[发明专利]一种渣浴还原处理钢铁厂含锌粉尘的方法

说明书

本发明涉及一种渣浴还原处理钢铁厂含锌粉尘的方法，包括如下步骤：1)将含锌粉尘、含SiO₂物质、粘结剂均匀混合制成含锌团块；2)在转炉出渣时，将含锌团块通过入料溜槽同高温熔渣共混方式一起倒入渣罐中，利用高温熔渣热量，使含锌团块在渣浴环境下实现快速熔融还原反应，团块中的锌快速还原挥发，由除尘设备收集获得富锌灰。与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够在不投建新工艺装备的条件下大量处理钢铁企业含锌粉尘，收得富锌灰，降低了钢铁生产系统中锌的循环富集，并充分利用了熔融钢渣高温热量，实现粉尘中的铁和熔渣中部分铁的回收，同时能够起到转炉钢渣改质的效果，提高钢渣稳定性提高其综合利用率。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种渣浴还原处理钢铁厂含锌粉尘的方法。

背景技术

近年来国家针对工业粉尘排放的管控日趋严格，尤其重点涉及的钢铁企业压力加大，各道工序除尘设施不断增加升级，集尘的数量也持续增加。通常钢铁企业在炼铁、炼钢、轧钢等几大工序产生的粉尘约占到总钢产量的10％左右，这些粉尘往往含有大量铁和碳而具有很高的利用价值，传统方式一般将其作为配料返回烧结，实现企业内部回收，但部分粉尘含有较高的锌等有害元素，直接回配将使锌不断在生产系统中循环富集，尤其导致高炉锌负荷超标，对高炉稳定顺行和安全长寿造成较大危害影响，因此必须避免这部分含锌粉尘直接回配，而另一方面由于含锌粉尘质量波动较大，通常也不受炼锌企业青睐，因此如何有效处置含锌粉尘一直是业界的重要课题。

目前国内外已存在一些工业化处理技术，主要包括常规选矿技术、湿法技术、火法技术(主要有回转窑、转底炉、竖炉和小高炉等)。总体而言，选矿法一般作为湿法或火法工艺的预处理工艺；湿法工艺相对能耗小、设备投资少，但工艺步骤繁琐，而且普遍存在设备腐蚀严重、浸渣易造成二次污染等问题，并且湿法工艺更适用于高锌含量的粉尘处理；火法工艺是钢铁企业更熟悉的处理方法，基本原理都是通过加还原剂使粉尘中的锌还原挥发再富集回收，典型代表是回转窑、转底炉、竖炉和小高炉几种技术，上述工艺具备成功运行的经验，但也存在诸多问题，例如回转窑易结圈、作业率低，转底炉换热器易堵塞、生产率低等等，而且普遍都需要高昂的投资、以及很大的占地，工艺流程也比较复杂。

另一方面，转炉钢渣作为炼钢废渣一般为钢产量的10～15％，研究和实践应用表明，与高炉渣相比，转炉渣中含有的RO相、尖晶石相、各种含铁的化合物、橄榄石相、金属铁属于耐磨相，增加了钢渣的加工成本，并且钢渣的碱度较高，尤其渣中游离氧化钙和氧化镁较多，加上钢渣中间的胶凝物质的晶粒致密，反应活性低，反应时间长，影响了转炉渣制品的稳定性，是影响钢渣综合利用的关键因素。目前普遍采用的热泼、热闷、滚筒、风淬等预处理手段，往往也需要较大的设备投资和能源消耗。如何从转炉渣中有效回收金属铁料，有效利用其高温显热，以及提高剩余尾渣的稳定性使其满足各类建材材料的安定性要求等，仍是目前钢渣综合利用领域的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种渣浴还原处理钢铁厂含锌粉尘的方法，能够大量利用钢铁企业自身固废资源，实现低成本和简便有效的含锌粉尘处理，同时实现钢渣中金属铁的回收及钢渣性能改善。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种渣浴还原处理钢铁厂含锌粉尘的方法，包括如下步骤：

1)将含锌粉尘、含SiO₂物质、粘结剂均匀混合制成含锌团块；配料组成中含锌粉尘干基质量百分比为20～60wt％，含SiO₂物质干基质量百分比为35～75wt％，粘结剂干基质量百分比为2～10wt％；通过合理搭配使团块中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO四种氧化物的干基成分质量百分比满足：([SiO₂]+[Al₂O₃])/([CaO]+[MgO])＝5～40和[SiO₂]/[CaO]＝5.5～50，CaO、MgO主要来自含锌粉尘，粘结剂和含SiO₂物质中也有少量；