含铁尘泥综合利用技术
钢铁企业含铁尘泥资源化利用工艺及其选择
钢铁企业含铁尘泥资源化利用工艺及其选择吴!龙!郝以党!岳昌盛!胡天麒!中冶建筑研究总院有限公司"北京"&&&DD $摘要!介绍了各类含铁尘泥的性质和资源化利用的主要工艺!并通过对比分析进行了工艺选择建议%含铁尘泥的资源化利用途径可分为生产回用和除杂工艺两类%杂质元素含量低的含铁尘泥应采用生产回用工艺!建议采用制备冷固球团和均质化造粒工艺%杂质元素含量高的必须通过除杂处理!TG $</杂质元素含量高的含铁尘泥建议采用转底炉生产金属化球团工艺!‘$P ,杂质元素含量高的含铁尘泥建议采用结晶法生产‘R *工艺%除杂后的产品可返回生产流程!富集的杂质元素可实现高附加值利用%关键词!含铁尘泥’资源利用’生产回用’除杂’转底炉K L M %"&$"%#&E J N O .N B 2O #&"("#&#%()!&#(5)#"4-4\,"4&’")50’&-&34)!,’$"0)4(!)-)5"4&’&.*#$5&’",4’4’34(&’.(&*4(&’,’$!"))-)’")(/(4!)!XUI 5GB "=:LV 1A 7,GB "V U SR .,GB A -.8GB "=U_1,GA Y1!R 8G\0,*]8-8,02.M G-\1\>\85);>1*71GB ,G7R 5G-\0>2\15G "[R RQ 05>4"R 5O "I \7";81N 1GB "&&&DD "R .1G,$,6789:;8%_.1-4,4801G\057>28-\.8405480\18-,G7\.8?,1G 40528--5)?>761\.105G 08-5>028>\1*1i ,\15G ",G7\.82.5128-->B B 8-\15G ,08B 1^8G \.05>B .25?4,01-5G ,G7,G,*+-1-O_.8>\1*1i ,\15G 5)?>761\.105G 2,G /82*,--1)1871G\51G7>-\01,*08>-8,G71?4>01\+08?5^,*O_.8105G ?>761\.*561?4>01\+8*8?8G\-25G\8G\1-->1\,/*8)501G7>-\01,*08>-8"25*7A /5G78748**8\-?,31GB,G7.5?5B 8G1i ,\15G B 0,G>*,\15G 40528--8-,08->B B 8-\87OM ?4>01\+08?5^,*40528--1-G887876.8G \.81?4>01\+8*8?8G\-25G\8G\1-.1B .80O950\.8?>761\..1B .25G\8G\5)i 1G2,G7*8,7"05\,0+.8,\.)>0G,281-40545-87\54057>28?8\,**1i 8748**8\-O950-5?861\..1B .25G\8G\5)45\,--1>?,G7-571>?"20+-\,**1i ,\15G ?8\.571-40545-87\54057>2845\,--1>?2.*50178O:)\80\.,\"\.88G012.871?4>01\18-8*8?8G\-2,G /8>-8761\..1B .,7787^,*>8O <=>?@9A 7%?>761\.105G #>\1*1i ,\15G #1G7>-\01,*08>-8#1?4>01\+08?5^,*#05\,0+.8,0\.)>0G,28!!!!!!!!收稿日期%#&"E a &D a #’!!#&"’年我国钢产量为D$#%亿\’"("每生产"\钢大约产生"&&3B 以上的含铁尘泥’#("我国含铁尘泥年产生量在D &&&万\以上&大量含铁尘泥需要合理的资源化处理方式&含铁尘泥中普遍含有%&F 以上的98元素"也有部分含有TG )R )‘)P ,等有价元素"此外仍有近%&F 以R ,L )@1L #为主的杂质元素"具有巨大的资源化利用潜力&本文对含铁尘泥现有的资源化利用技术进行了阐述"并对其合理利用方式进行探讨"以期为钢铁企业含铁尘泥的资源化利用提供参考&DC 钢铁企业含铁尘泥概况钢铁生产包括烧结)球团)炼铁等工序"各生产工序均设置了除尘装备以确保排放达标&含铁尘泥为除尘过程收集的颗粒物"其成分列于表"中’%A D (&由表"可知%含铁尘泥成分因除尘工位和方式而异"但主要由除尘工位决定&含铁尘泥按成分可分为高铁)高碳)高锌)高碱)高钙尘泥E 类&转炉干法除尘灰)转炉尘泥)出铁厂除尘灰)高炉料仓除尘灰以及烧结成品除尘灰中全铁含量基本为E&F "甚至高达(&F "属于高铁尘泥#高炉重力除尘灰)瓦斯尘灰)瓦斯尘泥中的碳含量普遍高达#&F c %&F "为高碳尘泥"也含有少量锌元素#电炉除尘灰中锌含量往往在EF 以上"为高锌尘泥&烧结机头除尘灰中"‘)P ,碱性元素的含量一般都在"&F 左右"为高碱尘泥#炼钢和烧结料仓除尘灰中R,L 含量较高"为高钙尘泥&各工序尘泥的资源化利用应基于尘泥的基本性%""@5*17X,-\8_08,\?8G\,G7K 1-45-,*!!表DC钢铁企业主要含铁尘泥成分":6I=DC*:L I;@KM@7L8L@N@O KR A?L8JL9@NL NL9@N:N A78==I=N8=9M9L7=7F 工序种类_98R,L[B L@1L#:*#L%R!P,f‘$L T GL烧结料仓除尘灰#%c%&#D c%"#c E(c C"c%#c E机头除尘灰#D c EE#c C&c"%c("c%&$E c#$E(c"E&c"$E机尾除尘灰’E c EE D c"H#c%’c D#c%"c%&$"c&$E成品除尘灰E&c EE(c"&#c’#c E"c%高炉炼铁料仓除尘灰E’c E((c C#c%#c’"c%重力除尘灰%(c E%#c%&$E c"E c C#c’"E c%’&$%c"$#&$#c&$E瓦斯尘灰##c%&#c E&$D c"$E#c"##c C"C c#(&$E c"$E&$E c%瓦斯尘泥%%c’E#c H"c#(c"E#c E"D c#%&$E c"$E&$E c%出铁场除尘灰’D c(E"c C&$E c#’c H"c%#c%&$E c"$E炼钢料仓除尘灰&$%E(D$((($HC"$D%转炉干法除尘灰EC c(’"#c"H"$E c##c’&$E c"$E"c#转炉尘泥E’c(""’c"D#c H"c’&c%#c%转炉二次除尘灰%(c E""%c"(#c’%c E%c’电炉除尘灰%E c’E"%c"E E c H E c H"c##c’E c"H质挖掘尘泥的价值"从而选择合适的处理方式&FC含铁尘泥资源化利用技术含铁尘泥资源化利用主要有生产回用)物理法)火法还原三类处理技术&FE DC生产回用98)R)R,L都是钢铁生产必需物料"大部分含铁尘泥均可回用生产&钢铁企业将转炉尘泥等作为烧结或球团配料"工艺装备简单"投资低见效快"不改变企业生产工艺"应用十分广泛&但含铁尘泥颗粒小"大多经高温处理和精矿粉性质差异大"转炉尘泥含水高)脱水困难"自然风干后易板结难破碎"此外还存在杂质元素含量多"连续放灰困难等问题&含铁尘泥配入比例过高会导致成球性差"烧结料透气性差"速率下降"产品稳定性差等问题&此外"‘)T G等有害元素循环富集不利于高炉生产&为克服上述问题"业内人士探索了喷浆)尘泥均质化造粒等措施’CA""(&喷浆工艺是首先将含铁尘泥在水池中采用泥浆泵搅拌成体积浓度为#&F的灰浆"使用专用的泥浆泵喷入烧结料一次混合机&采用喷浆工艺一定程度上提高了除尘灰的黏结性"提高了制粒效果和烧结效果"同时可改减少粉尘转运的污染&均质化造粒工艺是通过调节尘泥水量)充分混匀"在不添加粘结剂的条件下造粒&多采用圆盘造粒方式"粒径为%c"&??"