[发明专利]处理混有金属基成分的细碎物料的方法

说明书

本发明涉及处理混有一系列的金属基成分的细碎物料的方法。本发明特别适用于处理电弧炉炼钢所产生的烟灰，但也不排除其它用途。

在典型的电弧炉或其它的炼钢炉中，每年要产生几千吨的烟灰。烟灰的成分随电弧炉原料的情况而变化，电弧炉原料通常由广泛范围的废金属组成包括废旧汽车的金属。烟灰可以含有约40％的有色金属化合物，约50％的黑色金属化合物(主要是氧化物)其余成分是脉石。有色金属成分通常主要是氧化铅和氧化锌，但是典型地也包括某些氯化锌，氯化铜，氯化镉，氯化钾，氯化钠和氧化镉。也可能存在着钾和钠的氧化物。来自氧气吹炉的烟灰通常含有较高比例的黑色金属化合物，但是仍含有相当大比例的有色金属物质。

历史上，烟灰是丢弃的，但是丢弃烟灰涉及到大量的经费开支，并且由于许多的成分具有毒性从环境的角度来看，丢弃烟灰也是不可取的。本发明特别涉及从某种物料例如烟灰中回收多种成分的方法。本发明方法可以看作避免处置污染物的方法，或者看作为提取有价值有色金属的方法，或者看作为供炼钢过程再使用的再生铁的方法。首要目的视情况而定。

EP 275863A已知将烟灰与固体含碳物料以及有机粘结剂混合，使这种混合物造粒，并加热这些球团。此时某些成分被除去，而铁和铅还原为金属形态，并以液体金属形式倒出。据说铅能靠重力与铁分离，但是铁溶体中必定残留铅。此外必须使用很高的温度来获得熔化状态的铁，提取熔化状态的金属需要一种能使转炉倾斜的装置，并且不适于连续操作。

本发明目的是提供处理烟灰或其它细碎物料的方法，可以用更实用的方式分离出其中的成分。    

本发明涉及处理混有多种金属基成分的细碎物料的方法，该方法包括：使物料成粒，干燥该球团，在一定的温度和停留时间下烧结球团以产生很结实的球团，在此烧结温度下从球团中除去挥发性的第一成分；在还原剂存在下加热球团，籍此使一种或多种第二成分还原为挥发形式并被除去，而留下一种或多种已还原的第三成分。该方法的特征在于易于熔化该球团的细碎物料从还原相除去，由此在用于还原的温度下，球团仍保留了它们的完整性。

避开细碎物料就可以允许选择足够高的有效还原温度而不会使球团熔合在一起。这反过来又导致了物料很易于操作运行本方法的装置有较长的寿命。

还原及烧结优选地在回转窑中进行。为除去细碎物料，在烧结工段和还原工段之间可以使球团进行筛分。

如果使用固体还原剂例如无烟煤，重要的是避免细碎的还原剂，例如使用洗过的无烟煤。

本发明可以适用于来自炼钢炉的烟灰，在这种情况下，主要的即实质上唯一的第三成分通常将是铁。这种铁将呈现海绵铁的形态，海绵铁便于操作，也便于向炼钢炉再供料。

在典型的场合下，在烧结期间除去的挥发性成分，即第一成分是不同的金属氧化物和氯化物。主要的成分可能是氧化铅和氯化铅。锌的氧化物通常留在球团中。

在还原工段，氧化锌还原为金属形态，和在它再次氧化时被除去，可以以氧化锌灰的形式被收集。这种收集的物料可以含有约90％的氧化锌，余下的东西绝大部分是煤灰。这种纯度的氧化锌商业上是有用的产品，无需任何进一步的处理。

下面参照附图来说明本发明的一个实施方案，附图是实施本发明的全套装置的图示说明。本发明已经在远离钢厂的中试的基础上成功地实施了，附图是基于在钢厂使用的中试规模的简单改造。生产全套装置比图示的中试装置更完善。该全套装置实质上包括了三个工段，即造粒工段P，烧结工段S和还原工段R。

料斗11收集来自电弧炼钢炉的灰，从料斗11向造粒转盘12供应灰，同时一起供应粘结剂13和水14。膨润土是合适的粘结剂，占混合物4％(重量)是膨润土适合的比例。所得到的未烧结的球团送往筛网15，筛网将不合尺寸的球团分离出来并返回到造粒器，选出直径约10～15毫米的较大球团供进一步处理。为了向球团化物料随后的处理提供一定程度的均匀性，球团具有一定范围的粒度是重要的。烟灰的预洗可以任选地在洗涤装置10中进行。预洗涤的要求或需要将在下面进行讨论。

然后未烧结的球团在干燥器16中进行干燥，典型地使用了约300～400℃的热空气，这种热空气是由装置的其它部分的废热加热的。