[发明专利]钢铁厂烧结灰综合处理方法

说明书

发明领域

本发明涉及钢铁厂烧结机头烟气电除尘灰资源综合利用的方法，属于钢铁冶金企业固体 废弃物处理技术。

背景技术

铁矿石烧结是钢铁生产中的重要环节。烧结灰是烧结机头烟气电除尘灰的简称和俗称， 是铁矿石烧结过程中通过烧结机头烟气电除尘器收集到的粉尘。其产生量约占烧结矿产量的 1％～2％，中国目前全国每年由此所产生的烧结灰高达1000万吨左右。

烧结机头电除尘器通常由3～5个电场组成。由于烟气中的粉尘在经过电除尘器时，除了 受电场力作用外同时还受到重力的作用，加上各级电场的电流差别影响，因此各级电场所收 集的粉尘其粒度及化学组成不尽相同。概括地说，初级电场(如第1^#电场)所收集的粉尘其 粒度较大，粉尘的主要化学组成为Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO、C、SiO₂、A₂lO₃、CaO、MgO等； 其他各次级电场(如第2^#～5^#电场)所收集的粉尘粒度则较小，其化学组成除含有初级电场 所包括的物质外，还含有含量较高的K、Na等碱金属和Pb、Zn、Cu等重金属元素，它们多 以KCl、PbOHCl、PbCl₂、CuCl₂、ZnCl₂等化合物形式存在。在典型的具有4个电场的烧结 机头电除尘器中，某厂某日各电场除尘灰的粒度及化学组成如表1所示。

表1某厂某日各电场除尘灰的粒度及化学组成

现有技术中，烧结灰的综合利用途径主要是通过将其作为铁矿粉直接重新配入烧结料作 为炼铁炉料的方式来实现。烧结机头电除尘器所收集的烧结灰，均是通过各电场下部灰斗的 螺旋或皮带输送系统统一输送至储灰仓混合，混合烧结灰再通过气力、皮带或密闭罐车方式 直接输送返回至烧结配料利用。该方法虽然在一定程度上实现了烧结灰的回收利用，但是由 于未对其中所含的碱金属和重金属元素进行处理，使得这些杂质元素在烧结灰回收利用过程 中，随铁矿石进入炼铁高炉而造成其在高炉内的不断富集，从而严重影响钢铁企业的正常生 产，同时也带来新的环保问题。这些问题集中表现为：

(1)烧结灰直接配入铁矿石进行高温烧结，由于其中的碱金属元素化合物的沸点较低， 这些化合物会直接挥发至烧结烟气中，经烧结机头电除尘后造成其在烧结灰中富集。高含量 的碱金属元素化合物会使具有亚微米级粒度结构的烧结粉尘颗粒电阻增大，从而导致烧结机 头电除尘器的捕集除尘效率下降和除尘装置操作稳定性变差，最终表现为烧结机头电除尘器 排放的烟尘浓度超标和除尘装置的运行能耗增大。

(2)烧结灰直接配入铁矿石作为高炉炉料，其中所含的铅、锌、铜等重金属元素会随铁 矿石进入炼铁高炉并在炉内循环富集，严重影响高炉的正常生产：在高炉炉内结瘤，造成高 炉休风停产大修及设备的安全事故隐患；降低高炉炉料强度，导致高炉炉况波动和生产不稳 定；堵塞高炉煤气除尘系统管路，影响煤气切断阀动作灵活性，造成高炉点火困难。

因此，直接回收利用烧结灰的方式不能彻底解决烧结灰高效资源化回收利用问题。开发 高效、经济和环保的烧结机头烧结灰综合利用技术，已成为国内大中型钢铁企业生产的重要 课题。

发明内容

本发明旨在提供一种钢铁厂烧结灰综合处理方法，根据烧结机头电除尘器不同电场的除 尘灰中K、Na碱金属及Pb、Zn、Cu等重金属化合物含量不同的特点，分别采用不同的工艺 路线与方法进行回收利用，以实现利用烧结灰中多种有价资源的高效回收和综合利用。

本发明的技术方案包括以下工艺步骤：

(A)将烧结灰分类收集处理，即将初级电场产生的烧结灰直接送至烧结场(包括原料 场或配送室)用于烧结配料利用，将后续电场产生的烧结灰混合；

(B)将混合后的烧结灰进行搅拌制浆、梯度磁选、浮选选炭、固液分离，制得含钾溶液 和富集了铅的尾泥；

(C)将固液分离后所得含钾溶液制作农用钾肥；

(D)对所得尾泥提取铅产品。