造粒完成后添加入已经一次混合的烧结料进行配料&尘泥均质化造粒工艺改善了含铁尘泥对烧结速度)烧结矿转鼓强度)烧结矿成品率的不良影响"降低了燃料消耗"一般控制在烧结料的"&F以内"过高则会降低烧结矿品位&FE FC物理法FE FE D!冷固球团冷固球团是利用炼钢产生的污泥)除尘灰)氧化铁皮等为原料"石灰!萤石$作为造渣剂"添加有机胶作粘结剂"采用高压挤压成型的物理方法制备球团&冷固球团要求_98含量2E&F"单球强度2D&&P"成球合格率2D&F&含铁尘泥需添加氧化铁皮或精矿粉提高98含量"添加水玻璃)淀粉等粘结剂提高球团强度"实际多用有机材料作为粘结剂保证钢水质量&冷固球团的生产工艺流程见图"&图"!冷固球团生产工艺流程91B O"!R5*7A/5G78748**8\-4057>2\15G40528--冷固球团作为造渣)冷却剂回用至转炉"相比回原料厂流程短"98元素回收率高"化渣快"冷却效果好"可降低能耗和成本&数据表明’"#A"’(%转炉添加冷固球团后"冶炼时间缩短""-"氧气消耗量降低"?%J\"氧化铁皮消耗量降低"&3B J\"石灰消耗量降低(c D3B J\&该工艺广泛应用于宝钢)鞍钢)首钢)柳钢等企业&FE FE F!选矿法选矿法主要应用于含碳)含锌的含铁尘泥处理"可实现R )T G )98元素的分离和富集"主要有重选)浮选和磁选%种"最为典型的为高炉瓦斯尘泥的选矿法处理&瓦斯尘泥多含有R)98)T G 元素"具体方法包括水力旋流方式脱锌)重选浮选脱碳和磁选选铁工艺&瓦斯尘泥中的TG 元素集中于粒径n #&)?的细颗粒"采用水力旋流器对高炉尘泥按粒径进行分离富集&TG 含量高的细颗粒物质从旋流器顶部逸出"含T G 较低的粗颗粒物质则从旋流器底部流出’"EA "((&瓦斯尘泥进行加水稀释后采用水力旋流器进行处理"浓度一般为"E&c#E&3B J ?%"采用两级旋流器处理"具体工艺如图#所示&经过该工艺处理可获得约%&F 细颗粒的高锌瓦斯泥和约H&F 的低锌瓦斯泥&本工艺的脱锌率为H&F cD&F "低锌粉尘中T G 元素含量仍在&$EF 以上"脱除效果不彻底&图#!水力旋流器铁锌分离工艺流程91B O #!M 05GA i 1G2-84,0,\15G 40528--/+.+7052+2*5G8浮选*重选*磁选工艺首先根据碳)铁元素的密度差通过浮选重选方式实现碳精粉的提取"再根据铁磁性实现铁精粉和尾泥的磁选分离&工艺流程见图%&该工艺处理高炉瓦斯尘泥"一般可分离获得铁品位’&F 以上的铁精矿粉!约EEF $"含碳量在H&F 以上的碳精粉!约%&F $"以及#&F 以上含铁约%&F )含碳约"EF "含T G EF 以上的尾泥’"HA "D (&该工艺流程简单"所得铁精矿和碳精粉可以返回烧结工序回用"但仍有#&F 的尾泥难以利用&图%!重选)浮选加磁选分离工艺流程91B O %!Q 0,^1\+-84,0,\15G ")*5\,\15GA ?,B G8\12-84,0,\15G 40528--FE FE G !结晶法提‘R *烧结机头除尘灰中‘)P ,含量高达(F c "&F ’"C ("‘)P ,盐类易溶于水"不宜堆存"若生产回用则会造成杂质元素富集不利高炉生产&结晶法提取‘R *的流程如图’所示&烧结机头灰在常温)常压下浸出"浸出液依次进行净化)浓缩结晶处理"最后获得工业级‘R *产品以及其他混合盐&浸出渣和沉淀渣可回用于烧结工序"‘R *用作钾肥)混合盐可一步提取’#&(&该工艺在曹妃甸等地已投入工业化生产&图’!烧结机头灰结晶法生产‘R *工艺流程91B O ’!<5\,--1>?2.*501784057>21GB 40528-->-1GB -1G\801GB.8,7,-./+20+-\,**1i ,\15G ?8\.57FE GC 火法冶炼火法冶炼通过碳还原含铁尘泥中铁氧化物"实现铁元素的利用和TG )</等有色金属以及‘)P ,盐类的烟化分离"主要有回转窑)转底炉和竖炉%种工艺&FE GE D !回转窑含铁尘泥和煤粉配料后从回转窑尾加入&炉料随回转窑的旋转下行"温度逐步升高转变成半熔态&回转窑最高温度为""&&c "%&&b "以防止炉壁结圈’#"(&还原过程中"氧化锌被还原成为T G 蒸气"经除尘设备处理获得锌精粉&脱锌后的粉尘从回转窑出口流出"自然冷却后采用湿法磁选方式选铁&回转窑工艺处理含锌尘泥!图E $"可获得T G 品位为’&F 以上的锌精粉"98含量约EEF 的铁精粉"以及98含量约%&F 的尾泥’##(&锌精粉可用于锌生产"湿磨磁选的铁精粉一般回用于冶炼生产&尾泥用于填埋或充当建材"利用水平较低&图E!回转窑处理含锌尘泥工艺流程91B O E![>761\.i 1G2\08,\?8G\40528--/+05\,0+31*GFE GE F !转底炉转底炉处理首先将含铁尘泥)粘结剂以及煤粉搅拌混匀后使用压球机进行挤压成型"烘干得到冷态球E""@5*17X,-\8_08,\?8G\,G7K 1-45-,*团!图($&转底炉采用煤气加热"最高温度约"%&&b ’#%(&加热过程中铁锌氧化物逐步还原"旋转"周约%&?1G 出料&煤气燃烧后形成"#&&b 的高温气体混合挥发的T G 蒸气及烟尘"通过除尘管道输送至热交换机’#’(&过程余热采用蒸汽锅炉发电"挥发的TG 蒸气冷却随同烟尘回收得到锌精粉&图(!转底炉处理含铁尘泥工艺流程91B O (![>761\.105G \08,\?8G\40528--/+05\,0+.8,0\.)>0G,28转底炉生产金属化球团中铁金属化率在(&F 以上"_98含量(&F c (EF "可用作转炉炼钢用冷料&锌精粉中TG 含量在’&F 以上"T G 回收率约C&F &余热发电量约为#&&3X -.J \!球团质量$&FE GE G !竖炉竖炉形式类似高炉"炉料从炉顶加入"需添加焦炭作为骨架和还原剂"以及热风)富氧保证冶炼温度"只是处理对象是含铁尘泥等冶金固废&含铁尘泥和水泥)水等按比例混合挤压成块"硬化干燥后和废铁)焦炭等加入竖炉顶部’#EA #((&冶炼过程和高炉炼铁类似"物料随着冶炼的进行下行)升温"铁氧化物被还原成铁水!图H $&烟气经除尘可收集含锌污泥和煤气"产出的铁水经脱硫处理回用炼钢"冶炼废渣可采用水冲渣处理后用作建材&竖炉生产资源化利用率高"但整体设备)物料)运行成本也较高&图H!