烧结机头灰处理工艺探讨
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企业科技创新
2018 年第 11 期（总第 445 期）
烧结机头灰处理工艺探讨
彭 波 1，伍 颖 2 （1．广西柳州钢铁集团有限公司 金鹏公司，广西 柳州 545002； 2．广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司，广西 柳州 545002）
【摘 要】铁矿石烧结过程产生的机头灰 K、Pb 含量较高，需将 K、Pb 等影响冶炼过程的 金属回收，才能循环回到烧结流程。文章重点探讨和论证采用磁选、药选等工艺，回收烧 结机头灰中的 Pb、K、Ag 等金属的可行性。 【关键词】机头灰；金属回收；利用 【中图分类号】X757 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）11-0076-02
（5） 尾水循环利用有利于 K 元素的富集，当其浓度达到一 定值后，可加入少量的硫酸盐，制备高附加值的 KA（l SO4）2 副 产品。
3.2 工艺流程图
机头灰循环回收处理工艺流程如图 1 所示。
3.3 工艺的特点
（1） 流程短，工艺布局紧凑，大大缩小了项目占地面积。 （2） 设备均属于常规标准化设备，设备投资小。 （3） 湿法分选扬尘少，作业环境良好，符合职业健康安全 体系要求。 （4） 该技术成熟稳定，再生产品提取率高 KCl、Pb、Ag、 Fe 等提取率指标为 75%~90%，产品符合国家要求，铅银料 达到可出售标准。
1 项目背景
烧结矿是将各种粉状含铁原料配入适量的燃料、熔剂，加 入适量的水，经混合、造球后在烧结设备上使物料发生一系列 物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。烧结产生的烟气 经电除尘器收集后形成烧结机头电除尘灰 （以下简称机头灰）， 机头灰中有害元素 K、Pb 含量高，如直接返回烧结流程，则 K、Pb 等有害元素反复循环、富集进入高炉，将影响高炉顺 行，造成炉墙结厚，影响一代炉龄，直接外销则存在污染环境 的风险，因此急需开发 K、Pb 等金属的回收处理工艺。
4 回收效果和效益
4.1 产品结构及销售收入 （见表 2）
万元。原料、辅助材料成本：310 元 /t。动力成本：60 元 /t。人工成本：54 元 /t。年利润：51.6 万元。
5 结语
本项目为固废资源的综合回收利用，实现 100%循环再 利用，创造经济增长点，解决了一直困扰钢企的 K、Pb 等有 害金属富集的难题，具有显著的社会效益、经济效益和环保 效益。
【作者简介】彭波，男，四川安岳人，本科，广西柳州钢铁集团有限公司金鹏公司技术经营部经理，研究方向：转炉钢渣处理工艺、冶炼过程产生 的各类除尘灰等固体废物的循环利用、冶炼过程的污水和循环水的处理等；伍颖，女，广东广州人，硕士，广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任 公司生产科科长，研究方向：钢铁行业固废处理项目设计及相关工艺技术等。
2 广西柳州钢铁集团有限公司烧结机头灰处理 现状
目前，广西柳州钢铁集团有限公司每年产生烧结机头灰 （成分详见表 1） 约 6 000 t。当进口矿用量比例高时，铅含量 较低，不排放机头灰，可以在烧结系统内循环再利用；当配入 一定国内矿时，Pb 含量上升，当机头灰 Pb 含量大于 6%时则 外销有资质的专业铅锌处理企业加以利用。
表 1 柳钢机头灰混合样的主要元素分析 （单位：g/t）
元素 SiO2 Al2O3 Fe
CaO MgO Na2O
P
S
含量 3.22 0.97 24.70 7.71 0.96 0.51 0.041 2.14
元素 Ba
Cu
Pb
Zn
Ni
Ag
Ti
K
含量 0.02 0.065 6.76 0.05 0.002 0.02 0.083 10.21
（上接第 75 页）
参考文献
［1］ 洪双敏 视频图像侦查的警务实战应用探究［J］ 公安教 育，2017（2）：47-50
［2］ 马忠 基于视频监控深度解析融合技术的实战应用［J］ 信息技术，2018（4）：121-124
