高炉含锌除尘灰的综合利用杨春雷

高炉含锌除尘灰的综合利

用

杨春雷

岗位职级：助理工程师

专业：矿物加工工程

二〇一四年

摘要

结合钢铁企业节能减排、建立循环经济的发展方向，针对除尘灰的循环利用导致高炉中锌的富集，高锌灰已经成为影响高炉冶炼的重要因素。本文根据酒钢除尘灰的情况，介绍国内外多种高锌除尘灰处理工艺和基本原理，为高锌除尘灰处理提供思路和方式。

关键词：高锌除尘灰酒钢集团处理工艺节能减排

一、除尘灰简介

钢铁企业资源和能源密集、生产规模和物流量大、工序流程长，因而产生大量固体废弃物，成为公认的污染大户。近20年来国外不少发达国家如德、日、英、美、俄等加大了对冶金工业固体废弃物研究开发力度，取得了很好的成绩。例如在冶金废渣利用方面，美国的利用率已经达到80"--85％，日本为70"--80％，德国和西班牙接近100％。，而在国内，随着近年来钢铁产量高速增长，环境问题更为突出。日益增长的钢铁生产能力对周围环境的压力越来越大。如何提高资源和能源的使用效率，减轻环境负荷，走循环经济的道路，实现可持续发展，已成为未来我国钢铁行业发展的必然方向。目前我国的钢铁企业冶金流程主要集中于烧结一高炉一转炉一轧钢长流程生产，占钢铁总生产能力的70％以上。在烧结、高炉炼铁、转炉及电炉炼钢

等工序均可产生的大量粉尘及其副产品，统称为除尘灰。若不加以有效处理，这些堆积和飞扬的除尘灰将对厂区及周围的环境造成严重污染，对农田的生态环境也有很大的危害。如果能对各类除尘灰合理地开发和利用，不但可以防止产生二次污染，有效地改善周边环境，而且还能变废为宝，将除尘灰作为二次资源来利用。近年来随着高炉大型化的发展，高炉粉尘发生量不断增多，高炉布袋除尘灰有以下特征：l、粒径小、比重轻。一般200目过筛率在50"--65％，甚至更细，极易飘散在大气中，严重污染周围环境；2、易反应。含有较多粒径小的低沸点金属，与空气接触时，易于空气中氧反应，产生自燃。3、强烈的腐蚀性。高炉瓦斯泥中存在相当数量的碱金属与碱土金属，如K20、Na20、CaO、MgO等，易与水化合生成氢氧化物而呈碱性。4晶相独特，分离困难。高炉瓦斯泥是高温产物，矿物表面性质与天然矿物相差巨大。细粒矿物在高温作用下熔融在一起，极易包裹脉石矿物，选矿难度大，有价金属回收率较低。如何处理已成为钢铁企业的一大难题。

二、锌在高炉中的循环和危害

铁矿石中的少量锌主要以铁酸盐(ZnOFe2O3)、硅酸盐(2ZnOSiO2)及硫化物(ZnS)的形式存在。锌元素进入高炉后，与炉料一起被加温。但它不能跟随炉料中的几大主要元素一起进入渣铁。其硫化物先转化为复杂的氧化物，然后再在大于1000℃的高温区被CO还原为气态锌。即ZnO+ CO= Zn( 气)+CO2。沸点为907℃的锌蒸汽，随煤气上升，到达温度较低的区域时冷凝(580℃) 而再氧化。再氧化形成的氧化锌

细粒附着于上升煤气的粉尘时就被带出炉外，富含锌元素的高炉煤气除尘灰被用于烧结原料，而烧结过程不能去锌，烧结矿带着锌作为高炉的主要原料重新回到高炉中来。这就是锌在烧结与高炉间的循环。附着于下降的炉料时就再次进入高温区，周而复始，这就形成了锌在高炉内的富集现象。

国内部分企业的高炉锌负荷如表所示。

由表可见，我国各钢铁企业的锌负荷差别较大。

高炉中Zn元素均主要来源于烧结矿，其中带入的Zn占总量的%；此外，焦炭、喷吹煤粉分别带入%和%的锌。烧结过程中的锌主要是由布袋灰带入的，其次是重力灰，两者带入总量达783g/t烧结矿，占烧结过程中带入锌总量的%；锌主要通过布袋灰排出高炉，占总排出量的%，其次为炉渣%，其它方式排放%。

酒钢曾在2006年8月，1号高炉在休风期间，对其锌负荷和锌平衡进行了测定。测定表明，烧结矿带入高炉的Zn占全部收入的%，是高炉内Zn元素的主要来源；进入高炉的ZnO负荷吨铁为1930g（后来通过不配加高炉瓦斯灰后ZnO负荷降到760g），在全国处于较高水平。瓦斯泥和重力除尘灰合计带出的Zn占全部支出的%，是高炉内Zn排出的主要渠道。另外，瓦斯泥和重力除尘灰以%的比例配入烧结矿，为烧结矿带来%的锌，这是锌流入高炉参与闭路循环的主要方式。

由以上分析可知，高炉内的锌负荷主要由烧结矿带入的，而锌的排除主要通过瓦斯灰（泥）。

锌在高炉内的危害

高炉中锌的循环和积累造成锌负荷逐渐增高，高炉内锌负荷过高又会对高炉产生一系列的危害，主要表现在:

1、在炉喉钢砖及炉身中上部等部位形成炉瘤。由于锌聚集产生的炉内结瘤会导致高炉上部煤气流紊乱，出现悬料崩料现象，使高炉操作难度增大，影响高炉正常生产。

2、破坏炉衬造成高炉炉皮开裂。高炉内被还原的锌在高温下挥发，锌蒸汽如果在炉皮焊接或者裂缝处冷凝，会生成低熔点的锌铁合金，既降低了炉皮强度，又使炉皮裂缝更不易焊补。