竖炉处理含铁尘泥工艺流程91B O H![>761\.105G \08,\?8G\40528--/+-.,)\)>0G,28GC 含铁尘泥资源化利用技术选择GE DC 含铁尘泥利用途径分析含铁尘泥在98)R )R ,L )T G )‘)P ,的含量上存在差异&98)R )R ,L 都是钢铁生产必需的物料"应根据其具体性质尽量选择返回钢铁生产流程的方法&T G )‘等杂质元素不利于高炉生产"需采用专用工艺设备进行处理回收&各工序的料仓除尘灰)转炉尘泥等杂质含量低"可直接生产回用"实现其中98)R )R ,L 的资源化利用&T G 含量高的电炉粉尘"‘)P ,含量高的烧结机头灰等需进行杂质元素去除"除杂后的尘泥可生产回用"富集的杂质元素如锌精粉)‘R *等可高附加值利用&GE FC 生产回用工艺的选择冷固球团和均质化造粒两种工艺设备简单"投资小"生产应用效果好"适用于杂质含量低的含铁尘泥处理&冷固球团产品用于转炉造渣"利用含铁尘泥种的98)R ,L 资源"适用于高炉炉前出铁除尘灰)转炉料仓除尘灰)转炉尘泥等98)R ,L 含量较高的尘泥&均质化造粒产品用于烧结"98)R )R ,L 资源都能利用"除转炉尘泥)料仓粉尘等外"还可处理T G 含量低的高炉瓦斯尘泥"适用范围更广&GE GC 含铁尘泥除杂工艺的选择含铁尘泥中杂质主要有T G )</以及‘)P ,两类&‘)P ,杂质的资源化利用工艺"目前仅有结晶法生产‘R *工艺得到了工业化应用"具有较高的产品附加值"是含铁尘泥中‘)P ,元素除杂的合适途径&T G )</杂质的去除工艺有选矿法和火法冶炼两类方法&选矿法处理规模小"有%&F 的尾泥不能利用"且存在废水)污泥产生量大等问题&因此"火法冶炼是TG )</杂质去除的优先选择&火法冶炼主要是转底炉)回转窑和竖炉%种工艺应用较多&回转窑工艺投资少"是目前国内含铁尘泥脱锌应用最多的工艺"但其处理规模小"对原料TG 含量的要求高"TG 回收率低"铁元素金属化率差"尾泥产生量大"余热放散"现场环境差"排放难达标"是面临淘汰的工艺&转底炉工艺处理规模大)原料要求低"生产效率高"TG )</回收率高"金属化球团可全部利用"过程余热全部回收"烟气排放达标"是含铁尘泥除锌的合理选择&竖炉法工艺在处理规模)资源化利用水平)余热回收以及环境排放上都具有较好的效果&但不可忽视的是竖炉结构和高炉类似"杂质元素不利于高炉运行"同样也会影响竖炉的运行&总结可知"转底炉工艺是含铁尘泥中T G)</杂质去除的理想选择&HC结C论"$含铁尘泥的资源化利用可分为生产回用和除杂工艺两类&钾)钠)锌等杂质元素含量低的含铁尘泥应因地制宜的生产回用#反之"杂质元素含量高的必须通过除杂处理再回用生产&#$建议采用制备冷固球团和均质化造粒工艺用于含铁尘泥生产回用&两种工艺设备简单"投资小"含铁尘泥利用率"应用效果好&钢铁企业需根据现有生产工艺设备等具体条件进行选择&%$对于T G)</杂质含量高的含铁尘泥建议采用转底炉生产金属化球团工艺处理#‘)P,杂质元素含量高的含铁尘泥建议采用结晶法生产‘R*工艺处理&杂质元素经除杂富集得到锌精粉和‘R*"除杂后获得金属化球团和铁精粉"资源化利用水平高&参考文献’"(!天津冶金编辑部O钢铁及有色行业#&"’年盘点’W(O天津冶金"#&"E!"$%%%A%’O’#(!刘百臣"魏国"沈峰满"等O钢铁厂尘泥资源化管理与利用’W(O 材料与冶金学报"#&&("E!%$%#%"A#%HO’%(!毛瑞"张建良"刘征建"等O钢铁流程含铁尘泥特性及其资源化’W(O中南大学学报O自然科学版"#&"E"’(!%$%HH’A HDEO’’(!田守信O炼钢含铁尘泥再生利用的分析研究’W(O宝钢技术"#&&D!%$%#"A#’O’E(!高金涛"李士琦"张延玲"等O低温分离)富集冶金粉尘中的T G ’W(O中国有色金属学报"#&"#"##!C$%#(C#A#(CDO’((!陈砚雄"冯万静O钢铁企业粉尘的综合处理与利用’W(O烧结球团"#&&E"%&!E$%’#A’(O’H(!郭秀键"舒型武"梁广"等O钢铁企业含铁尘泥处理与利用工艺’W(O环境工程"#&"""#C!#$%C(A CDO’D(!佘雪峰"薛庆国"王静松"等O钢铁厂含锌粉尘综合利用及相关处理工艺比较’W(O炼铁"#&"&"#C!’$%E(A(#O ’C(!金俊"刘自民O马钢高浓度L Q泥喷浆工业性试验’W(O安徽冶金"#&&(!%$%"A#O’"&(!刘自民"金俊"苏允隆"等O马钢冶金污泥循环利用技术研究’W(O烧结球团"#&"&"%E!#$%"DA##O’""(!廖洪强"余广炜"包向军"等O钢铁冶金含铁尘泥高效循环利用技术思路与工艺集成’R(J J冶金循环经济发展论坛论文集O北京%中国金属学会"#&&D%#D(A#DCO’"#(!罗渝东"郭秀键"李勇O钢铁厂除尘灰冷压成球技术的实验研究’W(O烧结球团"#&"’"%C!%$%’’A’HO’"%(!王欣"崔乾民"徐栋梁O首钢京唐钢铁厂转炉除尘灰冷固球团生产线工程设计特点’R(J J第D届!#&""$中国钢铁年会论文集O北京%中国金属学会"#&""O’"’(!曹德鞍O I_法在宝钢#E&\转炉上的应用’W(O宝钢技术""CCC !%$%"CA#"O’"E(!许亚华O台湾中钢公司高炉污泥回收概况’W(O上海金属""CCD !($%ECO’"((!@\81G R,**8G)8*-"W8^,GO高炉污泥处理用的水力旋流设备’W(O 钢铁"#&&’"%C!"$%EDA(#O’"H(!杨大兵"陈萱O从高炉除尘灰中综合回收碳)铁和锌的试验研究’W(O武汉科技大学学报"#&"#"%E!E$%%E#A%EEO’"D(!徐柏辉"王二军"杨剧文O高炉瓦斯灰提铁提碳研究’W(O矿产保护与利用"#&&H!%$%E"A E’O’"C(!郭玉华"马忠民"王东锋"等O烧结除尘灰资源化利用新进展’W(O烧结球团"#&"’"%C!"$%E(A ECO’#&(!裴滨"詹光"陈攀泽"等O由铁矿烧结电除尘灰浸出液制备氯化钾及球形碳酸钙’W(O过程工程学报"#&"E""E!"$%"%HA"’(O’#"(!庞建明"郭培民"赵沛O回转窑处理含锌)铅高炉灰新技术实践’W(O中国有色冶金"#&"%!%$%"CA#’O’##(!刘建辉"王祖荣"罗斌辉"等O威尔兹工艺无害化处理及综合利用含锌物料的生产实践’W(O湖南有色金属"#&&D"#’!($%"(A"DO’#%(!郭廷杰O日本钢铁厂含铁粉尘的综合利用’W(O中国资源综合利用"#&&%!"$%’A EO’#’(!何鹏"许海川O日钢#o#&万吨转底炉生产实践’W(O环境工程"#&"""#C!增刊#$%"DCA"C#O’#E(!W:<.1*144O蒂森克虏伯钢公司资源保护现状’W(O世界钢铁"#&&H!"$%"&A"DO’#((!Q>78G,>=X"@8G3K"X,GB@X"8\,*O]8-8,02.1G\.8 087>2\15G5)105G508,B B*5?80,\8-1G2*>71GB25,*,G7R A25G\,1G1GB7>-\’W(O M@M W M G\80G,\15G,*"#&&E"’E!’$%(&%A(&D第一作者!吴龙!"CDE a$"男"博士"高级工程师"主要研究方向为冶金固废资源循环利用&N1838DDEHk"#(O25?H""@5*17X,-\8_08,\?8G\,G7K1-45-,*。
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
五、高炉除尘灰综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
国内外各大钢厂根据不同的高炉除尘灰性质,对高炉除尘灰处理进行 了不同的研究和工艺开发,主要有物理法、湿法、火法 3 种工艺措施.
1、物理法 主要是通过浮、重、磁选等选矿手段对尘泥进行干式或湿式分离,或 利用水力旋流技术对尘泥按粒度进行湿式分级,主要目的是得到合格的含 铁原料. 利用物理选矿方法将粒度较细的瓦斯泥资源化,可大幅度减少磨矿成 本.因此,研究选矿方法使部分尘泥成为合格的铁精矿回收利用,并从中选出 部分碳精粉,进一步提高其利用价值,从而实现废弃物的资源化 利用具有实际意义.
