一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法

技术领域

本发明涉及冶金环保技术领域，尤其是一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法。

背景技术

随着钢铁工业的迅猛发展，钢铁厂所产生的含铁粉尘量逐年都在增加，这些含铁粉尘种类较多，主要来自于高炉、转炉和电炉等系统。这些粉尘一般粒度细小，含有大量的铁和碳元素，是一种值得回收的资源。但由于钢铁厂粉尘中含有较高含量的Zn、K和Na等有害元素，如果直接用于造块，返回高炉使用，将会造成有害元素在高炉中的富集，严重影响高炉的生产和寿命。

当前处理钢铁厂含铁粉尘的工艺大致分为三类：物理法、湿法和火法。前两种方法分别有铁回收率低和操作环境恶劣，工艺复杂等缺点。火法处理钢铁厂粉尘最为成熟，且已经得到广泛应用，其基本原理是利用钾、钠、锌和铅等有害元素在高温下被还原后形成蒸汽蒸发而进入煤气，在低温区被氧化成相应的氧化物后而进入粉尘，并在除尘系统中被收集，最终达到富集有害元素的目的。目前火法处理比较成熟的工艺是用转底炉和回转窑处理粉尘，得到的产品是金属化炉料和富集了有害元素的粉尘；但是直接还原工艺有投资大、效率低、成本高和得到的海绵铁还需要再进行熔化处理等缺点。

同时因国家环保要求，对固体废弃物的管控越来越严格，因此，在当前条件下，加大对含铁固体废弃物的循环利用，实现企业的清洁生产，寻求新技术、新方法来处理这些固体废弃物同时有着广泛的社会效益，对于节能减排，践行“高效率、低消耗和低排放”的企业理念，建设和谐绿色新型钢企有着非常重要的意义；因此需要寻求一种有效的工艺去回收利用钢铁厂含铁粉尘。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法，将高炉煤气除尘灰、转炉除尘灰和粘结剂按一定的配比压制成含碳量为10～20％的碳球团，在高炉出铁时均匀逆铁流方向加入高炉贮铁式主沟前段落铁点位置，通过高温渣铁进行熔融还原，还原出来的金属铁直接进入铁水送炼钢，反应后产生的残渣变成水渣，实现固体废物的有效综合利用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法，包括以下步骤：

步骤1，将钢铁厂含铁粉尘和粘结剂按照配比用混料机混匀，对混合料进行压块，制备得到碳球团；

步骤2，将步骤1制得的碳球团通过设置在高炉贮铁式主沟上端的布料装置，在高炉出铁时均匀逆铁流方向加入高炉贮铁式主沟前段落铁点区域；

步骤3，加入到前段落铁点区域的碳球团通过高炉贮铁式主沟内的高温渣铁进行熔融还原，还原出来的金属铁直接进入铁水送炼钢，反应后产生的残渣变成水渣。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1中，所述钢铁厂含铁粉尘包括高炉煤气除尘灰和转炉除尘灰。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述碳球团中高炉煤气除尘灰:转炉除尘灰:粘结剂的质量配比为4.5:4.5:1。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1中，所述碳球团含碳量为15～25％。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中，所述高炉流出高温渣铁的温度为1500～1560℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中，所述布料装置包括储存碳球团的料仓、设置在料仓下端的给料机和连接在给料机下端的下料溜槽。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述下料溜槽的延长线与高炉贮铁式主沟之间的夹角为35～45°。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述下料溜槽的底端距离高炉贮铁式主沟的垂直距离H为2500mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：碳球团的加入速度根据高温渣铁的温度进行调节。

本发明技术方案的进一步改进在于：碳球团的加入量为5～10kg/tFe。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明将高炉煤气除尘灰和转炉除尘灰制成碳球团，通过布料装置在高炉出铁时均匀逆铁流方向加入高炉贮铁式主沟前段落铁点区域，碳球团通过高温渣铁进行熔融还原，还原出来的金属铁直接进入铁水送炼钢，反应后产生的残渣变成水渣，实现了含铁固体废弃物的循环利用，实现了企业的清洁生产。

2、本发明中的碳球团采用同比高炉煤气除尘灰和转炉除尘灰与粘结剂制备，更大程度的回收利用了除尘灰，充分发挥了除尘灰中的碳含量，使得制备的碳球团含碳量达15～25％，碳球团内部的碳参与粉尘还原，因此可大幅度降低焦比。

