炉底，Zn、pb等易挥发金属进入烟气、经冷却后用选矿方法回收。这种方法处理的对象是炼钢炉尘，只从中回收有用金属，在处理过程中只利用炉渣的显热，没有考虑如何从高温炉渣中回收金属，也没有考虑渣的利用和煤气回收。

鉴于上述问题，本发明的目的在于综合利用目前废弃的高温液态含铁炉渣，不但利用高温液态含铁炉渣的显热，从中经济的回收铁等有用金属，而且回收工艺过程中产生的煤气，并调整炉渣成份，使最终炉渣符合制造水泥的要求。

本发明是将冶炼厂排放的高温液态含铁炉渣（1）加入反应炉（2）中，用喷枪（3）向渣（1）中吹入氧气（4），煤粉（5）等还原剂和石灰粉（6）、萤石粉（7）等造渣材料。（喷吹方式可以是顶吹、底吹、侧吹或顶一底、侧一底、侧一顶复合吹。氧气（4）、煤粉（5）、石灰粉（6）、萤石粉（7）等可以用一支喷枪（3）同时喷入，也可用几支喷枪（3）从不同部位分别喷入），煤粉中的碳与氧气反应，使渣温进一步提高，同时渣中的Fe及溶于铁中的其它金属如：Mn、Co、Ni等有用金属（8）被同时还原，沉入炉底。吹入石灰粉（6）、萤石粉（7）等造渣材料的目的是调节炉渣成份和流动性，控制铁水的硫含量，吹入的数量还要保证最终炉渣的成份符合制造水泥的要求（cap/SiO₂为0.8～1.3）。吹入氧气（4），煤粉（5）等还原剂的数量不仅要满足还原的要求，而且要考虑到制造煤气的需要。吹炼完一炉后从出铁口（9）将渣铁放出，经铁水沟（10）进入渣铁分离器（11）将渣铁分离，铁水可铸成块，也可进一步加工炼制成合金钢，炉渣用高压水水淬成水渣，制成水泥的原料。吹炼过程中产生的煤气（CO含量70%左右，发热量7400KJ/M³）由煤气回收装置（13）回收后、送入煤气柜（14）供用户使用。

本发明如果不用氧气，可用电或煤气等作辅助热源，这时煤粉用量比吹氧情况下有所减少，煤气数量及煤气中CO含量也有所降低。

本发明是高温液态含铁炉渣综合利用的方法，其特征在于将冶炼过程中的高温液态含铁炉渣加入反应炉中，采用喷吹技术，吹入氧气，煤粉等还原剂和石灰粉、萤石粉等造渣材料进行冶炼，回收有用金属铁、锰、镍等，回收煤气，最终的炉渣制成造水泥的原料。

在此冶炼工艺程中，由于采用喷吹工艺，故反应面积大、速度快、节省材料，炉渣中铁的回收率可达90%。利用高温液态炉渣的显热，生产中热值的煤气，并将渣制成水泥原料，达到节省能源、综合利用高温液态含铁炉渣，为企业增加经济效益。另外，由于综合利用了高温液态含铁炉渣，使炉渣不再占用农田，从而消除了对环境的污染。

本发明适用范围广，易于实现，不仅可用于高温排放的转炉渣、电炉渣、铁合金渣、也可用于高温排放的镍渣、铜渣、铅渣、锌渣等黑色和有色金属冶炼渣。

本发明的工艺流程示意图详见附图。其中：1、炉渣;2、反应炉;3、喷枪;4、氧气;5、煤粉;6、石灰粉;7、萤石粉;8、铁水，9、出铁口;10、铁水沟;11、渣铁分离器;12、烟罩;13、煤气回收装置;14、煤气柜。