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
4.3烧结除尘灰资源化利用方式 〔1造球返回再次利用 〔2制备氯化钾 鉴于烧结除尘灰<尤其是机头除尘灰>中钾含量较高,而我国又是一个 钾资源匮乏的国家,经济储量仅为 800 万 t<K2O>,约占世界储量的2. 5%, 自给率不足 60%. 〔3制备硫酸钾肥、复XX相对而言,硫酸钾肥比氯化钾肥有更高的使用 价值,因此一些研究者在分析研究烧结机头除尘灰基本组成与化学性质的 基础上,提出了利用其中的钾元素生产制备硫酸钾的工艺. 由于烧结机头除尘灰中的钾是以氯化钾的形式存在,因此,首先通过水洗对 烧结除尘灰脱钾,钾液经 NH4HCO3除杂后,加入<NH4>2SO4进行
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钢铁工业大宗固废综合利用现状及展望
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理水平。
03
社会效益
钢铁工业大宗废综合利用有助于提升社会效益。通过资源化利用，可
以缓解资源短缺问题，促进循环经济发展。同时还可以为社会创造就业
机会，推动区域经济的可持续发展。
03
钢铁工业大宗固废综合利用的 挑战与问题
技术瓶颈与难题
高效分选技术缺乏
目前钢铁工业大宗固废的分选技术尚不成熟，难以实现高精度、 高效率的固废分选。
市场需求持续增长
随着环保意识的提高和资源的日益紧缺，钢铁工 业大宗固废综合利用的市场需求将持续增长。
商业模式创新
钢铁企业将探索新的商业模式，如与上下游企业 合作、建立产业联盟等，共同推动大宗固废的综 合利用。
拓展应用领域
钢铁工业大宗固废综合利用的产品将不断拓展应 用领域，如建筑、道路、化工等，为经济发展提 供新的动力。
政策与法规展望
01
02
03
强化政策引导
政府将出台相关政策，鼓 励钢铁企业开展大宗固废 综合利用，推动产业绿色 发展。
完善法规标准
制定和完善大宗固废综合 利用的相关法规和标准， 规范行业秩序。
加大资金支持
设立专项资金，支持钢铁 企业开展大宗固废综合利 用技术研发和产业化。
市场前景与商业模式创新
1 2 3
相关法规对钢铁工业大宗固废综合利用的规定执行不力，缺乏
有效的监管措施。
环保标准不严格
03
环保标准对钢铁工业大宗固废综合利用的要求不严格，导致一
些企业缺乏环保意识。
市场接受度与经济性考量
市场接受度低
由于公众对钢铁工业大宗固废再生产品的认知度低，市场接受度普遍较低。
经济性不佳
钢铁尘泥的利用技术现状
钢铁尘泥的利用技术现状1 钢铁尘泥的特性在钢铁冶炼是因为每个程序产生的粉尘以及污泥因为工序特点不相同所以性质会存在差异，主要是通过化学、堆密度等来进行表现[1，2]。
在钢铁冶炼中质量分数波动大的是烧结机头除灰尘的全铁，具体来讲，大约质量分数为百分之二十的烧结机头灰全铁，可以属于低铁含铁泥，而中途含铁尘泥是由高炉的布袋灰以及瓦斯泥构成的；高铁含铁尘泥是由球团工艺、高炉槽下、炉前、重力、转炉泥等为主要构成。
特别是烧结机头甲中，质量分数含量最多的就是钠、含锌质量分数最多的是以布袋、瓦斯、电路除尘灰为主。
化学成分不同的钢铁尘泥，尘泥会有各种有价成分，其质量分数也存在明显差异。
而质量分数靠前的是锌、钾、钠，分数靠前的元素在高炉进行炼制的时候是存在危害的杂志，但是对于它们本身来说都是含有一定价值的。
对此价值不能进行合适使用，会造成环境破坏、资源短缺浪费等问题。
因此对于尘泥的不同类型，我们可以使用的回收方式也需要进行慎重考虑，确保能处理尘泥的同时，又可以取得相应的附加利润。
2 钢铁尘泥资源化利用方法2.1 厂内循环处理工艺2.1.1 烧结法钢铁冶炼时产生含铁泥并把它作为烧结原料进行返还给烧结过程的方法被称为烧结法。
将回收取得的尘泥进行利用，达到了钢铁尘泥资源有效处理。
其方法简单容易，能快速取得效果，投资低回收快等特点。
对于烧结工序来说对烧结原料是有要求的。
因为钢铁尘泥种类繁多且成分不同，烧结配料准确比例和混合要求在没有没有达到要求的时候，会引线烧结矿的碱度和相关成分，会带来生产波动，因此影响高炉正常有序进行。
此外，将粒度细的粉尘加入混合料中会产生料层透气性进行恶化，进而导致烧结矿的整体产量和质量存在下降趋势。
降低品质的烧结矿会对高炉造成影响，其焦比提高的同时，减少了铁水量。
存在有害元素的含铁尘泥，而烧结工序可以对其进行去除但是成效低，高炉中存在较多有害元素并进行聚集循环，会产生严重的高炉结瘤情况的发生。
对于含铁尘泥粒度细以及透气性的问题，可以利用小球烧结法对其进行改善。
冶金行业含铁尘泥资源综合利用
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2、对炼铁工序的影响 高炉炼铁生产过程中，冶金尘泥中的有害元素进入高炉中，在高 炉内富集，会造成锌循环，由于闭路循环的生产方式，这些高含钾、钠、 锌 等富集在高炉上会结瘤，堵塞管路，破坏高炉炉衬，既影响高炉顺行又影 响生产。 3、对炼钢工序的影响 在炼钢生产中尘泥作为炼钢造渣剂、冷却剂和助溶剂原料，能提 高化渣速度、除磷效果，对降低转炉能耗效果明显，且能增加金属收得率。
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一、概述
冶金含铁尘泥是钢铁生产过程中从不同生产工艺流程的除尘系统 中排出的以铁为主要成分的粉尘和泥浆的统称，一般由干式除尘器捕集的 称尘，由湿法除尘器捕集的称泥，主要包括烧结粉尘、炼铁尘泥、炼钢尘 泥和轧钢氧化铁皮等固体废弃物，数量巨大，污染严重。目前以返回烧结 为主要处理途径的尘泥中往往含有锌、铅、钾、钠等有害元素，严重影响 烧结矿的质量。有害元素(如锌)进入高炉后会造成锌循环，锌蒸气凝结在 高炉上部破侵蚀高炉炉衬，恶化料柱透气性，同时会增加焦比，影响高炉 生产。因此利用尘泥中有效成分并降低有害元素对冶炼过程的影响，成为 冶金含铁除尘灰利用的关键，不仅可以挖掘冶金尘泥的资源属性，降低生 产成本，提升企业竞争力，还可保护环境，实现钢铁企业的可持续发展和 绿色化生产。
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二、冶金尘泥成分及种类
冶金含铁尘泥是在钢铁冶炼及轧制过程产生的含铁较高的固体物 质，按生产工艺大体可分为以下几类:
烧结除尘灰、炼铁瓦斯灰、转炉除尘灰等。 烧结原料在转运、烧结过程中除尘器收集下的粉尘，统称为烧结 除尘灰;在高炉煤气净化过程中重力除尘器收集下来的粉尘为瓦斯灰，文 氏管收集下来的为瓦斯泥，瓦斯泥、瓦斯灰统称为高炉粉尘。炼钢转炉湿 式除尘器收集下来的为转炉污泥，干法收集的为转炉除尘灰。
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
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26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知பைடு நூலகம்。——苏联
转炉尘泥地利用技术要求规范