［3］ 王大龙，秦琦 关于数据挖掘原理与算法的浅析［J］ 科技创新导报，2010（2）：193
76 qiyekejiyufazhan
2018 年第 11 期（总第 445 期）
企业科技创新 表 2 产品结构及销售收入
序号 产品名称
产量 (t/a)
预计单价 销售收入
(元 /t)
(万元)
备注
1
铁矿粉 2 500
200
50
全铁收得率 >75%， 铁矿粉品位 >45%
2
铅银料 2 800
1 200
（3） 采用氯化浸提法对尾矿中的 Pb、Ag 进行回收；加除 杂药液，脱除滤液中的 Fe、Ca、Mg、Si 等离子。
（4） 由于该溶液主要含 Cl-，腐蚀性较大，因此与物料接 触部分采用 TA2，其他采用 304 材质可满足设备长期运行。 设备由强制蒸发结晶器、MVR 压缩机系统、PLC 自控系统组 成。
［2］ 郭玉华，马忠民，王东锋，等 烧结除尘灰资源化利用 新 进 展［J］ 烧 结 球 团 ， 2014， 39（1）： 56-59
3 回收处理工艺方案
3.1 工艺原理及关键点
（1） 机头灰混合样中的 Fe 主要以铁氧化物的形式存在， 可以采用磁选的方式进行分离，高分散性机头灰悬浮液制备及 磁选机的磁场强度选择是保障铁矿粉获得高品位和高收得率的 关键。
（2） K 主要以 KCl 及 KNO2 的形式存在，这部分含钾物相 属于水溶性物质，可由水 （或稀酸溶液） 进行溶解，使其从固 相机头灰中转移至水相，再利用固液分离方式将其脱除。
336
Pb>14%， Ag>350 g/t
图 1 机头灰循环回收处理工艺流程图
（5） 生产过程污染物实现“零排放”。主要原料是钢铁企 业的烧结机头灰，使用的能源为钢厂富余的蒸汽和电，生产过 程产生的渣、水都可循环使用，没有新废物产生。
（6） 工艺路线灵活。该工艺适合我国各地钢厂成分、品质 差异较大的烧结机头灰回收处理。
［4］ 张晓华 人脸识别系统评测方法及实践［D］ 北京：中国 科学院研究生院（计算技术研究所），2004
3
氯化钾
120
1 500
18 产品达一等品要求
4
硅钙盐
500
40
2
销售给水泥企业
—
小计
—
—
406
—
参考文献
［1］ 王庆祥，尹坚 湘钢 1 号高炉碱金属行为［J］ 中国冶金， 2005（2）：21-23
2018 年第 11 期（总第 445 期）
烧结机头灰处理工艺探讨
彭 波 1，伍 颖 2 （1．广西柳州钢铁集团有限公司 金鹏公司，广西 柳州 545002； 2．广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司，广西 柳州 545002）
【摘 要】铁矿石烧结过程产生的机头灰 K、Pb 含量较高，需将 K、Pb 等影响冶炼过程的 金属回收，才能循环回到烧结流程。文章重点探讨和论证采用磁选、药选等工艺，回收烧 结机头灰中的 Pb、K、Ag 等金属的可行性。 【关键词】机头灰；金属回收；利用 【中图分类号】X757 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）11-0076-02
（5） 尾水循环利用有利于 K 元素的富集，当其浓度达到一 定值后，可加入少量的硫酸盐，制备高附加值的 KA（l SO4）2 副 产品。
3.2 工艺流程图
机头灰循环回收处理工艺流程如图 1 所示。
3.3 工艺的特点
（1） 流程短，工艺布局紧凑，大大缩小了项目占地面积。 （2） 设备均属于常规标准化设备，设备投资小。 （3） 湿法分选扬尘少，作业环境良好，符合职业健康安全 体系要求。 （4） 该技术成熟稳定，再生产品提取率高 KCl、Pb、Ag、 Fe 等提取率指标为 75%~90%，产品符合国家要求，铅银料 达到可出售标准。
1 项目背景
烧结矿是将各种粉状含铁原料配入适量的燃料、熔剂，加 入适量的水，经混合、造球后在烧结设备上使物料发生一系列 物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。烧结产生的烟气 经电除尘器收集后形成烧结机头电除尘灰 （以下简称机头灰）， 机头灰中有害元素 K、Pb 含量高，如直接返回烧结流程，则 K、Pb 等有害元素反复循环、富集进入高炉，将影响高炉顺 行，造成炉墙结厚，影响一代炉龄，直接外销则存在污染环境 的风险，因此急需开发 K、Pb 等金属的回收处理工艺。