3、在煤气上升管内冷凝、积聚造成上升管阻塞。在高炉风口处沉积，渗入风口砖缝，对风口耐火材料侵蚀，造成砖体疏松，并逐步形成肿瘤状侵蚀体，从而导致风口上翘或破损。

4、缩小间接还原区，扩大直接还原区，进而引起焦比上升，降低料柱，特别是软融带焦窗的透气性。在高炉下部形成较多锌蒸汽后，出铁时锌蒸汽会随铁水逸出，锌蒸汽遇到空气后被氧化成白色氧化锌粉末，从而造成炉前作业环境恶劣，能见度差。锌蒸汽的循环也会引起渣铁物理热不足，炉缸易凉等问题。

三、高锌除尘灰的处理方式

高锌除尘灰中锌的去除目前效果较好的方法有湿法工艺和火法工艺两种。

（1）湿法

氧化锌是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质，采用不同的浸出液，将锌从混合物中分离出来。根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可分为酸浸、碱浸（含氨浸）和焙烧+碱浸等方法。

攀钢曾进行了高炉瓦斯泥含锌渣制取活性氧化锌的研究。对含锌渣采用3~4次富集浸出，即加H2SO4浸含锌渣为一次浸出，用一次浸出液浸含锌渣为二次富集浸出，二次浸出液浸含锌渣为三次富集浸出。净化时，在浸出液中加入适量的 (NH4)2S2O6除去铁、锰等杂质，然后，再用锌粉置换除去其中的铜。碳化合成是在净化合格的硫酸锌溶液中加入适量的碳酸氢铁或碳酸铵溶液进行结晶沉淀碳酸锌。经过滤洗涤，干燥后转入马弗炉锻烧即得到活性氧化锌。

张金保将钢铁厂的高炉瓦斯灰和炼钢转炉（或电炉）的烟尘经过预处理之后，送入高压釜中，用饱和CO2水溶液在一定的温度和压力下进行浸出回收有价锌。经过充分浸出反应，从高压釜送出的经过过滤的浸出液，除溶有碱式碳酸锌之外，还可能溶有部分铜、铅、铬、铁等杂质元素，可通过用锌粉置换的方法把一部分杂质元素从溶液中取代出来。然后，溶液被送入蒸汽蒸馏处理，初始，溶液中的低价铁全部被氧化为高价铁，高价铁经水解全部从溶液中沉淀出来，可通过及时过滤的办法除去溶液中的铁杂质。除铁滤液继续用蒸汽蒸馏，蒸汽带入的热量使碳酸锌分解，使溶液中的碳酸锌分解成氧化锌沉淀并

释放出CO2。

陆风英等针对某集团公司瓦斯泥含铁20%~30%，碳25%~30%，氧化锌10%~25%，利用低品位瓦斯泥中的锌提取活性氧化锌。该法利用瓦斯泥中的锌以氧化锌的形式存在，用NH3-NH4HCO3溶液浸取，使锌形成锌氨络离子溶解于浸出液中。反应式为：ZnO+3NH3+NH4HCO3→Zn(NH3)4CO3+H2O，溶液经净化除杂后，脱氨得碱式碳酸锌沉淀，经洗涤、干燥、灼烧即得产品活性氧化锌。最佳条件下锌的浸出率可达到90%左右，而铁浸出率小于15%。该工艺对瓦斯泥中铁、碳浸出较少，可保证瓦斯泥返回烧结，为炼铁厂节省焦炭和铁精矿。

从调研和查阅资料可知，湿法处理工艺大多处于实验室研究阶段，其特点是：浸出的锌、铅等重金属或者其他氧化物的品位较高，产品质量好；浸出率总体较低，生产率不高；操作环境恶劣，对环境造成二次污染；相对火法工艺而言，能源消耗较少，设备投资较低。

湿法处理工艺的原料要求适用于处理锌含量大于8~20%的中高锌含铁尘泥。这种原料条件我国许多工厂都无法满足，而且与钢厂现有技术不配套，因此，一般不用或者少用湿法来处理含锌、铅的高炉粉尘。

（2）火法

火法锌回收技术是利用锌的沸点较低，在高温还原条件下，锌的氧化物被还原，并气化成锌蒸气随烟气一起排出，使锌与固相分离。在气化相中，锌蒸气又很容易被氧化而形成锌的氧化物颗粒，同烟尘

一起在烟气处理系统中被收集。

火法处理冶金含锌尘泥的主要工艺有如下两类：

（1）直接还原法：回转窑法（Waelz法，日本SDR和SPM法）、转底炉法（Inmetco, Fastmet, Comet）、循环流化床法（CFB法）等。

（2）熔融还原法：火焰反应炉还原法（美国）、Z-Star竖炉熔融还原法（日本川崎）、Romelt法（俄罗斯和日本新日铁）、等离子法（瑞典）等。

①回转窑法

由于高炉瓦斯灰（泥）含锌品位低，杂质含量高，矿物结构复杂，不易选别的特点，国外大多采用回转窑挥发富集工艺来处理氧化锌矿，最有代表性的是Waelz回转窑工艺。该工艺1925年建成了工业化生产规模，它原是一个处理贫锌矿和含锌副产品的火法工艺，发展到现在己能处理低品位氧化锌矿、钢铁厂含锌铅粉尘、炼铅炉渣以及浸取残物等多种物料，是一个综合的处理工艺及设备。

氧化锌回转窑工艺是将氧化锌矿破碎到一定粒度，配加碎焦(或无烟煤)和各种添加剂，从回转窑窑尾加入，随窑身转动，炉料随之转动并被干燥和预热，进入到1OOO℃--1200℃的还原区内，氧化锌被还原成金属锌并挥发逸出，氧化收集得普通氧化锌锌粉，残渣经磁选达到铁精矿和尾渣，尾渣可用去铺路或做水泥添加剂。

由于炉料运动的作用，氧化锌矿与还原剂密切接触，反应容易进行。氧化锌的还原反应有一部分是固体碳的直接还原反应，但也主要以CO还原氧化锌的气-固反应为主。氧化锌矿还原挥发温度既取决于

