[发明专利]一种基于高比例微细粒物料生产低粉尘颗粒排放粒料的方法

说明书

本发明公开了一种基于高比例微细粒物料生产低粉尘颗粒排放粒料的方法，该方法包括以下步骤：1)将包括细粒铁矿石、熔剂、燃料及粘结剂A在内的原料混合，得到混合物料I；将包括粗粒铁矿石和返矿在内的原料混合，得到混合物料II；2)将包括含铁尘泥、粘结剂A及消石灰在内的原料压制成颗粒物料；3)将混合物料I、颗粒物料与混合物料II混合制粒，在制粒过程中以喷雾方式添加粘结剂B溶液，得到粒料。该方法通过优化细粒物料的混合、制粒性能，并耦合调控含铁尘泥中重金属、碱金属的挥发，抑制PM₁₀、PM_2.5的生成量，从而实现其过程高效减排。

技术领域

本发明涉及一种高比例微细粒物料制粒的方法，特别涉及一种高比例微细粒物料制备低PM₁₀、PM_2.5排放粒料的方法，属于钢铁冶金领域的烧结行业。

背景技术

钢铁行业是主要的PM₁₀、PM_2.5固定排放源，而在整个钢铁冶炼流程中，烧结是第一步高温工序，废弃排放量占冶炼过程总废弃量的40％以上，随烟气外排的PM₁₀、PM_2.5也占据整个钢铁行业排放的40％以上。因PM₁₀、PM_2.5粒径小、比表面积大，容易烧结烟气中排放的容易负载烧结过程脱除的重金属、碱金属元素以及持久性有机污染物二噁英，其具有潜在的“致畸、致癌、致突变”危害，其引发的环境污染问题愈发严重，因此，减少烧结工序PM₁₀、PM_2.5的排放对于钢铁工业绿色制造具有重要意义。

据统计，约80％以上的烧结机头烟气采用静电除尘器脱除烟气中的粉尘颗粒，其对于空气动力学直径大于10μm的较粗颗粒物脱除效率可达99％，但因PM₁₀、PM_2.5易负载烧结过程脱除的碱金属、重金属，其比电阻远远偏离静电除尘器高效除尘所需的范围。2019年生态环境部等五部委联合发布的“关于推进实施钢铁行业超低排放的意见”中明确指出，2025年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80％以上产能完成改造，规定的烧结机头烟气颗粒物排放浓度不得超过10mg/m³，但目前大多数钢铁企业烧结烟气颗粒物排放浓度约为50mg/m³。因此，开发出烧结烟气PM₁₀、PM_2.5高效减排技术对于钢铁行业超低排放改造具有积极推动作用。

研究表明，烧结烟气中的PM₁₀、PM_2.5主要来源于干燥预热过程制粒小球表面脱落的微细颗粒物、富含易挥发有害元素的含铁尘泥脱除的重金属和碱金属冷凝形成的微细颗粒物。我国2019年粗钢产量接近10亿吨，巨大的钢铁产能使得位处内陆地区的太钢、攀钢、鞍钢、本钢等钢铁企业不得不扩大其自产微细粒铁矿石的配加比例，造成烧结过程脱落的微细颗粒物含量增加。在钢铁冶炼的各个环节中，不可避免的会产生大量的微细粒含铁尘泥，其比例约占粗钢产生的10％，因此当前的含铁尘泥年产生量约为1亿吨。在“固废不出厂”、“无废城市建设”的时代背景下，将含铁尘泥循环回烧结配料过程是钢铁企业主要的消纳方法，一方面会继续升高内陆钢铁企业烧结过程细粒级物料的比例，含铁尘泥中的重金属、碱金属在烧结过程容易挥发，进而增加PM₁₀、PM_2.5的排放浓度。

发明内容

针对现有技术中采用高比例微细粒物料(细粒铁矿石、含铁尘泥)制备的粒料组织烧结生产时存在烟气中PM₁₀、PM_2.5类难脱除颗粒物浓度高的问题，本发明的主要目的在于提供一种通过优化造粒过程以减少烧结过程PM₁₀、PM_2.5生成量，从而实现其高效减排的方法，该方法通过优化细粒物料的混合、制粒性能，并耦合调控含铁尘泥中重金属、碱金属的挥发，抑制PM₁₀、PM_2.5的生成量，从而实现烧结过程减排。