[发明专利]一种微波直接还原高炉瓦斯泥回收锌和铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁企业高炉产生的含锌瓦斯泥的处理方法，具体涉及一种微波直接还原高炉瓦斯泥回收锌和铁的方法，属于冶金工业固体废弃物的综合利用技术领域。

背景技术

高炉瓦斯灰（泥）是钢铁工业的副产品，在高炉炼铁过程中随高炉煤气排出，主要含细粒铁粉、炭粉和熔剂粉尘，经湿式除尘洗涤沉淀浓缩后，呈灰黑色泥浆状。每生产1t钢铁将产生约20kg含锌10%～20%的高炉瓦斯灰（泥）。若直接返回高炉利用，不但增加高炉能耗，减少高炉产量，还会因锌的循环富集，导致锌在高炉壁和煤气排出管道结瘤结圈，影响炼铁生产顺利和降低高炉使用寿命，故必须对其进行除锌分离处理后才能实现有效利用。据我国钢铁工业协会信息统计部数据显示，2011年我国钢产量达68326.5万吨，约产生1366万吨瓦斯泥，如果能回收利用，则可以节约大量铁矿资源，同时，瓦斯泥中含有较高的金属锌，如果能分离出来并实现综合利用，将具有重要的经济价值。因此，开展对高炉瓦斯灰（泥）的回收利用，不仅可以使宝贵的资源得到充分的利用，还可以减少瓦斯泥堆放，减轻对环境的污染。

发明内容

本发明的目的在于将瓦斯泥进行综合利用，提供一种微波直接还原高炉瓦斯泥回收锌和铁的方法，通过下列技术方案实现。

一种微波直接还原高炉瓦斯泥回收锌和铁的方法，经过下列各步骤：

（1）将高炉瓦斯泥与粘接剂混合，再配入高炉瓦斯泥与粘接剂总质量的10～20%的碳粉后进行造球；

（2）将步骤（1）所得球团，置于微波高温反应腔体中，以频率为2450±50MHz、功率为1～6KW，加热速度为30℃/min进行微波加热至1100～1200℃，并保温1～2h，使瓦斯泥中的氧化锌还原后以锌蒸汽的形式挥发出来；

（3）将步骤（2）还原产生的锌蒸汽经冷却后得到超细氧化锌粉，还原渣经遴选分离后回收得到铁精矿。

所述步骤（1）中的粘接剂为聚乙烯醇

所述步骤（1）中的粘接剂加入量是高炉瓦斯泥质量的1～2%。

本发明利用微波高温还原技术，以含锌高炉瓦斯泥及碳粉的吸波特性，实现球团的快速升温；使碳粉直接还原瓦斯泥中的氧化锌，还原出的锌蒸汽经收集后得到纯度较高的超细氧化锌粉，脱锌后的金属炉渣再进行回收利用。采用微波高温直接还原技术对含锌高炉瓦斯泥进行还原处理工艺主要表现出以下几方面优点：

（1）采用该工艺对瓦斯泥进行处理可得到90%以上品味的氧化锌粉，瓦斯泥中锌的脱除率可达到98.5%，瓦斯泥微波直接还原焙烧渣的含锌量仅为0.4%，符合高炉冶炼要求，可直接进行回收利用，其余还原渣中TFe达60.68%，金属化率达80.49%，以金属炉渣形式回收利用，可直接返回高炉进行循环利用。

（2）采用该工艺对含锌高炉瓦斯泥进行处理，工艺简单、流程短，不会产生额外的废渣、废水、废气，对环境不造成污染，并使瓦斯泥中的锌挥发出来后以氧化锌粉体的形式被收集，而高品位还原铁渣返回工艺充分利用，保证了钢铁企业的资源循环利用，解决了含锌高炉瓦斯泥中锌的高效分离，具有明显的社会效益和经济效益。

（3）采用该工艺，不仅解决了瓦斯泥中因锌的富集对高炉的损坏，提高了高炉的寿命，也实现了瓦斯泥中锌、铁资源的综合利用，减轻了因大量高炉瓦斯泥堆放而带来的环保问题。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明工艺流程作进一步阐述。

实施例1

以云南某钢铁公司高炉瓦斯泥为原料：主要成分（wt，%）为：TFe 38.15，Zn 6.88，C 10.43，SiO₂ 7.40，Al₂O₃ 3.26。

（1）按粘接剂加入量是高炉瓦斯泥质量的2%，将高炉瓦斯泥与粘接剂聚乙烯醇混合，再配入高炉瓦斯泥与粘接剂聚乙烯醇总质量的10%的碳粉后进行造球，球团粒度为3mm；

（2）将步骤（1）所得球团装入陶瓷坩埚，置于微波高温反应腔体中，以频率为2450MHz、功率为5KW，加热速度为30℃/min进行微波加热至1200℃，并保温1h，使瓦斯泥中的氧化锌还原后以锌蒸汽的形式挥发出来；

（3）将步骤（2）还原产生的锌蒸汽经冷却后得到超细氧化锌粉，还原渣经遴选分离后回收得到铁精矿。

瓦斯泥中锌的脱除率可达到96.8%，收集到的氧化锌品位达91.6%，金属化炉渣中TFe达60.68%，金属化率达80.49%。

实施例2