焦炭的加入量以及其燃烧，又取决于氧化锌矿软化温度和还原剂灰分的软化温度，前者决定是否能升至高温，后者决定炉料是否需要高温条件。窑内的热量主要以对流传热为主进行热传递，热量来源于焦炭燃烧。其工艺流程如图。

图回转窑法工艺流程

柳钢曾用回转窑焙烧瓦斯泥提取氧化锌，每天处理瓦斯泥约60t。瓦斯泥主要成分为(%)：，，，。工艺参数:瓦斯泥含水率60%，料在窑内的时间小时，焙烧时间40-50分钟，焙烧温度 1100-1200℃，灰渣可燃物含量1%。得到ZnO含量为70%左右的氧化锌。瓦斯泥经处理后残余的灰渣作为水泥的掺合料售出。

新余钢厂有3台回转窑（），高炉瓦斯灰锌含量8-9%左右，全铁25-30%，碳含量20%左右。回转窑焙烧温度在950-1100℃，窑的填充量在7-10%之间。每个回转窑年处理量5万t，年产生布袋灰（含锌ZnO 40%左右) 1万吨，价值4000万元。窑渣中锌含量小于1%，渣中全铁70%，经济效益显着。

南钢计划建设年处理25万吨冶金粉尘的回转窑生产线，一期年处理含锌粉尘10万吨的回转窑已投产。

②转底炉法

转底炉（Rotary Hearth Furnace，RHF）法是将高锌含铁尘泥、碳粉和粘结剂按比例配料（主要控制碳含量在14%以下），经润磨、造球、筛分，生成合格生球，生球经烘干（含水量降到l%以下）后均匀布到转底炉环形台车上，当转底炉转动时生球被加热，至1100℃~1300℃左右时氧化锌被还原；高温球团从RHF排出经还原性气氛冷却到300℃，形成金属化球团；还原出的锌被蒸发并随烟气一起排出，经换热器（或余热锅炉）冷却成细小的固体颗粒而沉积在除尘器内。

采用转底炉法可将高炉瓦斯灰、转炉尘泥、轧钢氧化铁皮等通过转底炉生产出直接还原铁（DRI），供炼铁或炼钢用。

马钢2009年5月投产的年处理20万吨含锌粉尘（实际目前年处理13万吨），产品是金属化球团（TFe70%，MFe57%）和布袋除尘粗锌粉（%， %）。转底炉生产线投资亿，正式生产的经济技术指标、工程投资、人工、设备维修等费用和折旧期限计算，吨金属化球团生产成本为810～860元/吨，金属化球团单价按1210元/吨计算，吨金属化球团毛利350～400元/吨，按目前平均产能6000吨/月计算，年经济效益约为2000～2800万元。

而沙钢（30万吨）、日照（20万吨）的转底炉加工成本分别在800元和400元左右。国内的金属化率也较低基本上没有超过80%，TFe 为60-70%。

转底炉处理含锌尘泥有许多优点，但也有不足之处，例如：粉尘中脉石成分（大于30%）在直接还原处理后仍保留在金属化球团中；如尘泥含锌较高，直接还原处理后的金属球团中仍含有较高的锌（大于%）和硫（大于%），这些问题都将影响金属化球团的进一步有效利用。国外加热转底炉通常用天然气，但我国天然气资源不足，因此，需考虑我国钢铁企业的具体条件，选择转底炉的加热气源。

直接还原法适用于处理锌含量一般在8%左右的中低锌含铁尘泥。该法具有处理粉尘量大，处理粉尘范围广，资源回收利用充分，污染小等优点；但也存在着初期投资大，设备和工艺复杂等缺点。

熔融还原法主要用于处理锌含量大于30%的冶金尘泥，在西方发达国家应用较为普遍。我国钢铁厂产出的瓦斯灰（泥）绝大部分属于低锌尘泥（锌含量一般在8%以下），考虑到成本因素，处理此类尘泥的火法工艺主要是直接还原法。

③联合方法

各个钢铁企业根据自己高炉瓦斯泥的物理、化学特性，将上述几种方法综合运用，找出最佳的工艺流程，得到最好的处理效果。

柳钢针对高炉瓦斯泥含锌量低的特点，首先采用回转窑工艺富集氧化锌，然后采用湿法提纯氧化锌，即采用“火法富集一湿法提纯”技术处理高炉瓦斯灰（泥）等含锌原料。首先采用成熟可靠的回转窑工艺处理瓦斯灰（泥），进一步将氧化锌富集到[ZnO] ≥60，然后

采用酸浸处理，经过净化过滤、碳化过滤、烘干热解制备超微碳酸锌，然后热解制取包括超微氧化锌在内的氧化锌系列产品。

从以上可知，由于高炉瓦斯灰（泥）本身的特点（含锌、含碳高），通过火法自还原或者联合处理工艺将锌彻底（或大多数）从高炉瓦斯灰（泥）中分离出去，从钢铁工业流程中分离出去，才能从根本上解决锌的富集问题。如图形成的完全开路循环。

图全开路循环流程

高炉含锌除尘灰的综合利用---杨春雷详解

高炉含锌除尘灰的综合利 用 杨春雷 岗位职级：助理工程师 专业：矿物加工工程 二〇一四年

摘要 结合钢铁企业节能减排、建立循环经济的发展方向，针对除尘灰的循环利用导致高炉中锌的富集，高锌灰已经成为影响高炉冶炼的重要因素。本文根据酒钢除尘灰的情况，介绍国内外多种高锌除尘灰处理工艺和基本原理，为高锌除尘灰处理提供思路和方式。 关键词：高锌除尘灰酒钢集团处理工艺节能减排 一、除尘灰简介 钢铁企业资源和能源密集、生产规模和物流量大、工序流程长，因而产生大量固体废弃物，成为公认的污染大户。近20年来国外不少发达国家如德、日、英、美、俄等加大了对冶金工业固体废弃物研究开发力度，取得了很好的成绩。例如在冶金废渣利用方面，美国的利用率已经达到80"--85％，日本为70"--80％，德国和西班牙接近100％。，而在国内，随着近年来钢铁产量高速增长，环境问题更为突出。日益增长的钢铁生产能力对周围环境的压力越来越大。如何提高资源和能源的使用效率，减轻环境负荷，走循环经济的道路，实现可持续发展，已成为未来我国钢铁行业发展的必然方向。目前我国的钢铁企业冶金流程主要集中于烧结一高炉一转炉一轧钢长流程生产，占钢铁总生产能力的70％以上。在烧结、高炉炼铁、转炉及电炉炼钢

