CN1067439C

CN1067439C - 一种高锌含铁粉尘的处理方法

Info

Publication number: CN1067439C
Application number: CN98103522A
Authority: CN
Inventors: 周渝生; 陈亮; 张美芳; 李峻泰; 王东彦
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: CN1211629A

Abstract

一种高锌含铁粉尘的处理方法，粉尘的主要成分为(重量)：铁30～75%，锌1～30%，碳0～30%，铅0～5%，硫0～3%，是在含铁粉尘中加入一定的含碳材料达到碳含量为15～25%后制成粒径为5～50mm的团块，按照熔渣重量的5～15%置于一容器中，将红热的冶炼熔渣加入到团块上，在1100～1600℃下保持10～30分钟，还原得到低锌的粒铁、渣和高锌烟气，将粒铁和渣分离，并用收尘的设备回收高锌烟气得到含锌量大于40%的锌产品，粉尘中铁、锌的回收率可达90%以上。

Description

一种高锌含铁粉尘的处理方法

本发明涉及一种含铁粉尘的处理方法，特别是从高锌的含铁粉尘中回收铁、锌的方法。

目前，大、中型高炉生产每吨铁水伴随产生10公斤的难以回收利用高锌的瓦斯泥及250～550公斤温度在1450～1500℃的高炉渣(其中的余热未回收利用)；转炉和电炉每吨钢也伴生5公斤左右难以处理的高含锌烟气除尘灰及约140公斤温度在1600℃的钢渣(其中的余热也未回收利用)，由于高锌含铁粉尘中锌含量达到0.7～25％，若用于高炉原料会在高炉中引起熔聚结瘤妨碍生产，因此不宜用于炼铁；高炉瓦斯泥、转炉二次灰和电炉尘均属于此类高锌含铁粉尘，它们难以处理，占用大量堆场，严重污染环境。同时由于其含铁量很高，不回收利用就浪费了大量的铁资源。因此，高锌含铁粉尘的回收利用是长期困扰冶金企业的一大难题。现有技术的处理方法需要专门的熔炼炉设备，并通过额外消耗固、液、气态燃料加热含铁原料实现炼铁过程，设备投资、运行成本和能耗很高，且处理效果不理想。

本发明的目的是得到一种对高锌的含铁粉尘进行回收处理的方法，可利用现有技术中余热未被利用的钢渣或高炉渣和现有设备回收铁、锌，不需要能源消耗和新的设备投资。

为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案为：

一种高锌含铁粉尘的处理方法，含铁粉尘的主要成分为(重量，以下相同)：总铁含量30～75％，锌1～30％，是在含铁粉尘中加入一定的含碳材料达到碳含量为15～25％后制成粒径为5～50mm的团块，按照熔渣重量的5～15％放置在一反应容器中，将红热的冶炼熔渣加入到团块上，在1100℃以上的反应温度下保持10～30分钟，还原得到低锌的粒铁、渣和高锌烟气，将粒铁和渣分离，用收尘设备回收高锌烟气得到含锌量大于40％的锌产品。

含铁粉尘的成分还包括(重量)：碳0～30％，铅0～5％，硫0～3％

反应温度为1100～1600℃。

所述的冶炼熔渣为钢渣、高炉渣和其它温度在1300～1600℃的冶金熔渣。

所述的反应容器为钢渣罐或浅盘。

下面对本发明做进一步详细叙述。

本发明的关键在于：将高锌含铁尘粉配加一定量碳制成含碳粒径5～50mm的团块，将该团块预先铺放在钢渣罐或浅盘中，在出渣过程中利用高温红渣冲击并加热尘泥团块，在运输过程中使团块被红渣加热到1200～1600℃并保持20～30分钟，从而使尘泥团块中的氧化锌被挥发还原挥发，尘泥团块中的氧化铁被还原成为低锌的粒铁夹杂在红渣中，将低锌的粒铁与红渣分离，挥发出的高锌气体可用收尘设备回收。

本发明团块粒径的为5～50mm，形状不限，粒径小于5mm，易产生粉尘，不便运输；大于50mm，则影响传热和反应速度。

本发明中的含铁粉尘的成分为(重量)：铁含量30～75％(其存在形式为：单质Fe、、Fe₃O₄、Fe₂O₃及CaFe₂O₄、FeSiO₃、FeS等)，锌1～30％，碳0～30％，铅0～5％，硫0～3％。

加入一定的含碳材料使达到碳含量为15～25％，根据碳与高价氧化铁Fe₂O₃还原的当量计算，在反应中，Fe₂O₃与C二者完全反应的重量比为：Fe₂O₃∶C=80∶18，由于粉尘含铁范围一般比纯Fe₂O₃矿(含Fe 72％)要低，所以配比达到15％即可满足还原用碳当量；考虑到碳的反应性不同，可多配一定的比例，所以碳含量为15～25％，即可满足95％以上铁的回收率。

含碳材料可利用一部分含铁粉尘自身含有的碳，一部分采用焦化厂除尘粉尘粉，或焦粉、煤粉，制成含碳团块并烘干，按红渣重量的约10％预先铺放在钢渣罐内，出渣时将红热的钢渣加入到团块上；或者将其预先铺放在浅盘中，在用渣罐中的高温熔渣对其进行覆盖加热，在1100℃以上保持20～30分钟，得到低锌的粒铁、渣和高锌烟气。