4 回收效果和效益
4.1 产品结构及销售收入 （见表 2）
万元。原料、辅助材料成本：310 元 /t。动力成本：60 元 /t。人工成本：54 元 /t。年利润：51.6 万元。
5 结语
本项目为固废资源的综合回收利用，实现 100%循环再 利用，创造经济增长点，解决了一直困扰钢企的 K、Pb 等有 害金属富集的难题，具有显著的社会效益、经济效益和环保 效益。
【作者简介】彭波，男，四川安岳人，本科，广西柳州钢铁集团有限公司金鹏公司技术经营部经理，研究方向：转炉钢渣处理工艺、冶炼过程产生 的各类除尘灰等固体废物的循环利用、冶炼过程的污水和循环水的处理等；伍颖，女，广东广州人，硕士，广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任 公司生产科科长，研究方向：钢铁行业固废处理项目设计及相关工艺技术等。
2 广西柳州钢铁集团有限公司烧结机头灰处理 现状
目前，广西柳州钢铁集团有限公司每年产生烧结机头灰 （成分详见表 1） 约 6 000 t。当进口矿用量比例高时，铅含量 较低，不排放机头灰，可以在烧结系统内循环再利用；当配入 一定国内矿时，Pb 含量上升，当机头灰 Pb 含量大于 6%时则 外销有资质的专业铅锌处理企业加以利用。
表 1 柳钢机头灰混合样的主要元素分析 （单位：g/t）
元素 SiO2 Al2O3 Fe
CaO MgO Na2O
P
S
含量 3.22 0.97 24.70 7.71 0.96 0.51 0.041 2.14
元素 Ba
Cu
Pb
Zn
Ni
Ag
Ti
K
含量 0.02 0.065 6.76 0.05 0.002 0.02 0.083 10.21
（上接第 75 页）
参考文献
［1］ 洪双敏 视频图像侦查的警务实战应用探究［J］ 公安教 育，2017（2）：47-50
［2］ 马忠 基于视频监控深度解析融合技术的实战应用［J］ 信息技术，2018（4）：121-124
［3］ 王大龙，秦琦 关于数据挖掘原理与算法的浅析［J］ 科技创新导报，2010（2）：193
76 qiyekejiyufazhan
2018 年第 11 期（总第 445 期）
企业科技创新 表 2 产品结构及销售收入
序号 产品名称
产量 (t/a)
预计单价 销售收入
(元 /t)
(万元)
备注
1
铁矿粉 2 500
200
50
全铁收得率 >75%， 铁矿粉品位 >45%
2
铅银料 2 800
1 200
（3） 采用氯化浸提法对尾矿中的 Pb、Ag 进行回收；加除 杂药液，脱除滤液中的 Fe、Ca、Mg、Si 等离子。
（4） 由于该溶液主要含 Cl-，腐蚀性较大，因此与物料接 触部分采用 TA2，其他采用 304 材质可满足设备长期运行。 设备由强制蒸发结晶器、MVR 压缩机系统、PLC 自控系统组 成。
［2］ 郭玉华，马忠民，王东锋，等 烧结除尘灰资源化利用 新 进 展［J］ 烧 结 球 团 ， 2014， 39（1）： 56-59
3 回收处理工艺方案
3.1 工艺原理及关键点
（1） 机头灰混合样中的 Fe 主要以铁氧化物的形式存在， 可以采用磁选的方式进行分离，高分散性机头灰悬浮液制备及 磁选机的磁场强度选择是保障铁矿粉获得高品位和高收得率的 关键。
（2） K 主要以 KCl 及 KNO2 的形式存在，这部分含钾物相 属于水溶性物质，可由水 （或稀酸溶液） 进行溶解，使其从固 相机头灰中转移至水相，再利用固液分离方式将其脱除。
336
Pb>14%， Ag>350 g/t
图 1 机头灰循环回收处理工艺流程图
（5） 生产过程污染物实现“零排放”。主要原料是钢铁企 业的烧结机头灰，使用的能源为钢厂富余的蒸汽和电，生产过 程产生的渣、水都可循环使用，没有新废物产生。
（6） 工艺路线灵活。该工艺适合我国各地钢厂成分、品质 差异较大的烧结机头灰回收处理。
［4］ 张晓华 人脸识别系统评测方法及实践［D］ 北京：中国 科学院研究生院（计算技术研究所），2004
3
氯化钾
120
1 500
18 产品达一等品要求
4
硅钙盐
500
40
2
销售给水泥企业
—
小计
—
—
406
—
参考文献
［1］ 王庆祥，尹坚 湘钢 1 号高炉碱金属行为［J］ 中国冶金， 2005（2）：21-23