等工序均可产生的大量粉尘及其副产品，统称为除尘灰。若不加以有效处理，这些堆积和飞扬的除尘灰将对厂区及周围的环境造成严重污染，对农田的生态环境也有很大的危害。如果能对各类除尘灰合理地开发和利用，不但可以防止产生二次污染，有效地改善周边环境，而且还能变废为宝，将除尘灰作为二次资源来利用。近年来随着高炉大型化的发展，高炉粉尘发生量不断增多，高炉布袋除尘灰有以下特征：l、粒径小、比重轻。一般200目过筛率在50"--65％，甚至更细，极易飘散在大气中，严重污染周围环境；2、易反应。含有较多粒径小的低沸点金属，与空气接触时，易于空气中氧反应，产生自燃。3、强烈的腐蚀性。高炉瓦斯泥中存在相当数量的碱金属与碱土金属，如K20、Na20、CaO、MgO等，易与水化合生成氢氧化物而呈碱性。4晶相独特，分离困难。高炉瓦斯泥是高温产物，矿物表面性质与天然矿物相差巨大。细粒矿物在高温作用下熔融在一起，极易包裹脉石矿物，选矿难度大，有价金属回收率较低。如何处理已成为钢铁企业的一大难题。 二、锌在高炉中的循环和危害 铁矿石中的少量锌主要以铁酸盐(ZnOFe2O3)、硅酸盐(2ZnOSiO2)及硫化物(ZnS)的形式存在。锌元素进入高炉后，与炉料一起被加温。但它不能跟随炉料中的几大主要元素一起进入渣铁。其硫化物先转化为复杂的氧化物，然后再在大于1000℃的高温区被CO还原为气态锌。即ZnO+ CO= Zn( 气)+CO2。沸点为907℃的锌蒸汽，随煤气上升，到达温度较低的区域时冷凝(580℃) 而再氧化。再氧化形成的氧

高炉除尘灰气力输送

气力输送在高炉煤气全干法除尘灰输送中的应用 1、前言 高炉煤气全干法除尘灰主要成分为Tfe，FeO，SiO?，Al2O3，MgO等。布袋除尘器集灰斗的灰温度高度160℃，粒度在200～300目的占60%以上。1000m3容积下的高炉，灰的比重0.18-0.9t/m3,含铁量10%～30%；1000 m3容积以上的高炉，灰比重0.9～1.5t/ m3,含铁量30%～40%。 传统高炉煤气全干法除尘灰的输送一般采用机械输灰工艺，即采用刮板输送机后加湿外运，或刮板输送机、斗提机进入集灰仓后加湿外运。机械输灰工艺有诸多缺点，一是流程长，环节多，机械故障率高，设备常出现转不动、卡死现象，影响正常生产；二是设备密封性能差，飞灰较多，操作环境差；三是设备多，占地面积大，能耗及运行费用高；四是无法实现灰的长距离输送。 除尘灰采用气力输送，可解决机械输灰上述缺点。 2、气力输送应用 气力输送系统是以压缩气力输送介质和动力，将集灰斗内的干灰输送到指定地点的一种输送装置。根据输送系统压力的不同，气力输送系统分为负压式和正压式两大类。负压式系统是靠系统内的负压将气体和灰一起吸入管道内，物料的整个输送过程是在低于大气压力下进行的。正压式系统则是用高于大气压力的

压缩气来推动物料进行输送的。 以1000 m3高炉为例，简要介绍气力输送在高炉煤气全干法除尘灰输送中的应用。布袋除尘器箱体按12个计算，两排布置，每排6个，灰比重0.9t/m3，最大灰量约40t/d. 鉴于高炉煤气干法除尘灰的物料特性，采用正压流态化气力输送工艺。正压流态化气力输送是一种浓相气力输送系统，主要由输送泵系统、控制系统、灰仓系统、气源系统、管路系统五个子系统组成。其工作原理是：压缩气通过进气组件，渗透到输送泵内部与除尘灰混合，并使除尘灰流态化，从而具备流体性质，经密封式管道将灰从甲地输送到乙地。 2.1输送泵直接输送 布袋除尘器下不需设中间灰斗，每个除尘器箱体下直接配置1台输送泵（输送泵容积不需太大，小于1 m3即可），每排6个输送泵形成1个输送单元，共两个输送单元，两个支管汇入母管进入目标灰仓。可输送距离为200～500m。 工艺系统图见图1，主要技术参数见表1，输送运行时间见表2。 min/h表1 输送泵直接输送主要技术参数

烧结厂关于除尘灰综合利用的报告

烧结厂关于除尘灰综合利用的报告 一、编制原因 随着高炉项目顺利投产，烧结高炉除尘灰在原料场进一步聚集，机械化料场不具备使用除尘灰的条件。目前，原料场储存烧结、高炉、转炉除尘灰进2000吨。由于除尘灰粒度较细、密度较轻，在存放过程中遇风造成二次扬尘，造成环境污染；另一方面，高炉干法除尘及烧结机机头电除尘碱性金属ZnO、K2O、Na2O等含量较高，不利于烧结生产配加。 二、除尘灰烧结配加对高炉生产的负面影响 钢铁炼铁除尘灰的氧化锌源自于铁矿石。烧结矿中主要为铁酸锌[-ZnO·Fez03(ZnFe)0·Fez03]，人炉后很快还原成Zn。还原的锌很快挥发，也会在炉内产生循环，Zn挥发到上部又重新氧化成ZnO，它部分被煤气带走，最后到除尘灰中；部分随炉料下降循环，渗人炉衬的Zn蒸气在炉衬中冷却下来，并氧化成ZnO，体积膨胀破坏炉墙。聚集在内壁和上升管的ZnO还能生成炉瘤，给高炉生产带来不利影响；在烧结生产过程中，因为含ZnO，量较高，除尘灰参与烧结配料后烧结机糊篦条严重，影响烧结料层的透气性，降低烧结生产率，在多家烧结生产过程中已经证实，同时，因烧结过程不容易脱出ZnO，烧结长期使用，将造成ZnO不断富集，所以要严格控制人炉Zn。否则对高炉和烧结的影响将进一步加剧。 三、除尘灰主要成分及压球后成分预计：

