一種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產(chǎn)珠鐵的方法，該工藝對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，能利用鋼鐵廠不同流程上產(chǎn)生的粉塵，根據(jù)原料的基礎(chǔ)物性進(jìn)行配比。將一種粉塵或者幾種粉塵與還原劑、粘結(jié)劑以及助熔劑混合均勻后壓制成冷固結(jié)球團(tuán)，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行還原、熔化和渣鐵分離，得到金屬化率高的珠鐵和低鐵渣。該方法主要由粉塵和助熔劑等原料制備自還原粉塵團(tuán)塊工藝和轉(zhuǎn)底爐低溫下冶煉粉塵團(tuán)塊生產(chǎn)珠鐵工藝兩部分組成，解決了粉塵自還原粉塵團(tuán)塊熔分溫度高，有害成分含量高以及渣量大導(dǎo)致的熔分困難等問題。
【專利說明】-種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鋼鐵廠粉塵處理工藝，尤其是設(shè)及一種利用利用轉(zhuǎn)底爐在低溫下 處理鋼鐵廠粉塵，生產(chǎn)珠鐵的同時(shí)回收有價(jià)元素鋒的轉(zhuǎn)底爐工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其主要產(chǎn)品鋼材設(shè)及到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒?面面。近幾年來隨著鋼鐵市場(chǎng)產(chǎn)能的嚴(yán)重過剩W及國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)保工作的日益關(guān)注，使得 鋼鐵企業(yè)處境艱難，因此尋求節(jié)能環(huán)保W降低運(yùn)行成本的出路顯得尤為重要。而粉塵是鋼 鐵企業(yè)中污染最重同時(shí)也可W作為二次資源進(jìn)行回收的固體廢棄物，粉塵的高效回收利用 會(huì)很大程度的提高鋼鐵廠的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0003] 粉塵主要在燒結(jié)、煉鐵、煉鋼W及社制等工序中產(chǎn)生，具有粒度細(xì)、成分復(fù)雜、產(chǎn)出 量高的特點(diǎn)，粉塵粒度細(xì)容易漂浮在空氣中造成環(huán)境污染同時(shí)也給粉塵的收集帶來困難， 成分復(fù)雜使得粉塵的回收難度上升。目前鋼鐵廠處理粉塵的方法主要是返回?zé)Y(jié)法，但是 燒結(jié)過程不能脫除鋒、鉛等有害元素，對(duì)高爐煉鐵會(huì)產(chǎn)生一定影響。此外處理粉塵的工藝還 包括濕法工藝和火法工藝，濕法工藝由于存在粉塵的處理效率低、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重且成本較 高等缺點(diǎn)不作為主要的粉塵處理手段?；鸱üに嚢ㄖ苯舆€原工藝和烙融還原工藝，烙融 還原工藝處理粉塵的效率和鋒鉛等有害元素的脫除率均較高，但是需要很大的能耗。直接 還原工藝是在海綿鐵的烙點(diǎn)之下對(duì)粉塵進(jìn)行的處理，具有有害元素脫除率高、能耗相對(duì)較 低的優(yōu)點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)底爐工藝處理粉塵生產(chǎn)珠鐵的前景很大。
[0004] 轉(zhuǎn)底爐工藝主要原料是含碳球團(tuán)，含碳球團(tuán)具有還原反應(yīng)速率快、還原徹底等優(yōu) 點(diǎn)，因此在利用轉(zhuǎn)底爐處理粉塵時(shí)內(nèi)配碳，將粉塵壓制成一種特殊的含碳球團(tuán)。而轉(zhuǎn)底爐的 問題在于處理效率低，生產(chǎn)珠鐵的烙分溫度較高（要求在1400°C W上），尤其是處理脈石成 分多、鐵品位低的粉塵團(tuán)塊需要較高的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間。為此，本發(fā)明從改善賠燒環(huán)節(jié)出 發(fā)，提出一種通過添加助烙劑來降低烙分溫度的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)及一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產(chǎn)珠鐵的方法，該方法對(duì)原料的適應(yīng) 性強(qiáng)，能利用鋼鐵廠不同流程上產(chǎn)生的粉塵，根據(jù)原料的基礎(chǔ)物性進(jìn)行配比。本發(fā)明提供一 種利用鋼鐵廠粉塵低溫下快速生產(chǎn)珠鐵的工藝，將粉塵與還原劑、助烙劑混合后壓制成特 殊的含碳球團(tuán)，其中還原劑可W為焦粉，助烙劑為鐵抓±(Ab化>40% ,18%《Si化《30%， Fe203>10%)或者裡輝石化iAl[Si206]，3.0%<Li20<7.0%，17%<Al20《25%，Si02<80%)， 助烙劑用量為1%-5%。通過配加生石灰和娃石調(diào)節(jié)球團(tuán)的二元堿度。將配制好的含碳球團(tuán) 在低溫下（1250°C~1350°C)能夠?qū)崿F(xiàn)渣鐵的快速烙分。
