[发明专利]一种熔融处理不锈钢粉尘、炉渣及含Cr污泥的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废弃物再利用领域，具体涉及一种熔融处理不锈钢粉尘、炉渣及含Cr污泥的方法。 

背景技术

不锈钢冶炼过程会产生大量的废渣，生产1吨不锈钢可产生大约250kg废渣，其中除含有CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃外还有一定量的Fe、Cr氧化物，EAF渣出炉温度接近1700℃；污泥是从不锈钢酸洗废水中经压滤机压滤后的沉淀物，其中镍铬铁含量比较高，仍含有Cr（VI）和Cr（III），对环境有较大的危害；不锈钢粉尘是指在强搅动下电弧炉、AOD/VOD 炉或转炉中的高温液滴，进入烟道并被布袋除尘器或电除尘器收集的金属、渣等成分的混合物。每生产1t 不锈钢大约可产生18~33kg 粉尘。电炉渣、粉尘、污泥中都含有一定量的铬铁镍，并且铬主要以Cr（VI）和Cr（III）存在，对环境有较大危害。表1列出了不锈钢冶炼电弧炉渣的主要成分，表2例举了国内两家主要不锈钢生产厂中粉尘的化学成分。 

表1  电弧炉渣中各成分的含量（wt%） 

表2 不锈钢粉尘的主要化学成分（wt%） 

以上提到的不锈钢生产过程中产生的粉尘、污泥、炉渣等，由于重金属如Cr、Pb等含量较高，而被明确归类为危险固体废弃物。针对这类危险固体废弃物的综合治理，各国普遍采取的处理方法主要：掩埋，水泥固化或化学稳定化，湿法提取以及熔融处理等。前两种方法由于分别存在着土地成本高，较长时间后有害金属溢出的可能性不可知或不可控，以及无法实现资源化利用而受到严重限制。湿法工艺虽然可提取出某些有价值金属，但存在着提取率低、处理时间长、设备腐蚀严重以及最终副产品难以处理等等弊端。关于不锈钢粉尘的高温火法处理方法有：Scan Damt All等离子技术，Fasmet/Fastmel环形转底炉工艺、STAR工艺等，这类工艺共同存在能耗高、Cr、Ni资源分离回收率低、且还原行为不可控等致命缺点，无法在我国推广利用；关于不锈钢含Cr炉渣、含Cr污泥目前尚无可借鉴的、有效的处理工艺能够大规模推广利用。 

针对电弧炉粉尘、炉渣、污泥等二次资源的循环利用均可查阅到大量的研究报道，但通常仅限于对某一种二次资源进行回收处理。 

发明内容

    为有效解决上述问题，本方法提供一种熔融处理不锈钢粉尘、炉渣及含Cr污泥的方法，可集中处理各种含Fe、Cr、Ni的二次资源，实现规模效益，同时充分利用熔渣高温显热，达到节能减排的效果。 

一种熔融处理不锈钢粉尘、炉渣及含Cr污泥的方法，将不锈钢生产过程中产生的不锈钢粉尘、含Cr污泥烘干后，与还原剂、添加剂充分混匀，制成自还原球团，其中不锈钢粉尘及含Cr污泥占70%-80%、还原剂占7%-9%、添加剂占11%-23%，将得到的球团加入装有EAF熔渣的反应罐中，上述物质在反应罐的熔池中进行反应，控制反应罐内温度在1400-1600℃，反应10-20min时向反应炉中添加硅铁粉，所述硅铁粉的加入量不高于上述物质总质量的3%， 30-40min后反应结束; 

进一步地，所述球团在反应罐中反应时，向反应罐通入氩气搅拌熔池;

进一步地，所述还原剂为含碳物质，并且碳含量为w(C)≥90%;

进一步地，所述含碳物质为石墨、碎焦屑、煤粉中的一种或几种混合;

进一步地，所述添加剂为含SiO₂的物质,并且SiO₂的含量为（w(SiO₂)≥85%）;

进一步地，所述含SiO₂的物质可为沙子、石英砂;

进一步地，所述将不锈钢生产过程中产生的不锈钢粉尘、含Cr污泥烘干后，与还原剂、添加剂充分混匀，通过圆盘造球机制成自还原球团。

    与现有技术相比，本发明具有以下优势： 

    1.本发明充分利用钢铁厂现有的设备，流程短，便于操作，投资少且能实现规模效益；

    2. 充分利用了高温熔渣显热，达到节能、降耗效果；集中处理多种固体废弃物，统一分离回收有价金属资源，实现规模效益，有效减少不锈钢生产中废弃物排放对环境危害；

    3. 所得合金产品用于不锈钢的生产中，与直接将粉尘、污泥加入不锈钢冶炼熔池（当前主要处理方法）的工艺相比，能有效避免熔分残渣对所冶炼钢种品质的影响，有助于降低冶炼过程的控制成本。

附图说明