四、除尘灰利用初步设想： 为了有效利用烧结、高炉、转炉除尘灰及炼钢污泥，回收铁成份。回收企业生产过程中的废弃物，降低生产成本。结合国内先进的处理技术，将除尘灰配加氧化铁皮、生石灰、煤粉等压实成球，作为转炉冶炼的渣剂，进一步对铁元素进行提炼。炼铁事业部烧结厂做出以下考虑。 1、生产工艺为： 混料搅拌压球干燥炼钢 将各种除尘灰、铁泥、煤粉等原料进行混合，加入粘结剂进行搅拌，再用压球机成球，最后通过光照和风等自然干燥过程，形成干燥的铁泥球。 2、投入物料包括： a主料：烧结除尘灰、高炉除尘灰、电炉转炉除尘灰、转炉湿式除尘污泥、轧钢旋流井污泥、氧化铁皮； b配料：焦炭或煤粉； c粘结剂：玻璃水、水、生石灰。 d物料投入比例为：主料：煤粉：其他=

除尘灰利用价值

除尘灰利用价值 除尘灰利用价值 西钢开发出用除尘灰制造泡沫渣新工艺日前，该厂在生产实践中，用废弃除尘灰制造泡沫渣一举获得了成功。该工艺既使废弃物得以充分利用，也为公司降低了生产成本。西钢二炼钢了解到公司炼铁厂除尘灰因含铁量较低，除烧结工艺可少量配用外，大量的除尘灰处于堆积状态。他们决定由此入手，开辟除尘灰的新用途。经过深入分析，他们发现该除尘灰含碳量很高，达到 40% ，含铁量达 30% ，其余的为氧化钙、二氧化硅等，用于电炉氧化期冶炼造泡沫渣比较合适。于是，他们根据分析成分进行了冶炼配比试验，试验效果良好。该除尘灰加入渣面后，碳和氧迅速发生化学反应，生成一氧化碳气泡，并穿越渣层形成良好的泡沫渣，可有效包裹住弧光，提高电弧热效率，同传统的焦粉造泡沫渣工艺相比，泡沫渣层厚，持续时间长，可完全替代焦粉，同时降低了生产成本，为电炉降本增效工作开辟了新的途径。 利用铁厂除尘灰作原料优化配料生产水泥熟料我厂粘土中铝含量较低，校正原料炉渣也是硅高铝低，熟料铝氧率一直上不去，为1.0 左右。生料中粘土的配比也只有 7%左右，影响了生料的成球，我们曾试图用高炉矿渣配料，但由于土少使成球质量差。 1999 年 3 月份，我们发现铁厂原料烧结电除尘灰 (简称原料除尘灰 )和高炉布袋除尘灰 (简称高炉除尘灰 )往外大量排放，经化验，原料除尘灰含

有较高的铁，可作为铁质校正原料；高炉除尘灰含有较高的 Al2O3，且 SiO2含量低，满足铝质校正原料要求。我们以这两种除尘灰分别代替镍渣和炉渣，在Φ2.2m×8.5m机立窑上进行了 3个月的试生产，取得了较好的效果。 1 除尘灰的来源及性能 原料除尘灰是铁精矿粉、萤石、石灰石、白云石、焦粉按一定比例配合后入烧结炉烧结，在出炉过程中通过电除尘器所收集的粉尘，其外观呈细颗粒状， 0.08mm 方孔筛筛余为25.8%，为暗红色。高炉除尘灰是高炉在炼铁过程中由布袋除尘器所收集的粉尘，其外观呈粉状，刚清理出来时为深灰色，待放置一二天后变为白色，我们最终所利用的是白色粉尘，0.08mm 方孔筛筛余为 13.6%。两种除尘灰中均含有微量氟、硫、锰及碱金属等成分，其化学成分见表 1。 2 试验配料方案设计 设计率值为 :KH=0.92 ±0.02，n=1.85 ±0.1，P=1.3 ±0.1。我厂为铁厂下属的水泥分厂，使用高炉矿渣比较便宜，为降低生料成本，在使用除尘灰的基础上，生料中又掺入 4%的矿渣。由于矿渣中SiO２和 CaO 含量较高，可代替部分石灰石和粘土，调整配料后粘土用量可保证在 10%左右。熟料标准煤耗由原来的 125kg/t 降到120kg/t 。试验时所用原材料的化学成分及配比见表 2，原煤工业分析见表 3。 注:1.序号 7 中配比为煤配比。 2.原料除尘灰中铁含量为 Fe2O3与 FeO 之和。