[0006] -種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產(chǎn)珠鐵的方法，生產(chǎn)過程如下：
[0007] (1)自還原粉塵團(tuán)塊的壓制：將烘干后的粉塵與還原劑按C/0=1.0~1.2進(jìn)行混 合，并配入水泥作為粘結(jié)劑W及助烙劑混合均勻后壓制成團(tuán)塊，在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)72h后烘干 4h即可得到具有一定冷態(tài)強(qiáng)度的粉塵自還原團(tuán)塊；
[000引（2)自還原粉塵團(tuán)塊的脫鋒：當(dāng)團(tuán)塊溫度達(dá)到907°C后，團(tuán)塊中的鋒會(huì)被直接還原 出來，隨著煙氣一起排出，在進(jìn)入煙塵之前會(huì)重新氧化成ZnO,通過煙塵回收裝置對(duì)其進(jìn)行 回收用于煉鋒工業(yè)；
[0009] (3)自還原粉塵團(tuán)塊的還原烙分:在轉(zhuǎn)底爐底部耐火材料上鋪一層厚約5~IOmm的 焦粉，防止珠鐵粘結(jié)。然后在上面鋪上1~2層自還原粉塵團(tuán)塊，轉(zhuǎn)底爐W煤、煤氣或油作為 燃料通過燒嘴將爐膛溫度控制在1250~1350°C，在此溫度下恒溫10~30min，最后得到金屬 化率大于90%的珠鐵。
[0010] (4)珠鐵和渣殼的分離:生產(chǎn)的珠鐵與渣殼鑲嵌在一起，首先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行破碎，隨 后利用磁選實(shí)現(xiàn)渣鐵的分離，磁選后所得的珠鐵可直接用于煉鐵或煉鋼工序。
[0011] 利用含鋒粉塵生產(chǎn)珠鐵的轉(zhuǎn)底爐工藝與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐工藝相差不大，只需在原有 的工藝上將爐膛溫度提高50°C~100°C，產(chǎn)品由金屬化球團(tuán)變?yōu)橹殍F。
[0012] 自還原粉塵團(tuán)塊所用粉塵具有粒度細(xì)、比表面積大的特點(diǎn)，與還原劑的接觸面積 大，還原時(shí)能夠快速反應(yīng)生成金屬鐵，同時(shí)配加的烙劑能夠降低渣的烙點(diǎn)，改善渣相的流動(dòng) 性，運(yùn)樣可W實(shí)現(xiàn)低溫下快速烙分。
[0013] 低溫下實(shí)現(xiàn)自還原粉塵團(tuán)塊烙分的轉(zhuǎn)底爐工藝的主要設(shè)備包括:傳統(tǒng)轉(zhuǎn)底爐設(shè) 備、混料機(jī)、養(yǎng)護(hù)車間、破碎機(jī)、磁選分離機(jī)。
[0014] 相對(duì)于普通含碳球團(tuán)采用鐵礦粉為主要原料，自還原粉塵團(tuán)塊的優(yōu)勢(shì)在于采用鋼 鐵廠廢棄物作為煉鐵原料，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保意義。同時(shí)粉塵中含有的C和化0等資源可 W減少焦粉和生石灰的使用量，粉塵粒度細(xì)、比表面積大的提高了團(tuán)塊烙分的效率。
[0015] 本發(fā)明提供降低粉塵團(tuán)塊烙分溫度的方法不需要對(duì)現(xiàn)有的轉(zhuǎn)底爐工藝進(jìn)行改動(dòng)， 并且原料為鋼鐵廠內(nèi)來源廣泛的粉塵，在技術(shù)上具有可行性。本發(fā)明所需的烙劑為價(jià)格低 廉的鐵抓±或裡輝石，原料粉塵來自鋼鐵廠自身，粉塵本身脫除的鋒鉛可作為二次資源進(jìn) 行回收利用，因此本發(fā)明提供的工藝具有很高的附加值。同時(shí)本發(fā)明提供的粉塵處理工藝 能夠充分利用鋼鐵廠的固體廢棄物，減少了粉塵對(duì)環(huán)境的污染。
[0016] 使用粉塵自還原團(tuán)塊烙分生產(chǎn)珠鐵的轉(zhuǎn)底爐工藝主要有W下特點(diǎn)：
[0017] (1)鋼鐵廠粉塵作為生產(chǎn)珠鐵的原料，具有來源廣泛、價(jià)值低廉等優(yōu)勢(shì)，且粉塵中 自身的有價(jià)元素可W減少還原劑和烙劑等的外配；
[0018] (2)助烙劑鐵抓±和裡輝石來源豐富、成本低廉，可W利用自身成分能夠?qū)崿F(xiàn)良好 配渣，且不會(huì)引起氣污染等問題；
[0019] (3)轉(zhuǎn)底爐的生產(chǎn)效率可W得到提高，自還原粉塵團(tuán)塊在還原生產(chǎn)的珠鐵的同時(shí) 揮發(fā)進(jìn)入煙塵的化0含量高可W用于煉鋒工藝，提高了生產(chǎn)效益；
