[发明专利]一种分离高炉干法除尘灰中碱锌等有害元素的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉除尘灰等固废资源处理方法技术领域，特别涉及一种分离高炉干法除尘灰中碱锌等有害元素的装置和方法。

背景技术

高炉入炉原燃料中碱、锌等有害元素在高炉炉身中、上部的高温区被还原，后随煤气流上升到温度较低的区域时又再次被氧化，附着于下降的炉料再次进入高温区，周而复始，形成了碱、锌等有害元素在高炉内的富集现象，对高炉的正常生产造成了一定的影响；其中一部分碱、锌等有害元素附着在上升煤气中的细颗粒粉尘上被带出炉外，经重力、旋风除尘装置后进入布袋除尘器中，由布袋回收。通常这部分除尘灰中含有约35～40％的铁元素，同时还富集了约3～10％的氧化锌和较高含量的钾、钠、铅、砷等有害元素，远高于重力除尘灰和旋风除尘灰。这些除尘灰直接用于烧结将导致高炉出现严重的碱、锌等有害元素富集现象，特别是较高的锌富集，直接影响高炉顺行和长寿；目前，大部分钢铁企业的高炉干法除尘灰由于含有较高的氧化锌而无法利用，不得不外卖或丢弃、深埋，对环境造成了重大污染。

现有高炉干法除尘灰脱锌的方法主要有高温法、化学法、物理法、水力旋流法等。高温法以最终完全脱除锌元素为目的，虽然国内已建成十几条转底炉等生产线，但由于项目投资大、运行成本高，不适合高炉干法除尘灰中锌含量较低的现状。

化学法由于存在含酸污水处理和设备腐蚀问题而被淘汰。

物理法主要是磁选工艺，分干法和湿法两种。干法主要是根据高炉除尘灰中高含锌部分与低含锌部分存在顺磁性差异进行分选，起到降低除尘灰中锌含量的作用。湿法一般采用酸、碱或氨盐溶液来萃取分离锌、铅等物质，得到高质量的锌、铅等产品。由于湿法浸出率总体较低，只能回收40％以下的高炉除尘灰中的锌，生产率不高；另外，干法和湿法操作环境恶劣，对环境造成二次污，不适合工业化应用。

水力旋流法需要将除尘灰与水配制成一定浓度的浆液，采用水力旋流器分离出顶流含锌较高部分和底流低含锌部分，再经压滤机脱水形成泥饼、干燥后进行终端脱锌。水力旋流法适用于高炉湿法除尘灰的处理，但处理设备复杂、过程参数不易控制、含水泥饼不便后续工序使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种能有效将除尘灰中的大颗粒粉尘和小颗粒粉尘分离，通过收集和回收分离后的大颗粒粉尘和小颗粒粉尘，能使除尘灰中80％的氧化锌和一定量的有害元素回收利用，余下粉尘含氧化锌可控制在2.0％以下，能用于烧结工艺无害化利用的分离高炉干法除尘灰中碱锌等有害元素的装置和方法。

本发明提供的一种分离高炉干法除尘灰中碱锌等有害元素的装置包括：

除尘灰仓、输送管道、粉尘分离器、细粉尘输送管及布袋收集仓；

所述除尘灰仓的顶部与所述粉尘分离器的底部连通；

所述粉尘分离器的上端通过所述细粉尘输送管与所述布袋收集仓连通；

所述输送管道与所述粉尘分离器连通。

作为优选，所述粉尘分离器包括：

壳体、环形输送管、喷咀、支撑架及导流锥；

所述环形输送管固连在所述壳体上方的外圆周上；所述环形输送管通过所述喷咀与所述壳体内部连通；

所述支撑架设置在所述壳体底部；所述导流锥固连在所述支撑架上；

所述输送管道与所述环形输送管连通；

所述壳体底部与所述除尘灰仓的顶部连通。

作为优选，所述喷咀沿所述环形输送管均匀分布，数量为10～30组；

所述喷咀中心位置沿所述环形输送管逐渐下行。

作为优选，所述导流锥的小端向上；所述导流锥的锥面垂直、均匀分布直径为5～20mm的多排孔洞；所述孔洞分布在导流锥上高度1/5～4/5的位置。

作为优选，所述布袋收集仓包括：

仓体、放散阀、放散管、布袋及卸灰阀；

所述仓体包括：下部的圆锥体，上部的圆柱体；

所述圆锥体底端设置排出口；所述卸灰阀设置在所述排出口上；所述细粉尘输送管固连在所述圆柱体的中部；

所述放散管与所述圆柱体顶部连通；所述放散管与所述仓体连通的入口处固连所述布袋；

所述放散阀设置在所述放散管上；

所述放散阀用于调节经布袋过滤后的输送气体的放散流量，控制收集到的粉尘颗粒大小，调节回收物中碱、锌等有害元素的含量。