高炉煤气干法除尘灰提锌工艺技术探讨

高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺技术探讨 阮积海 (广西柳州钢铁(集团)公司技术中心，) 摘要介绍了涟源某氧化锌冶炼厂的生产工艺及生产过程中产生的环境污染及治理技术，同时就以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的生产工艺进行技术（环保）探讨。 1 前言 柳钢共有8座高炉，其中最大高炉炉容为1250m3，冶炼过程中产生的高炉煤气均采用干法进行净化除尘，每年由此产生的干法除尘灰达4万多吨（布袋除尘灰），目前该除尘灰的处理方式是直接销售给柳州附近的砖厂代替粉煤灰烧砖，或者是销售给氧化锌冶炼厂配料提锌。柳钢非钢环保公司经过调研后，打算以高炉煤气干法除尘灰为原料进行深加工提取氧化锌。 经过对涟源某有色金属冶炼厂进行实地考察后，现对以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的工艺进行技术（环保）探讨。 2 考察介绍 2.1 考察对象 考察的对象是涟源某有色金属冶炼厂，是一家私营企业。该厂采用火法工艺提炼氧化锌，共有二条回转窑生产线，原料来源为含锌矿、工业锌渣、煤粉以及部分涟钢高炉除尘灰，每天所耗原料40吨，年产氧化锌1200~1500吨。 2.2生产工艺 该厂采用火法工艺提炼氧化锌，首先含锌矿、工业锌渣、煤粉经加水湿润后用抓斗机抓取均匀并成块状，然后通过皮带输送机将块状原料运至回转窑窑头点火燃烧，在高温作用下（回转窑内温度可达1100℃），原料中的锌经过氧化还原反应，以气熔胶、颗粒物等状态进入废气中，在引风机的作用下，经多组管槽冷却系统冷却（槽中装有冷却水）、最后进入布袋收尘器回收产品。燃烧后的炉渣经窑尾排渣口进入冲渣池冷却，少量废气通过窑尾顶部的风管引入一个简陋的沉降室回收粉尘后排放。回转窑中燃料燃烧所需的氧通过回转窑尾部的鼓风机鼓风供应。其工艺流程如下图

除尘灰利用价值

西钢开发出用除尘灰制造泡沫渣新工艺2008-10-29 16:27:11 钢企网 本网讯西林钢铁集团有限公司第二炼钢厂多年来一直在实践中探索降本增效的新途径。日前，该厂在生产实践中，用废弃除尘灰制造泡沫渣一举获得了成功。该工艺既使废弃物得以充分利用，也为公司降低了生产成本。 西钢二炼钢了解到公司炼铁厂除尘灰因含铁量较低，除烧结工艺可少量配用外，大量的除尘灰处于堆积状态。他们决定由此入手，开辟除尘灰的新用途。经过深入分析，他们发现该除尘灰含碳量很高，达到40%，含铁量达30%，其余的为氧化钙、二氧化硅等，用于电炉氧化期冶炼造泡沫渣比较合适。于是，他们根据分析成分进行了冶炼配比试验，试验效果良好。该除尘灰加入渣面后，碳和氧迅速发生化学反应，生成一氧化碳气泡，并穿越渣层形成良好的泡沫渣，可有效包裹住弧光，提高电弧热效率，同传统的焦粉造泡沫渣工艺相比，泡沫渣层厚，持续时间长，可完全替代焦粉，同时降低了生产成本，为电炉降本增效工作开辟了新的途径。 利用铁厂除尘灰作原料优化配料生产水泥熟料 我厂粘土中铝含量较低，校正原料炉渣也是硅高铝低，熟料铝氧率一直上不去，为1.0左右。生料中粘土的配比也只有7%左右，影响了生料的成球，我们曾试图用高炉矿渣配料，但由于土少使成球质量差。1999年3月份，我们发现铁厂原料烧结电除尘灰(简称原料除尘灰)和高炉布袋除尘灰(简称高炉除尘灰)往外大量排放，经化验，原料除尘灰含有较高的铁，可作为铁质校正原料；高炉除尘灰含有较高的Al2O3，且SiO2含量低，满足铝质校正原料要求。我们以这两种除尘灰分别代替镍渣和炉渣，在Φ2.2m×8.5m机立窑上进行了3个月的试生产，取得了较好的效果。 1除尘灰的来源及性能 原料除尘灰是铁精矿粉、萤石、石灰石、白云石、焦粉按一定比例配合后入烧结炉烧结，在出炉过程中通过电除尘器所收集的粉尘，其外观呈细颗粒状，0.08mm方孔筛筛余为25.8%，为暗红色。高炉除尘灰是高炉在炼铁过程中由布袋除尘器所收集的粉尘，其外观呈粉状，刚清理出来时为深灰色，待放置一二天后变为白色，我们最终所利用的是白色粉尘，0.08mm方孔筛筛余为13.6%。两种除尘灰中均含有微量氟、硫、锰及碱金属等成分，其化学成分见表1。 表1原料除尘灰、高炉除尘灰化学成分%

高炉除尘灰的综合处理方法

高炉除尘灰的综合处理方法 当今世界，节能减排，保护环境，保护地球是全人类共同的话题。炉灰是从高炉冶炼过程中产生，经除尘器收集的粉尘。每年钢铁行业都会产生大量的炉灰，这些炉灰需要一个巨大的场地堆放，如管理不善或不充分利用，不仅白白浪费资源，还将会造成严重污染。处理好工业废渣\保护好资源是建设人与自然和谐社会的需要。 高炉除尘灰先后经过球磨、磁选、浮选、压滤，以及最后的废水回收，处理分离出铁精粉、炭精粉、尾泥，下面红星机器的技术人员张工为大家介绍具体的工艺流程。 球磨工艺 1、高炉除尘灰从受料仓中经摆式给料机落入皮带运输机的皮带上，在皮带机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨。 2、高炉除尘灰在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽。 磁选工艺 1、球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，其中的分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选。 2、精选后得到的铁精矿经精铁矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池。磁选尾矿流入非铁矿溜槽。 浮选工艺 1、磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机。 2、矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池。 压滤工艺 1、炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场。 2、尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的尾矿落入皮带输送机上传出，并运至尾矿货场。 废水回收工艺 1、铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生尾矿压滤水。 2、尾矿压滤水与炭精矿压滤水经管道可直接流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放。 本工艺流程技术工艺成熟可靠，高炉除尘灰处理后有效利用率可达100%。高炉除尘灰有效分离利用后，杜绝了除尘灰堆积如山的现象，避免了环境污染。同时，由于除尘灰的及时处理，避免了占用更多的土地，且避免了二次能源的浪费，具有良好的社会效益。红星机器相信，高炉除尘灰工艺将为钢铁行业的未来发展揭开节能环保新篇章。