本发明的原理为：粉尘团块中的铁氧化物在高温下与碳发生如下直接还原反应：

, ,

生成的铁与红热的碳发生如下反应生成低熔点的生铁粒：

, ，

尘泥团块中的氧化铁被还原成为低锌的粒铁夹杂在红渣中，利用钢铁厂现有的热闷罐法或滚筒法钢渣处理设备将粒铁和渣分离，再用磁选装置进行分离即可得到粒铁。

对于没有炼钢车间的高炉炼铁厂，其高锌瓦斯泥可利用高炉渣显热还原，然后经水渣粒化系统将渣与粒铁分离。

粉尘团块中的氧化锌被还原挥发：，锌在900℃以上挥发成为气体，随烟尘挥发，进入空气后又被氧化成为氧化锌沉积下来，即：，用收尘设备回收高锌烟气得到含锌40～60％的锌产品，本发明锌的回收率可达到90％以上，在配碳过剩条件下可达95％以上。

本发明制取的粒铁可作为转炉或电炉用废钢原料使用，也可以用作化铁炉或高炉原料，高锌尘泥中铁和锌的回收率可达90％以上。

本发明也适用于其它产生废物的有色冶炼厂从废尘、硫酸渣中低成本回收粒铁产品。

本发明由于不必采用专门的反应装置，以利用冶炼厂现流程中的熔渣余热及现有的熔渣装置，将高锌粉尘一部分转变成为粒状废钢，一部分从收尘系统回收得到锌产品，不产生二次污染，不排放新的固体废物和有害气体，不必使用外加燃料，大量节约了粉尘处理的能源，提高钢铁厂能源效率，降低产品成本。同时，除了少量冷态混合、压块设备外，不需要建设其它火法冶金设备，仅利用钢铁厂现有的钢、铁渣回收处理设备，设备的投资很低。

下面介绍本发明的实施例。

实施例1

本实施例为烧结主电除尘灰，成分如表1示，将其配入焦粉使其混匀压制成含C18～20％的团块，将此团块干燥后装入炼钢厂渣罐中(每罐可盛熔渣约33吨)，每罐预先放置约3吨上述含碳团块在罐底。在出渣过程中，1600℃的炼钢渣到入渣罐后，与含碳团块均匀混合并将其包裹加热，熔渣温度下降约200～300℃，经过20～30分钟时间加热，粉尘团块中的铁氧化物与碳发生直接还原反应，生成低熔点的生铁粒，生铁粒熔化收缩形成粒铁并与熔渣分离，嵌布在固态渣中，经过热闷罐法或滚筒法使渣与铁粒化，再用磁选设备分离可得到粒铁产品。每吨烧结主电除尘灰可回收约0.45吨粒铁，消耗焦粉或焦化厂CDQ粉(干熄焦烟气回收的焦粉尘，含固定碳75％以上，挥发分约3％)0.15吨。

实施例2

用高炉瓦斯泥(含铁46.51％，含碳22.19％，成分见表1)，将其烘干或晾干后加入适量粘结剂，如废纸浆液、废糖浆、水玻璃或水泥等的一种或几种，用对辊压球机压成Φ35×25×15的椭圆形团块，该团块已经含碳22％因此不必配入碳粉，团块烘干后，按红渣重量的10％比例预先加入渣罐中，出渣时1500～1600℃钢渣冲入渣罐中与与团块混合并将其包裹加热到1200℃，经过20～30分钟时间，团块即还原成粒铁，每吨粉尘可产出粒铁约0.42吨(含C约2％)，产出渣0.25吨，该渣与钢渣均匀昆合后可作为铺路材料使用。表1

编号	化学成分(wt％)
	化学成分(wt％)						Fe	FeO	Zn	C	Pb	S
	实施例1	48.27	5.62	1.86	4.2	0.57	0.69
实施例2	46.51	2.9	1.6	22.19	0.53	0.41

Claims

1．一种高锌含铁粉尘的处理方法，在含铁粉尘中加入一定的含碳材料制成粒径为5～50mm的团块，与红热的冶炼熔渣反应，在1100℃以上的反应温度下保持10～30分钟，还原得到低锌的粒铁、渣和高锌烟气，将粒铁和渣分离，用收尘设备回收高锌烟气得到含锌量大于40％的锌产品，其特征是：含铁粉尘的主要成分为(重量)：总铁含量30～75％，锌1～30％，在含铁粉尘制成团块碳含量为18～25％后，按照熔渣重量的9～15％放置在一反应容器中，将红热的冶炼熔渣加入到团块上。

2．根据权利要求1所述的高锌含铁粉尘的处理方法，其特征是：所述的含铁粉尘的成分还包括(重量)：碳0～30％，铅0～5％，硫0～3％

3．根据权利要求1所述的高锌含铁粉尘的处理方法，其特征是：所述的反应温度为1100～1600℃。

4．根据权利要求1所述的高锌含铁粉尘的处理方法，其特征是：所述的冶炼熔渣为钢渣、高炉渣和其它温度在1300～1600℃的冶金熔渣。

5．根据权利要求1所述的高锌含铁粉尘的处理方法，其特征是：所述的反应容器为钢渣罐或浅盘。