[发明专利]一种利用钢铁厂粉尘制备碳化铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金领域，尤其涉及一种利用钢铁厂粉尘制备碳化铁的方法。

背景技术

我国作为钢铁大国，2016年的粗钢产量达到8.08亿吨，而钢铁生产过程会产生大量的粉尘，如烧结除尘灰、高炉除尘灰、转炉污泥、电炉和转炉除尘灰等。一般钢铁企业粉尘的产生量为钢产量的8-15％，我国钢铁企业每年产生的粉尘量在6400-12100万吨之间，这些粉尘如控制不好将污染环境，而且粉尘含有大量的铁元素，利用不好将造成资源的极大浪费。因此，如能高效利用这些粉尘，可为钢铁厂提供大量的铁资源，还能降低钢厂的环境污染，对我国钢铁行业的可持续发展具有重要意义。

目前国内外处理钢铁厂粉尘的方法主要包括以下方法：1.我国钢厂一般的处理方法是把这些粉尘直接返回到烧结或者球团过程参与配料，经过烧结过程或球团过程制备成高炉用的烧结矿或者球团矿；2.直接还原法和直接还原-磁选法处理粉尘是利用煤在大于1000℃的温度下把粉尘里的铁氧化物还原成金属铁，铅、锌等有色金属在还原过程挥发脱除，铁品位过低的还原球团可再通过球磨、磁选过程得到较高品位的还原铁粉用于电炉或者转炉炼钢；3.湿法处理粉尘是用化学药剂把粉尘中的有价元素转变为可溶性的盐，在通过添加药剂和调整pH值分离溶液中的有价元素。

但是目前常用的烧结法和球团法处理粉尘，由于粉尘的铁品位低，得到的烧结矿和球团矿的铁品位也较低，而且烧结法和球团法无法脱除粉尘中的铅和锌等有色金属，这些有色金属进入高炉会使得高炉结瘤、腐蚀炉衬等，较低品位的烧结矿或球团矿也会使高炉冶炼能耗增加。直接还原法和直接还原-磁选法处理粉尘，得到的还原铁粉活性高、容易氧化，特别是湿法球磨过程更易氧化。湿法处理粉尘，处理过程浸出过程处理量大，废水中含有的酸、碱等对环境污染也较为严重，且湿法处理后，其中的铁元素难以得到利用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够利用钢铁厂粉尘为原料制备碳化铁的方法，制备出附加值高、不易氧化、有害杂质含量低且品位较高的电炉原料(碳化铁)。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种利用钢铁厂粉尘制备碳化铁的方法，包括：

将钢铁厂粉尘与粘结剂混合均匀，并制成造球料；

将所述造球料造生球并干燥后进行焙烧，得到还原用球团；

将所述还原用球团在CO+CO₂+H₂或烟煤气中还原，还原后再在CO+CO₂+H₂或CH₄+H₂气体中进行渗碳、惰性气氛中冷却，得到渗碳后球团；

将所述渗碳后球团进行湿式球磨，球磨后进行湿式磁选、干燥得到碳化铁。

优选的，制成造球料具体包括：

在所述钢铁厂粉尘与粘结剂混合时加水，混合均匀，得到造球料。

优选的，所述的钢铁厂粉尘为铁品位较低的所述的钢铁厂粉尘为烧结除尘灰、高炉除尘灰、高炉瓦斯泥、转炉污泥、转炉除尘灰、电炉除尘灰中的一种或多种；

优选的，所述的粘结剂为膨润土或消石灰；

优选的，将所述造球料造生球并干燥后进行焙烧具体为：干球在氧化性、中性或还原性气氛中，于900-1100℃下焙烧5-30min。

优选的，所述还原的温度为900-1100℃、还原时间为20-100min。

优选的，所述还原的气体CO+CO₂+H₂中CO：CO₂：H₂体积比为(0～100)：(0～30)：(0～100)；

或所述的还原用烟煤的煤矿比0～3.0。

优选的，所述渗碳的温度为550-850℃、渗碳时间为60-300min。

渗碳使用的气体CO+CO₂+H₂中CO：CO₂：H₂体积比为(50～100)：(0～30)：(0～20)；

或所述CH₄+H₂中CH₄：H₂体积比为(10～100)：(0～90)。

优选的，所述将所述渗碳后球团进行湿式球磨，球磨后进行湿式磁选具体为：

渗碳后的球团破碎到粒度小于1mm后进行湿式球磨，然后在磁选机中进行湿式磁选；

所述磁选过程的磁场强度为50～200mT。