炼钢除尘灰资源化利用

1.文献综述 1.1 除尘灰概况 １.1.1 除尘灰来源 在钢铁厂生产过程中，生产出来的副产品和粉尘主要是除尘灰，而这些除尘灰会在多个方面产生，比如电炉灰和高炉灰，不仅如此，在烧结冶炼过程中，也会产生大量的除尘灰,这些有害物对环境造成了严重的影响。 除尘灰的来源是多方面的,生活过程中会产生一部分的有害物，这些有害物中含有烟尘［1]等,除了生活中还有交通运输过程中,一些交通工具的尾气排放等产生的有害物也是除尘灰的来源，除尘灰的来源最多的是工艺生产中，这就是除尘灰的主要来源。现在除尘灰每年排放１3０万吨,造成了严重的环境污染,而电炉炼钢是造成烟尘污染最主要的来源。 在进行的电炉炼钢阶段,通常经过几道工序来完成生产电炉灰，最终在袋式除尘器来捕集电炉烟尘，这样完成了对电炉灰的生产,占产出炉料装入量2％~3%。电炉在冶炼过程中产生大量烟尘，每吨钢发生量大约为１2~20 kg/t，烟尘中含FeO的在4０ %以上。在钢铁这一行业当中电炉能够生出许多的烟尘，平均一年就可以捕集1０万多吨，如果加上重机、电力制造、造船等行业数百台电炉排出的烟尘,数量就更为可观，这么多的烟尘会造成十分恶劣的环境污染,对人的健康造成影响,所以我们要对其进行有效的治理，不仅如此还要加以利用，变废为宝不浪费宝贵的资源［2]。 １.1.2除尘灰的利用 在钢铁企业，近些年越来越多人开始注意怎样再次利用烟尘[3］。对除尘灰的综合利用在国内研究课题中十分重要，目前对除尘灰的利用主要是两个方面,一个是球化后作为建材用料,另一个是作为原料进行回炉再利用,当作建材用料的时候,用作磁性材料的研究现在看来还是十分的少的。除尘灰球化后在回炉中作为炼钢原料还可以作一些像氧化红铁等技术水平低的材料，当作为这些技术水平低的材料时,对于除尘灰的资源是非常大的浪费，所以这些还有待考虑。国外和我国一样,对回收利用除尘灰这一项目也十分看重，他们回收其中的炭来作为墨水等等，或者作为活性炭这种吸附能力强的物质,对于水的合格和吸入的大气都起到了净化的作用［4]。 研究人员已经做了很多有关除尘灰综合利用的工作。目前所利用的方法总

综合利用高炉除尘灰火法提取次氧化锌环境影响及对策

▲ HUANJINGYUFAZHAN 237 综合利用高炉除尘灰火法提取次氧化锌环境影响及对策 张秀丽，黄宁，任益莹 （运城市环境保护局，山西 运城 044000） 摘要：本文对综合利用高炉除尘灰提取次氧化锌项目的生产工艺过程进行了简要论述,从环境要素方面对该类项目在生产过程中产生的环境影响进行了识别分析,并针对环境影响问题提出了相应的污染防治措施。关键词：高炉灰提取次氧化锌；环境影响；防治对策中图分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)11-0237-02 DOI:10.16647/https://www.sodocs.net/doc/cd17583258.html,15-1369/X.2018.11.140 Environmental impacts and countermeasures of extracting Sub-Zinc oxide by using blast furnace dust removal and ash fire method Zhang?Xiuli,?Huang?Ning,?Ren?Yiying (Yuncheng Environmental Protection Bureau, Yuncheng Shanxi 044000,China) Abstract:?This?paper?briefly?discusses?the?production?process?of?comprehensive?utilization?of?blast?furnace?dust?removal?ash?to?extract?zinc?oxide?project.?The?environmental?impacts?of?this?kind?of?project?in?the?production?process?are?identified?and?analyzed?from?the?environmental?factors.?Corresponding?pollution?prevention?measures. Key words:?Blast?furnace?ash?extraction?of?zinc?oxide;?Environmental?impact;?Prevention?and?control 我国是钢铁生产大国， 2017年中国钢材累计产量为10.48亿吨。高炉除尘灰产生于铁前的烧结和炼焦，精炼铁、炼钢直至轧钢都会产生大量粉尘，产量约为钢铁产量的1%-3% ，故核算出我国年产出的高炉除尘灰量大约为2000万吨。除尘灰在干燥的气候条件下还会形成扬尘，成为新的空气污染源。针对除尘灰的污染，如何处理除尘灰成为钢铁企业所关注的问题。氧化锌作为工业原料，涉及能源、石油、化工、新材料、新能源等多种行业，随着科学技术的发展，氧化锌作为基础化工原料被开发运用于新的科学领域和新的行业，已成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料，氧化锌行业的发展空间和市场潜力将进一步扩大。综合利用钢铁厂除尘灰提取次氧化锌，低品位的次氧化锌经过专业厂家精提炼后应用于氧化锌市场，既为钢铁企业解决了难题，又可以取得较好的经济效益。但是，在该项目的实施运行中，也不可避免的存在环境污染和影响。 1 除尘灰火法提取次氧化锌概述 1.1 原料含锌除尘灰的主要组分 据山西省地质矿产研究院对某钢铁企业机头除尘灰的检测报告，除尘灰的主要组分见表1： 表1 生产原料除尘灰混合物主要成份一览表 成分ZnO SiO 2Al 2O 3TiO 2CaO K 2O Fe 2O 3S PbO % 12.54 17.58 6.33 0.12 6.76 1.17 30.6 1.17 0.111 1.2 次氧化锌主要组份 根据对某企业除尘灰提取的次氧化锌检测分析，次氧化锌的主要组分见表2： 表2 次氧化锌主要成分一览表 成分 ZnO PbO Fe 2O 3S % 49 0.054 2.54 0.35 1.3 除尘灰提取次氧化锌的工艺 含锌高炉除尘灰灰提取次氧化锌或低品位氧化锌一般有两种方法，一种为浸出法，一种为火法。目前国内低品位氧化锌生产以火法为主（约占总量80%以上），湿法为辅。1.3.1 浸出法 高炉除尘灰中的锌主要以氧化态的形式存在，氧化锌不仅可溶于于 酸性体系中生成Zn 2+，也可溶于碱性体系中生成。Zn、Pb 等元素在除尘灰中的含量可以通过化学浸出降低至1%以下。 由于存在堆浸时间比较长，以及高炉除尘灰粒度极细影响浸出液的流动同时限制了堆浸高度，从而造成生产成本较高，效率较低 。1.3.2 火法 除尘灰火法提取次氧化锌即回转窑烟化法，焦粒作为煅烧燃料，将含锌除尘灰和焦粒根据成分折合成重量配比10：1混合后进入回转窑加热，在高温作用下（回转窑内温度可达到11000C），原料中的锌经过氧化还原反应，以氧化锌的形式进入烟气，经收尘产出氧化锌尘，经富集后烟尘的含锌量可以由10%-25%提高到45%-55%。为减小除尘灰中铁对提锌的影响（易结窑），同时提高入炉锌的品位，原料进回转窑前应先经过除铁处理。 2 除尘灰火法提取次氧化锌产生的环境影响 高炉除尘灰提取次氧化锌虽然可以实现资源综合利用，但在生产过程中也不可避免的产生环境影响。该类项目在投产运行期，对环境产生的主要影响包括废气、废水、固废、噪声对相应环境要素的影响。2.1 环境空气的影响 主要有回转窑烟气、原料储存及装卸、配料混料、水淬渣堆存产生 的烟（粉）尘、SO 2、NO x 、PbO 等对环境的污染。 2.2 地表水的影响 该类项目一般情况下废水循环利用不外排，对地表水不会产生影响。2.3 地下水的影响 水淬渣池的冲渣废水、烟气脱硫循环水池循环水下渗会对地下水造 成不利影响。2.4 声环境的影响 回转窑、水淬渣破碎、配料混料的设备及风机等产生的噪声对环境的影响。 3 除尘灰火法提取次氧化锌环境污染防治对策 3.1 环境空气影响防治对策 （1）回转窑烟气。回转窑烟气中主要污染物为氧化锌颗粒物、焦