3、本发明中的碳球团以一定的速度逆流方向加入高炉贮铁式主沟内的高温渣铁中，利用高温渣铁的温度进行熔融还原，能够保证碳球团埋入高温渣铁中，充分进行还原反应，节省能源，增加铁的产量，减少固体废弃物的排放。

4、本发明有效的实现了节能减排，践行了“高效率、低消耗和低排放”的企业理念，使建设和谐绿色新型钢企又前进了一步，且能够产生较为可观的经济效益。

5、本发明投资小、效率高、得到的金属铁直接进入铁水送炼钢，不需再进行熔化处理，反应后产生的残渣变成水渣，避免了粉尘中的锌等有害元素在实际生产流程中不断富集的问题，减少了二次污染。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

其中，1、料仓，2、给料机，3、下料溜槽，4、高炉贮铁式主沟，5、高炉，6、主沟前段落铁点区域。

具体实施方式

本发明是针对现有技术中用转底炉和回转窑处理粉尘得到的产品是金属化炉料和富集了有害元素的粉尘；直接还原工艺投资大、效率低、成本高和得到的海绵铁还需要再进行熔化处理等缺点而研发的一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种处理钢铁厂含铁粉尘的方法，包括以下步骤：

步骤1，将钢铁厂含铁粉尘和粘结剂按照配比用混料机混匀，对混合料进行压块，制备得到碳球团；

所述钢铁厂含铁粉尘包括高炉煤气除尘灰和转炉除尘灰；所述碳球团中高炉煤气除尘灰:转炉除尘灰:粘结剂的质量配比为4.5:4.5:1；所述碳球团含碳量为15～25％；碳球团中不需加入其他物质，降低了碳球团的加工成本。

步骤2，将步骤1制得的碳球团通过设置在高炉贮铁式主沟4上端的布料装置，在高炉5出铁时均匀逆铁流方向加入高炉贮铁式主沟4前段落铁点区域6；前段落铁点区域6的距离设置位置没有具体要求，一般设置在高炉贮铁式主沟4前段即可实施。

所述布料装置包括储存碳球团的料仓1、设置在料仓1下端的给料机2和连接在给料机2下端的下料溜槽3。给料机2使碳球团匀速给料、下料溜槽3使碳球团以预设角度滑落；所述下料溜槽3的延长线与高炉贮铁式主沟4之间的夹角为35～45°；所述下料溜槽3的底端距离高炉贮铁式主沟4的垂直距离H为2500mm；此处角度为35～45°和垂直距离H为2500mm的设置均是为了保证碳球团能够以一定的速度逆流方向加入高炉贮铁式主沟内的高温渣铁中进行熔融还原，能够保证碳球团埋入高温渣铁中，充分进行还原反应，节省能源，增加铁的产量，减少固体废弃物的排放。

所述高炉5流出高温渣铁的温度为1500～1560℃；碳球团的加入速度根据高温渣铁的温度进行调节；高温渣铁的温度较高时，可适当加快加入速度，反之，温度较低时，可减缓加入速度。碳球团的加入量为5～10kg/tFe，即高炉产量为8500吨时，每天可加入碳球团42.5～85吨。

步骤3，加入到前段落铁点区域6的碳球团通过高炉贮铁式主沟4内的高温渣铁进行熔融还原，还原出来的金属铁直接进入铁水送炼钢，反应后产生的残渣变成水渣。

以高炉产量为8500吨，每天加入碳球团42.5吨或85吨为例，进行经济效益测算，如下表1和表2所示：

表1：

表2：

由上表1可知，采用本发明处理钢铁厂含铁粉尘的方法后，高炉产量为8500吨，每天加入碳球团42.5吨时(即5kg/tFe)，生产每吨铁可节省0.13元，每年可产生经济效益41.29万元。

由上表2可知，采用本发明处理钢铁厂含铁粉尘的方法后，高炉产量为8500吨，每天加入碳球团85吨时(即10kg/tFe)，生产每吨铁可节省1.27元，每年可产生经济效益388.57万元。

由以上数据可知，本发明经济效益显著。

本发明的工艺参数(如含碳量、温度、角度范围、加入量等)的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

综上所述，本发明将高炉煤气除尘灰和转炉除尘灰制成碳球团，通过布料装置在高炉出铁时均匀逆铁流方向加入高炉贮铁式主沟前段落铁点区域，碳球团通过高温渣铁进行熔融还原，还原出来的金属铁直接进入铁水送炼钢，反应后产生的残渣变成水渣，实现了含铁固体废弃物的循环利用，实现了企业的清洁生产。