[发明专利]一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法

说明书

本发明公开了一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，将炼钢粉尘送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得固体残留物，该固体残留物经破碎、球磨处理后，投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终富集得到高品位的铁精矿。本发明将炼钢粉尘进行真空焙烧，结合真空度进行合理控制温度和酸洗工艺参数，最终使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，在保证金属铁高回收率的同时提高单质锌的回收率，获得铁含量高达66.16％的铁精矿，锌的回收率高达98.19％；工艺简单，操作简便，反应温度较低，降低了炼钢粉尘综合利用的成本，有效解决了现有技术中对含锌炼钢粉尘处理时存在的成本较高、污染重、能耗高、三废产出量大的问题。

技术领域

本发明涉及二次利用资源技术领域，尤其是一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法。

背景技术

伴随着钢铁冶炼产量的高位运行以及国家和钢铁企业对环境保护的日益重视，钢铁厂粉尘的综合利用成为一个研究热点，这也是一项世界性的难题。炼钢粉尘因含有大量的CaO致使其极难回收利用。转炉粉尘通常含50％左右的Fe、14％的CaO；不锈钢粉尘通常含15％的CaO、30％的Fe、8～15％的Cr、1～8％的Ni。钢铁粉尘富含大量Zn、K、Na等有害元素，如果未经处理直接回收用于钢铁生产流程，会带来高炉结瘤、布袋灰自燃、风口上翘破损等恶劣影响，将严重危害钢铁冶炼过程的顺利运行。

转炉炼钢过程由于点火区高温热流和吹氧过程中生成的一氧化碳气体，会带走部分铁产生大量的粉尘，每生产1吨钢铁约产生10％的钢铁冶金粉尘(即炼钢粉尘，其主要成分为FeO和Fe₂O₃)，是钢铁厂主要的污染源之一。粉尘造成的铁损已成为炼钢过程中金属收得率低的主要原因。按国内年产6亿t转炉钢计算，不计其它元素损失，每年仅粉尘排放造成的金属铁损达300万t以上，同时对环境造成了较大污染。钢铁工业发展受资源、环境等制约因素逐步增大，结构性矛盾依然突出，主要表现在能源、环境、原料约束增强，二次能源回收利用效率低，企业节能减排管理有待完善，成熟的节能减排技术有待进一步系统优化。

为了降低成本和保存资源，还有环境保护的层面上来说，全世界都有用废铁来替代铁矿石来生产钢铁的倾向。所以指定废物的炼钢粉尘的产生量也增加，同时也带来了环境污染的社会问题。据此，在国家经济角度上要求资源减少浪费和充分回收再利用。所以本发明，在资源有效利用层面和环境保护层面来说，都是很用的。炼钢粉尘中锌的来源主要是在炼钢过程中大量使用的镀锌废钢以及铁、锌共生矿，铁矿和废钢中的锌在炉内挥发、氧化而几乎全部进入粉尘。炼钢粉尘中含有铁，对其进行回收利用提高资源利用率。

目前，关于对炼钢粉尘进行处理回收铁的公开文献有一些，例如：专利申请CN201010237178.X，公开了一种从废镀锌板炼钢粉尘中回收锌和铁的工艺，以废镀锌板炼钢粉尘为原料，原料经破碎、筛分后获得浸出物料，浸出物料中的氧化锌采用常温弱酸浸出，而铁酸锌采用高温强酸浸出，整个浸出流程中锌的浸出率高于95％；浸出液采用磷酸沉铁工艺沉铁，沉铁率达到99％；净化后的富锌液采用萃取、电积得到电积锌；而由磷酸沉铁工艺得到的磷酸铁可进一步水解生成Fe(OH)₃和HPO₄^2-，反应生成的Fe(OH)₃可作为钢铁厂的原料，而HPO₄^2-可实现沉铁剂磷酸的循环利用。本发明不仅能够回收废镀锌板炼钢粉尘中的金属锌和金属铁，同时实现沉铁剂磷酸的循环利用。但是，该专利申请采用的是湿法处理工艺，该工艺流程复杂，控制较为困难，如果大规模使用会产生很多化学废物，造成环境污染，带来的经济效益较低。

因此，为了二次资源回收利用，开发从炼钢粉尘中综合利用金属铁的工艺具有十分重要的理论和现实意义。

发明内容