一种从炼铁高炉除尘灰中提取氧化锌的方法

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310399391.4 (22)申请日 2013.09.05 C01G 9/03(2006.01) (71)申请人王全生 地址455133 河南省安阳市水冶镇老城北街 太平巷8号 (72)发明人王全生 (74)专利代理机构安阳市智浩专利代理事务所 41116 代理人杨红军 张智和 (54)发明名称 一种从炼铁高炉除尘灰中提取氧化锌的方法 (57)摘要 一种从炼铁高炉除尘灰中提取氧化锌的方 法，与目前通用的回转炉工艺相比具有以下优点， 1、使用除尘灰指标宽。回转炉工艺使用除尘灰要 求含铁20%以下，含锌20%以上；本发明使用除尘 灰含铁不限，含锌6%以上即可。2、无需添加燃料。 回转炉工艺每吨除尘灰需要添加无烟煤0.45吨 或焦粉0.35吨；本发明无需添加燃料。3、运行周 期长。回转炉运行周期为60天；本发明的密闭炉 运行周期大于一年。4、炉内耐火材料成本低。回转 炉用高温耐磨耐火砖3000元/吨；本发明的密闭 炉用普通耐火砖650元/吨。5、尾渣再利用方便。 回转炉工艺尾渣为液态流出，需用水不断冷却，尾 渣含铁低，利用价值低；本发明尾渣为固态卸出， 尾渣含铁量50%以上铁厂可以直接利用，50%以下 供水泥厂使用。(51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号CN 104418381 A (43)申请公布日2015.03.18 C N 104418381 A

1/1页 1.一种从炼铁高炉除尘灰中提取氧化锌的方法，其特征在于：利用立式密闭炉设备按照以下步骤实现， ⑴原料准备，包括除尘灰加水、搅拌、成球工序； ⑵煅烧，在密闭炉（3）内800℃—950℃温度中煅烧1.5小时，使锌挥发完全，并通过密闭炉（3）与反应炉（4）的通道将锌气由引风机抽到反应炉（4）内； ⑶气化反应，使锌气在反应炉（4）内与空气充分接触生成氧化锌； ⑷降温净化，使含氧化锌气体形成雾状； ⑸回收产品； ⑹排气处理，把气体中的硫化物进一步过滤净化，使排出气体达到国家标准； ⑺尾渣处理，包括尾渣降温、齿盘破碎、排料和尾渣回收工序。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的立式密闭炉设备中，除尘灰压球机（1）通过提升机（2）连通到密闭炉（3）的顶部装料口（3-1），密闭炉（3）内中部为高温区（3-2），高温区（3-2）下边是进风区（3-3），密闭炉（3）底部是固体尾渣排出区（3-4），密闭炉 （3）上部一侧通过管道连通反应炉（4）上部，反应炉（4）下部通过管道依次连通到回收装置 （6）和提纯装置（7），由提纯装置（7）连通到成品罐（8），回收装置（6）和提纯装置（7）的底部设置收尘器（9）。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：原料准备按照除尘灰与水3：1的比例混合搅拌，用除尘灰压球机（1）制成0.3—1cm 的球形颗粒，送入密闭炉（3）中煅烧。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：降温净化时，经散热冷却后的气流温度降至60—70℃，使氧化锌由气体形成雾状。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：回收产品时进行气固分离，气体外排，粉状或颗粒状氧化锌经星型卸灰阀排入到成品罐（8），再利用纤维袋回收氧化锌成品。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：尾渣处理按照排出的尾渣分级回收，尾渣含铁量50%以上铁厂直接利用，50%以下供水泥厂使用。权 利 要 求 书CN 104418381 A