《钢铁工业含铁尘泥回收及利用技术规范》编制说明二〇一〇年十一月目录1. 任务来源及必要性 (1)1.1 任务来源 (1)1.2 标准编制的必要性 (1)1.3 标准编制的意义和目的 (2)2 标准编制的原则、方法和技术依据 (3)2.1 编制原则 (3)2.2 编制依据 (4)2.3 技术路线和工作步骤 (6)2.3.1 技术路线 (6)2.3.1 工作步骤 (6)3.编制过程及主要工作内容 (7)3.1编制过程............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.2主要工作内容 (7)3.2.1 国内外技术资料的收集与整理 (8)3.2.2 现场调研、现场取样和实验数据的归纳与整理 (8)3.2.3 标准草案和标准编制说明的编写 (8)3.2.4 标准草案的意见征寻和标准审定 (8)3.3 标准的适用范围 (7)4. 标准的主要内容 (7)4.1 术语和定义 (7)4.1.1 含铁尘泥Fe-bearing dust and sludge (7)4.1.2 烧结尘泥sintering dust and sludge (10)4.1.3 球团尘泥pelletizing dust and sludge (10)4.1.4 高炉瓦斯泥blast furnace gas sludge (10)4.1.5 高炉瓦斯灰blast furnace gas dust (10)4.1.6 高炉除尘灰blast furnace dust (10)4.1.7 转炉尘泥converter sludge (Oxygen Converter Gas Recovery, OG) (10)4.1.8 电炉粉尘electric furnace dust (11)4.1.9 轧钢尘泥steel rolling dust and sludge (11)4.2 含铁尘泥的分类 (11)4.2.1 分类的一般原则 (11)4.2.2 按钢铁生产工艺 (11)4.2.3 按含铁尘泥中全铁（TFe）含量 (11)4.2.4 按含铁尘泥中锌（Zn）含量 (11)4.2.5 按含铁尘泥中固定碳（FC）含量 (12)4.2.6 按含铁尘泥中碱金属（K2O+Na2O）含量 (12)4.2.7 按含铁尘泥的物理状态 (12)4.3 化学成分 (12)4.3.1 主要化学成分 (12)4.3.2 有用成分 (12)4.3.3 有害成分 (12)4.4 采样与检测 (12)4.4.1 采样制样 (12)4.4.2 检测方法 (12)4.5 含铁尘泥的处置技术...................................................................................................... 错误!未定义书签。
通钢转炉含铁尘泥的回收利用
通钢转炉含铁尘泥的回收利用曾庆炜㊀张永旭(通钢股份有限公司㊀吉林通化134003)㊀㊀摘㊀要㊀钢铁冶炼过程产生的各种固废的回收利用是我国钢铁行业实现可持续发展㊁降本增效㊁提高钢企竞争力的有效途径㊂通钢年产生约10万t炼钢转炉OG泥和除尘灰,目前主要以作为辅料返回烧结利用为主,含铁资源回收利用率较低㊂通钢根据自身的工艺特点,新建一条冷压球生产线,将转炉OG泥和除尘灰制成冷压球,代替烧结矿作为转炉的冷却剂和造渣剂,提高了转炉固废的回收利用率,具有良好的经济效益和社会效益㊂㊀㊀关键词㊀回收利用㊀转炉㊀含铁尘泥㊀冷压球The Recovery and Utilization of Iron-containing Dust and Mud in Converterof Tonghua Iron and Steel Co.,Ltd.ZENG Qingwei㊀ZHANG Yongxu(Tonghua Iron and Steel Co.,Ltd.㊀Tonghua,Jilin134003)Abstract㊀The recovery and utilization of resources is an effective way to achieve sustainable development,reduce costs and increase efficiency,and improve the competitiveness of iron and steel enterprises.About100,000tons of converter OG mud and dust are produced in Tonggang every year.At present,it is mainly used to return to sintering as auxiliary materials and the iron-containing resource hasn t been fully utilized.A cold-pressed ball production line is newly built in Tonggang according to its own technological characteristics,which makes the furnace OG sludge and dust into cold-pressed balls and replaces sinter as the coolant and slag-making agent of the converter,thus im-proving the recovery and utilization rate of solid waste of the converter and bringing good economic and social bene-fits.Key Words㊀recovery and utilization of resources㊀converter㊀iron-containing dust and mud㊀cold-pressed ball0㊀引言随着新环保法的实施,环保治理力度加大,钢铁行业的利润持续下降,冶金固体废物资源综合利用是我国钢铁行业实现可持续发展㊁降本增效㊁提高钢企竞争力的有效途径㊂转炉尘泥具有粒度细(5~74.6μm)㊁含铁量高(TFe约50%)的特点,是宝贵的二次资源,对其进行有效的回收利用,可以消除环境污染㊁实现钢铁生产的低排放环保要求[1]㊂通钢年产生约10余万t钢厂粉尘(主要为OG泥㊁炼钢除尘灰㊁炼钢氧化铁皮等),目前处理污泥采用长流程模式,因炼钢污泥含铁量较高,经挤压脱除部分水分后加到烧结配料中使用㊂但OG泥在运输时污水容易流到道路上,炼钢除尘灰运输时容易产生二次扬尘,使钢厂环境受到污染㊂炼钢OG泥含水高,炼钢除尘灰粒度细,在烧结配料中会使烧结料透气性变差,降低通过料层的有效风量,影响垂直烧结速度,降低烧结矿品质㊂随着污泥脱水技术的发展,将炼钢污泥配加添加剂制作成冷压球,返还给炼钢做转炉化渣剂和冷却剂使用的技术已日趋成熟㊂1㊀冷压球化渣理论基础1.1㊀吹炼初期加入冷压球化渣脱磷(1)加快成渣㊂因冷压球中含铁量较高,在转炉吹炼初期加入冷压球就增加了初期渣中的FeO含量㊂由于渣中FeO含量高,渣的流动性好,FeO与能与石灰形成铁酸钙低熔点化合物,使石灰熔解㊂并且能阻碍石灰与渣中SiO2生成难熔解2CaO㊃SiO2,也有利于石灰熔解㊂再加上冷压球团带入的一部分CaO,降低石灰的消耗量,加快成渣速度㊂(2)提高吹炼初期的脱磷效果㊂转炉脱磷主要是在吹炼初期,主要条件有3个:高碱度(R)㊁高氧化性(高FeO)㊁低温㊂在转炉吹炼初期炉内温度较低,满足低温条件㊂冷压球的加入增加了渣中的FeO含量,满足了炉渣高氧化性条件㊂加速了石灰(CaO)的熔解,满足了炉渣高碱度条件㊂转炉脱磷㊃401㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀工业安全与环保㊀㊀㊀㊀Industrial Safety and Environmental Protection㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年第46卷第9期September2020的3个主要条件都满足,促进了脱磷的化学反应进行㊂脱磷的化学反应式为2P+5FeO+4CaOң4CaO㊃P205+5Fe1.2㊀吹炼中期加入冷压球化渣在转炉吹炼的中期加入冷压球,能增加渣中的FeO含量,能有效地促进炉渣的熔化,减少利用调节枪位来生成FeO的负担,能够弥补由于吹炼中期碳氧反应激烈消耗大量的FeO,而导致渣中FeO不足的问题㊂使用冷压球以后,能保证渣中的氧化铁满足冶炼的需要㊂这样能够有效地减少被氧气氧化生成的氧化铁的铁水量,减少铁水的吹损,降低金属料消耗㊂1.3㊀吹炼后期加入冷压球防止回磷在转炉吹炼后期加入冷压球能增加渣中的FeO 