[0020] (4)自還原粉塵團(tuán)塊的低溫烙分，降低了轉(zhuǎn)底爐能耗，且破碎磁選工藝解決了傳統(tǒng) 生產(chǎn)金屬化球團(tuán)含渣多的問題。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為使用自還原粉塵團(tuán)塊生產(chǎn)珠鐵的轉(zhuǎn)底爐工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 布袋灰和電爐灰按質(zhì)量比為3: 7的比例混合，其成分見表1，粉塵按C/0 = 1.0配加 焦粉，粘結(jié)劑水泥配加量為混合粉塵質(zhì)量的10%，助烙劑鐵抓±配加量為混合粉塵質(zhì)量的 2%，將混合料在高速混料機(jī)中進(jìn)行混勻，混勻過程中采用噴霧形式向混合料中添加水分， 總配加水量控制在粉塵、焦炭、水泥W及助烙劑混合后總質(zhì)量的10%左右。隨后將充分混勻 后的混合料在壓球機(jī)中用SOMPa壓強(qiáng)下保壓1分鐘將混合料制成塊。團(tuán)塊在濕度為95%、25 °C的條件下養(yǎng)護(hù)7化后烘干4h，得到自還原粉塵團(tuán)塊。自還原團(tuán)塊在轉(zhuǎn)底爐中賠燒一定時(shí)間 即可實(shí)現(xiàn)渣鐵的良好烙分，生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的珠鐵。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 如實(shí)施例1，將粉塵改為機(jī)尾灰和電爐灰，仍按質(zhì)量比為3:7的比例混合，其成分見 表2,助烙劑采用裡輝石，配加量為混合粉塵質(zhì)量的2%。制成的自還原團(tuán)塊在轉(zhuǎn)底爐中賠燒 一定短時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)渣鐵的良好烙分且鐵氧化物的還原度高于90%，生產(chǎn)出的珠鐵可直接 用于煉鋼或煉鐵工藝。
[00%]表1實(shí)施例1粉塵主要成分 [00271
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【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于： 步驟一、自還原粉塵團(tuán)塊的壓制：將烘干后的粉塵首先通過配加生石灰和硅石調(diào)節(jié)球 團(tuán)堿度，隨后與還原劑按C/0 = 0.7~1.1進(jìn)行混合，并配入粘結(jié)劑以及助熔劑混合均勻后壓 制成團(tuán)塊，在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)72h后烘干4h，得到具有一定冷態(tài)強(qiáng)度的自還原粉塵團(tuán)塊備用； 步驟二、自還原粉塵團(tuán)塊的還原熔分:在轉(zhuǎn)底爐底部耐火材料上鋪一層厚約5~IOmm的 焦粉，然后在上面鋪上1~2層自還原粉塵團(tuán)塊，轉(zhuǎn)底爐以煤、煤氣或油作為燃料通過燒嘴將 爐膛溫度升高至1250~1350°C，在此溫度下恒溫10~30min，最后得到金屬化率大于90 %的 珠鐵。 步驟三、珠鐵和渣殼的分離：生產(chǎn)的珠鐵與渣殼鑲嵌在一起，首先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行破碎，隨 后利用磁選實(shí)現(xiàn)渣鐵的分離，磁選后所得的珠鐵可直接用于煉鐵或煉鋼工序。2. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述通過 配加生石灰和硅石調(diào)節(jié)球團(tuán)二元堿度為0.5~1.5。3. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑鐵礬土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)要求= Al2O3多40，18%彡SiO2彡30% ,Fe2O3彡10%。4. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑鋰輝石〇^41[3丨20 6])質(zhì)量百分?jǐn)?shù)要求：3.0%〈1^20〈7.0%，17%〈4120 3彡25%，3102〈 80% 〇5. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑的配加量為混合后粉塵質(zhì)量的1%~5%。6. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述的粘 結(jié)劑為水泥，配加質(zhì)量為混合料混合后粉塵質(zhì)量的10%。7. 如權(quán)利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產(chǎn)珠鐵的方法，其特征在于:所述的還 原劑為焦粉。
【文檔編號(hào)】C21B13/14GK105925744SQ201610306128
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】張建良, 劉征建, 陳子羅, 袁驤, 李世欽
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)