含量,同时冷压球能作为冷却剂降低炉内温度,促使脱磷反应向正向进行,防止高温回磷现象的发生㊂2㊀通钢冷压球原料及条件炼钢冷压球为应用于转炉炼钢生产的副原料,其成分的要求主要体现在满足冶炼工艺的需要,满足生产工艺的配比,对比矿石使用效果相当或者类似㊂针对炼钢冷压球的原料特性,主要体现在铁含量㊁杂质元素及成渣物质等方面,要求在其使用中具有一定的铁含量㊁较低的杂质元素和一定的造渣能力㊂生产工艺的配比对冷压球的要求,主要体现在达到资源利用最大化,具有一定的碱度,利于冶炼反应和化渣㊂将通钢炼钢转炉泥(OG泥)㊁炼钢氧化铁皮㊁炼钢二次除尘干灰㊁水处理油泥混合并添加轧钢氧化铁皮,提高铁含量,经过配料后的含铁量达50%,可作为冷压球的原料㊂选择冷压球技术,将冷压球作为转炉冷却剂和化渣剂使用,同时满足在转炉炼钢过程,吨钢添加20kg冷压球的条件㊂通钢冷压球尘泥具体成分见表1㊂表1㊀通钢冷压球尘泥成分%样品名称TFe SiO2CaO Al2O3MgO S P 炼钢转炉泥(OG泥)46.46 1.6812.65 3.18 2.350.0720.074炼钢除尘灰36.838.5410.90 3.71 2.520.2900.088炼钢氧化铁皮60.89 6.07 6.17 1.34 2.240.0290.085轧钢氧化铁皮72.04 4.910.600.76 2.990.0470.190水处理油泥55.77 3.499.94 1.20 3.020.0970.093㊀㊀通钢炼钢转炉泥(OG泥)㊁炼钢除尘灰㊁炼钢氧化铁皮㊁轧钢氧化铁皮㊁水处理油泥每年产量约10.39万t(湿基),建设一条10万t/a含铁尘泥制备冷压球团生产线㊂通钢冷压球尘泥年产量见表2㊂表2㊀通钢冷压球尘泥年产量t(湿基)固体废物名称产生量炼钢转炉泥(OG)65213.21炼钢除尘灰5873.42炼钢氧化铁皮12152.33轧钢氧化铁皮17839.82水处理油泥2858.40合计103937.183㊀通钢冷压球工艺流程3.1㊀冷压球工艺流程将炼钢工序经压滤过的OG泥和水处理油泥运至厂区的晾晒场地晾晒,晾晒至含水率<15%,经过混合后通过滚筒干燥脱水处理;炼钢二次除尘干灰通过密闭罐车运至尘泥冷压块原料区,通过气泵输送至原料仓内;炼钢氧化铁皮和粗颗粒通过自卸车运至冷压块原料区料仓内㊂干燥后的OG泥㊁水处理油泥和炼钢除尘灰㊁炼钢氧化铁皮㊁粗颗粒按照一定比例分别通过螺旋称重机称重配料后,与粘结剂进入轮碾机压实混匀,然后进入压密机进一步压实,最后再经对辊压球机压块㊁筛分,得到合格的球团,筛下粉料返回缓冲料仓再次进行压球㊂合格的球团送入烘干机进行干燥,使生球含水率降到2%以下后即为成品,再由皮带机送至成品堆场,根据需要通过汽车送至炼钢炉料区㊂粘结剂由专用的粘结剂系统进行配制和添加,整套冷压块系统除了各种原料晾晒和进入料仓的过程需要人工干预外,其余部分从含铁除尘灰配料到混合㊁压球㊁烘干全部实现自动控制㊂在正常生产中只需进行设备监控即可㊂冷压球工艺流程见图1㊂图1㊀冷压球工艺流程3.2㊀冷压球的性能(1)粒度㊂在转炉的冶炼过程中,熔池中的碳氧反应生成大量的CO气体,从转炉的炉口流向烟罩进入转炉一次除尘,冷压球如果粒度太小就会随炉气带走㊂冷压球的粒度在30~50mm,才能进入㊃501㊃熔池,满足炼钢生产的需要㊂(2)强度㊂如果炼钢冷压球的强度不足,在添加过程中会破碎成小颗粒直接被炉气带走,增加除尘系统的负担,对环境造成污染㊂在配料里加入淀粉做粘结剂,形成固相粘结力,使冷压球具有一定的强度㊂经过实验证明,通钢冷压球的抗压强度ȡ800 N,转鼓强度ȡ60%,完全能满足要求㊂(3)密度㊂冷压球的密度在(2.29~2.56)ˑ103kg/m3,与转炉炉渣密度水平接近,炉渣密度在(2.2~2.6)ˑ103kg/m3,矿石密度在(4.8~5.3)ˑ103kg/m3,与矿石相比,冷压球更有利于在转炉实际冶炼中参与渣钢界面反应,获得更好的脱磷效果㊂3.3㊀系统组成(1)原料烘干系统㊂晾晒后的OG泥和水处理油泥含水率约15%,需要进一步脱水至2%以下㊂采用滚筒烘干机烘干,热源采用钢厂净化转炉煤气㊂(2)配料系统㊂物料由气力输送系统进入各自料仓,其中细料下部通过平板阀接计量螺旋,冷却水同时也加入计量螺旋,细料通过计量螺旋送至下部的输送螺旋输送机里,其余物料通过平板阀和星型卸灰阀进入下部的输送螺旋㊂物料分别通过计量螺旋和叶轮给料机实现配料,由下部的螺旋输送机实现给料㊂(3)压球系统㊂消化后的物料和必要的粘结剂经过混合碾压作业进行充分混碾,混合后的物料进入该设备后进行压块㊂压球设备是该工艺系统的主要设备之一,由该设备最终完成压球功能,即制取合格产品㊂该环节主要由压密机㊁对辊压球机㊁固定筛㊁返料系统等组成㊂(4)成品球烘干系统㊂将压好的生球均匀地平铺在网带上,被送入干燥机㊂生球在干燥机内往返移动,同时吹入热风,水蒸气被排出,使生球含水率降到2%以下㊂(5)除尘系统㊂除尘采用旋风与脉冲布袋除尘相结合的方式,主要收集原料烘干系统和成品球烘干系统产生的烟气粉尘㊂旋风除尘器下部设排灰装置,灰返回原料系统后循环利用㊂经净化后排放气体的质量浓度<20mg/Nm3,达到国家排放标准㊂4㊀实施效果4.1㊀综合能耗降低本工程主要消耗的能源种类有电㊁水㊁转炉煤气等㊂吨球单耗指标见表3㊂可折算出1t球团耗能为37.33kgce,相比烧结矿的平均能耗55kgce,降低了17.67kgce,年产10万t冷压球团生产线可降低能耗1767tce/a㊂表3㊀通钢冷压球团能耗序号能源名称吨球消耗折算能量系数能耗/(MJ㊃t-1) 1电力43kW㊃h3.6MJ/(kW㊃h)154.8 2新水0.2t7.52MJ/t 1.504 3转炉煤气160N㊃m35.85MJ/(N㊃m3)936小计1092.304 4.2㊀绿色环保(1)含铁尘泥制备冷压球团的配料㊁混匀㊁压球工序均为常温运作,生产过程无SO2和NO x产生㊂在冷压球及原料的干燥过程中,采用净化处理后的转炉煤气燃烧的热风作为干燥热源㊂转炉煤气基本不含SO2和NO x,本工程干燥温度为250~300ħ,采用低温㊁低氧烧嘴燃烧,远低于NO x的生成温度1500ħ㊂因此,该粉尘冷固结球团生产线排放气体中的SO2,NO x符合国家标准㊂(2)在混碾过程中采用淀粉作粘合剂,不含硫㊁磷等有害成分,绿色环保㊂(3)生产流程中所有干粉进厂采用密闭罐车将各种钢厂干粉输送到各自料仓,避免了二次扬尘现象㊂(4)车间㊁车辆冲洗水进入厂区浊水循环系统,通过沉淀㊁澄清重复利用;尘泥定期清理,进入晾晒场原料系统回收利用;生产水重复利用率达95%,减少对环境污染㊂4.3㊀生产成本降低通钢平均年产钢400万t,烧结矿成本约690元/t,消耗烧结矿平均20kg/吨钢㊂冷压球成本按530元/t进行计算,用冷压球完全代替烧结矿,年可降低成本400ˑ0.02ˑ(690-530)=1280万元㊂5㊀结语本项目利用钢厂转炉含铁尘泥制备冷压球,生产工艺合理,设备简单,节能减排设施完善,使含铁固废资源得到了较好的回收利用,符合我国钢铁行业高质量发展的要求,具有显著的经济效益和社会效益㊂参考文献[1]武国平.转炉干法除尘灰及OG泥冷固球团工艺研究[C]//中国金属学会.第十届中国钢铁年会暨第六届宝钢学术年会论文集.北京:冶金工业出版社,2015.作者简介㊀曾庆炜,女,1974年生,硕士研究生,高级工程师,研究方向为钢铁清洁生产和绿色冶金㊂(收稿日期:2019-08-01)㊃601㊃。
钢铁厂尘泥的回收利用
钢铁厂尘泥的回收利用作者：王毅来源：《科技创新导报》2017年第08期摘要：资源的可持续利用是新世纪提出的环保理念，如何提高资源的循环利用是当前资源技术研发的重点。
随着人们环保意识的加强，对环保要求的提高，使钢铁生产中尘泥的处理要求也不断提高。
由于炼铁过程中产生的尘泥中含有C、Fe、Cr、Zn等物质，因此也可以作为二次资源被有效利用。
虽然钢铁生产行业中，循环利用及排放量的降低方面进展显著，但实际生产中产生的粉尘无法直接作为原料予以利用并且由于含有其他杂质，无法回收纯度较高的可利用物质。
由于尘泥中含有重金属及有害物质，若直接排放必然会污染环境，无论基于环保角度还是资源的利用角度，钢铁厂的尘泥回收利用已经成为钢铁生产技术研发的重点内容之一。
关键词：钢铁尘泥回收利用中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0119-021 钢铁尘泥的处理现状高炉炼铁过程中势必会产生污泥和粉尘，粉尘随气体排出，而污泥则跟随废液排除。
由于生产原料的不同，生产钢铁工艺的不同，所产生的尘泥种类也相对不同。
目前钢铁生产过程中产生的粉尘主要通过生产球团矿或者烧结矿的方式再次利用，这种回收利用方法可以直接用于高炉。
但这种方式针对粉尘中碱、Zn等物质的利用率行对较低。
但随着技术的不断进步，钢铁尘泥处理工艺也得到了发展，下面针对几种常见的高效率回收利用技术展开分析。
2 处理工艺分析依照工艺的不同，目前应用较为广泛的尘泥处理工艺主要有RHF、回转窑法、熔融炉法以及竖炉法等，下面针对这几种方式进行简要的工艺分析。
2.1 RHF又称转底炉法，主要利用转底炉和煤基对尘泥中的Fe进行还原的工艺，该工艺最大的优势在于加热速度快。
目前较为实用的转底炉法主要有3种，都是在快速加热工艺基础上演变而来，该工艺在Fe粉尘的处理上效果显著。
2.1.1 FASTMET该方法主要将Fe3O2和粉煤充分混合预制成团块并铺设在RHF炉床上，再并对其加热至1 350 ℃，达到加热还原的效果，6～12 min后，可以得到还原铁。
冶金尘泥利用
冶金尘泥利用烧结厂固体废物治理1．概述烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀。
经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。
利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行有一定意义。
烧结粉尘和污泥汇同炼铁炼钢等工序产出的粉尘和污泥，再加上轧钢生产过程中产出的轧钢皮（氧化铁皮）等，统称为含铁尘泥，其主要成分均含铁，是钢铁企业的一项可回收利用的大宗资源，其处理和综合利用技术大体相同，故将全厂的含铁尘、泥集中在本章加以介绍。
含铁尘泥主要包括有烧结尘泥、高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、转炉尘泥、平炉尘泥，化铁炉粉尘、电炉以及轨钢过程中的氧化铁皮等，含铁尘泥产生量见表21 一 1 。
2．固体废物处理及利用从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰，目前已用于工农业的许多方面。
它已广泛地应用于建筑材料工业、建筑工程、市政工程、道路工程、矿井回填、塑料工业、军事工业中。
粉煤灰中还含有一定数量的铁、铝、铁、钒、锗等金属，也可以回收。
粉煤灰颗粒细、孔隙度好，同时它还含有磷、钾、镁、硼、铜、锰、钙等植物生长所必需的营养元素，因而可以作为土壤的改良剂，并用它生产复合肥料。
钢铁工业中从燃料和原料的装卸运输开始，经过原料烧结、高炉冶炼、炼钢和轧钢，所有生产工序都产生各种含铁粉尘，按每吨钢342kg （其中钢渣150kg ）计算，2003 年全国钢产量22234 万吨，产生的含铁尘泥7604 万吨（其中钢渣3335 万吨），冶炼含铁尘泥的再资源化已逐渐纳入全国钢铁企业的行业规划中。
含铁尘泥是钢材生产中有价值的铁原料资源，随着钢铁工业的发展，无论是从合理利用资源出发、还是从保护环境消除粉尘污染出发，充分利用好钢铁企业的含铁尘泥，已是现代钢铁企业生产中不可缺少的一个组成部分。
一、含铁尘泥的来源，组成及性质1 ．烧结尘泥烧结尘泥产生的主要部位是烧结机机头、机尾，成品整粒、冷却筛分等工序，细度在5—40 μm 之间，机尾粉尘的比电阻为5×109—1.3×1010Ω?cm ，总铁含量50％左右。
3-含铁尘泥综合利用技术解析PPT课件
• 按含铁尘泥的物理状态可分为： – 干式除尘灰 – 湿式污泥
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尘泥种类
来源
收集方式
性质
主要成分
含铁尘泥来源及性质一览表 原料准备 尘泥
在原料场、烧结、球团、炼铁、炼 钢和轧钢等工艺的原料准备过程中 产生的尘泥。
多管除尘器、电除 粉体为主，随工艺变 尘器和布袋等。 化较大。
Fe, Ca等，随 工艺变化较大
在烧结原料准备、配料、烧结与成
烧结尘泥
品处理等过程中，除尘器收集的粉 尘，包括烧结机机头、机尾、成品
• 按含铁尘泥中锌（Zn）含量可分为： – 低锌含铁尘泥（Zn<1%） – 中锌含铁尘泥（1%≤Zn≤8%） – 高锌含铁尘泥（Zn >8%） • 对于低锌含铁尘泥可直接作为烧结配料使用； • 锌含量≥1%的中高锌含铁尘泥需进行脱锌处理后才能返回钢铁 工艺。
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3. 含铁尘泥的分类（2）
• 按含铁尘泥中固定碳（FC）含量可分为： – 低碳含铁尘泥（FC<2%） – 中碳含铁尘泥（FC=2~50%） – 高碳含铁尘泥（FC>50%）
• 含铁尘泥的处置方法通常包括两大类： – 企业外部处置 • 企业外部露天堆放与填埋处置 • 企业外部集中处置 – 企业内部处置
• 国外大多数钢铁企业大多基于集中管理和处理的原则，由环保公司统 一处理。
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企业内部处置
• 企业内部直接回收利用：是将含铁尘泥作为烧结、球团原料等在企业 内部钢铁生产工艺上直接循环利用。 – 含铁尘泥品位差别较大、且含有有害杂质，长期直接循环利用会 造成烧结矿铁品位降低、有害杂质（主要为锌）含量提高，导致 炉衬寿命和高炉利用系数降低。 – 常用的直接回收利用工艺后面将详细介绍。
探析钢铁企业尘泥资源再生利用-钢铁工业论文-工业论文
探析钢铁企业尘泥资源再生利用-钢铁工业论文-工业论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——1含锌尘泥资源化利用方法1．1转底炉转底炉煤基直接还原是近几十年发展起来的炼铁及含锌尘泥处理新工艺，其核心设备转底炉源于轧钢用的环形加热炉。
各种尘泥在一定比例内配碳后压块，均匀布入转底炉的炉底，炉底载着压块匀速转动。
在炉内各区，安装在炉膛两侧的烧嘴燃烧煤气，另外补风喷嘴吹入空气使还原反应释出的CO燃烧，为料块升温和还原反应提供热量。
压块在炉内的还原时间一般为10～20min。
尘泥中的锌挥发后进入烟气收集系统，经布袋除尘器收集的粉尘含氧化锌的纯度接近50%，是很好的提锌原料。
转底炉作为精矿粉生产直接还原铁设备及含锌尘泥脱锌设备，近几年在国内外钢厂得到广泛应用，新日铁、神户制钢、浦项、马钢、沙钢等相继有处理含锌含铁尘泥的转底炉项目投产，取得了环保和经济双赢，是钢铁厂处理含锌含铁尘泥、回收铁元素和金属锌的新途径。
1．2竖炉德国蒂森钢铁集团采用竖炉工艺处理含锌含铁尘泥取得了良好的经济和环保效益;中国太钢集团也已投产了采用含锌尘泥为原料的竖炉生产铁水工艺。
竖炉的冶炼过程类似于小型高炉，竖炉原料为含碳六角形尘泥压块、铸造焦、废钢。
除尘污泥的含锌量为16%，必须将污泥回用竖炉，使锌富集到30%以上外销。
国内淘汰的小高炉可以用来处理含锌含铁尘泥，但在环保、尘泥的运输成本和锌的有效回收利用等方面有所欠缺。
由于竖炉本身的特点，竖炉原料需至少添加约20%的废钢，直接提升了竖炉的经济效益，这在一定程度上使竖炉充当了废钢的熔化炉，日本JFE在2008年建造的竖炉就专门作为废钢的熔化炉。
1．3转底炉和竖炉工艺的比较两种工艺都有本身的优缺点。
转底炉现阶段对于处理钢铁厂含铁尘泥能取得一定效果，但对处理高锌尘泥仍然存在产品残留锌含量，不能满足大高炉入炉要求的缺陷。
竖炉产品铁水可直接进入炼钢系统使用，不必考虑产品含锌量的问题，但是存在含锌粉尘等在竖炉炉膛内挥发，对炉衬耐火材料进行附着，造成耐火材料使用寿命降低;竖炉生产的铁水含硫率超过炼钢厂的入炉标准;含锌尘泥的锌元素不能有效回收利用等问题。
炼钢含铁尘泥再生利用的分析研究
的稳定存在 。从热力学上讲 ,常温下 FeO 是不能
稳定存在的 ,它分解成 Fe2 O3 和金属 Fe。
表 2 氧化铁与 C反应的自由能
Table 2 Free energy in iron oxides and carbon reaction
序号
反应
1 2Fe2O3 ( s) + 3C ( s) = 4Fe ( s) + 3CO2 ( g) 2 Fe2O3 ( s) + 3C ( s) = 2Fe ( s) + 3CO ( g) 3 Fe2O3 ( s) + 3CO ( g) = 2Fe ( s) + 3CO2 ( g) 4 2FeO ( s) + C ( s) = 2Fe ( s) = Fe ( s) + CO ( g) 6 FeO ( s) + CO ( g) = Fe ( s) + CO2 ( g)
14. 72 5. 19 1. 27 6. 46 41. 0 56. 83 4. 58 0. 06 1. 91 4. 86 1. 12 1. 49 0. 61 0. 32 0. 57
15. 23 0. 86 < 0. 1 7. 02 54. 2 62. 37 11. 29 1. 76 2. 59 2. 26 0. 06 0. 14 0. 16 0. 22 0. 05
Key words: steelmaking dust and mud; recyling; redox
0 前言 目前 ,由于资源的紧张和环境保护的要求日
趋严格 ,人们越来越重视对废弃物的排放处理和 再生利用 。转炉和电炉生产中要产生大量的粉尘 和污泥 。这些炼钢尘泥中含有高含量的铁和一定 含量的锌 ,是值得再生利用的二次资源 。但是 ,炼 钢尘泥含有硫 、铅 、碱金属氧化物和锌等杂质 ,如 果直接将其加入高炉 、转炉或电炉使用 ,会对炼铁 和炼钢生产有害 ,因此必须对其进行处理 。本文 从理论上对炼钢尘泥的处理和再生利用进行了探 讨 ,指出了有效的再生利用方法和途径 。
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多管除尘器、电 粉体为主，随工艺变 除尘器和布袋等。 化较大。
Fe, Ca等， 随工艺变化 较大
烧结尘泥
在烧结原料准备、配料、烧结与成 品处理等过程中，除尘器收集的粉 尘，包括烧结机机头、机尾、成品 整粒和冷却筛分等收集的烟粉尘。
干法：多管除尘 器、电除尘器和 布袋等。
粉体，其细度在 5~40μm之间。
在高炉炼铁过程中随高炉煤气一起 排出，经干式除尘器收集的粉尘。
干法：多管除尘 器或电除尘器等。
呈灰色粉末状，粒度较高 炉瓦斯泥粗，干燥，易流 动，堆放、运输污染严重
TFe以FeO为主, 锌含量较高
高炉炼铁过程中矿槽、筛分、转运、干法：多管除尘 炉顶、出铁场等除尘收集到的粉尘 器或电除尘器等。
/
/
转炉尘泥
原矿
磨矿 80％-0.076mm
弱磁
132.10kA/m 强磁
208.49kA/m
摇床
浮碳粗选 精Ⅰ
精Ⅱ
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碳精矿
尾矿
铁精矿
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2. 从含铁尘泥中回收锌
含铁尘泥中锌回收技术可分为
物理法 湿法化学萃取 火法 联合法
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1）物理法锌回收技术
适用于处理中锌含铁尘泥，一般只作为湿法或火法工艺的 预处理工艺。主要有磁性分离和机械分离两种方法：
65.87.42.53 反浮选 62.49
21.11.26.20 12.34
磁选
19.37.58.24 24.90
40.59.61.00
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55.23
综合精矿
25.59.44.23 25.25
中矿
33.82.25.87 19.52
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综合尾矿
磨矿-磁选-重选-浮选工艺流程
处理高炉瓦斯灰(泥)时可获得全铁含量大于61%、全铁回收率为52.8561.32%的铁精矿以及碳含量大于75%、碳回收率大于88%的碳精矿。
钢铁固废综合利用标准及技术成果交流会
钢铁工业 含铁尘泥综合利用技术现状
卢平
博士、教授
南京师范大学 能源与机械工程学院
luping@ 2011年8月28日31日
主要内容
一、背景和意义
二、含铁尘泥的来源与分类
三、含铁尘泥的处置技术
四、含铁尘泥的回收技术
五、含铁尘泥的利用技术
六、结束语
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典型高炉烟尘物理和化学性质
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3. 含铁尘泥的分类（1）
按全铁（TFe）含量可分为：
低含铁尘泥（TFe < 30%） 中含铁尘泥（TFe = 30~50%） 高含铁尘泥（TFe >50%）
按含铁尘泥中锌（Zn）含量可分为：
低锌含铁尘泥（Zn<1%） 中锌含铁尘泥（1%≤Zn≤8%） 高锌含铁尘泥（Zn >8%）
开展钢铁工业的固体废物回收处理和综合利用：
不仅有利于钢铁工业可持续发展，节约资源； 而且节约土地，防止环境污染。
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固体废物及其分类
定义：在生产建设、日常生活和其他活动中产生 的丧失其原有利用价值或者虽未丧失利用价值但 被抛弃或者放弃的固态、半固态物质。
德国：在社会生产、商品流通和消费等一系列活动中 产生的相对于占有者来说一般不具有原有使用价值而 被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。
TFe含量约 50%
球团尘泥
在球团原料准备、配料、焙烧与成 品处理等过程中，除尘器收集下来 的烟尘、粉尘。
干法：多管除尘 器或电除尘器
同上
TFe含量50% 左右
高炉 瓦斯泥
高炉 瓦斯灰
高炉 除尘灰
在高炉炼铁过程中高炉煤气洗涤污 水排放于沉淀池中经沉淀处理而得 到的固体废物。
湿法：文丘里洗 涤等
呈黑色泥浆状，表面 TFe=25~45 粗糙，有孔隙，粒度 %，锌含量较 <75μm占50%~85%。 高。
低碱含铁尘泥（K2O+Na2O <0.5%） 中碱含铁尘泥（K2O+Na2O =0.5~1%） 高碱含铁尘泥（K2O+Na2O >1%）
按含铁尘泥的物理状态可分为：
干式除尘灰 湿式污泥
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尘泥种类
来源
收集方式
性质
主要成分
含铁尘泥来源及性质一览表 原料准备 尘泥
在原料场、烧结、球团、炼铁、炼 钢和轧钢等工艺的原料准备过程中 产生的尘泥。
含铁尘泥湿式水力旋流脱锌技术具有如下特点：
湿式操作，无粉尘污染； 工艺简单，能源消耗低，占用空间小，投资费用少，运行可靠； 物理分离，无化学反应，无二次污染。
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2）湿法锌回收技术
采用不同的浸出液，将锌从混合物中分离出来， 湿法处理适用于处理中高锌含铁尘泥。
高锌含铁尘泥
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重选-反浮选-磁选工艺流程
采用该工艺可得品位为61.0%的铁精矿，金属回收率达
55%，精矿产率达40%。
原矿试样
21.42.63.48 30.33
重选
100.0，44.8 100.0
γ(％)，β(％) ε(％)
12.71.25.33 7.18
44.70.50.45 50.15
05.08.2020 总体而言，回收的铁精矿品位尚可，但金属回收率较低。 18
2）联合回收工艺
是将两种或两种以上单一回收工艺进行集成，是 钢铁企业常用的含铁尘泥回收工艺。
常用的联合回收工艺有：
弱磁选-强磁选（全磁选）工艺 浮选—重选工艺 粗磨—弱磁—强磁—反浮选工艺 重选—反浮选—磁选工艺 磨矿—磁选—重选—浮选工艺等
含铁尘泥中主要化学成分有全铁（TFe）、CaO、 MgO、SiO2、Al2O3、P2O5、TiO2、MnO、ZnO、 Pb、C、S和碱金属（Na2O + K2O）等。
有用成分：可以在钢铁生产过程中直接回收利用的成 分，如TFe、CaO、MgO、C等；
有害成分：不能在钢铁生产过程中直接回收利用、且 对钢铁生产过程有害的成分，如Zn、Pb、K、Na、S、 P等。
磁性分离：工艺较简单、易行。磁性分离方法用于高炉粉尘时， 要增加浮选除碳工艺，以提高磁性分离的效率。主要缺点是锌的 富集率较低。
机械分离：除工艺简单易行外，对处理后的粗粉可直接用于炼铁， 但该法的操作费用较高，富锌产品的锌含量过低，价值较小。 常用的机械分离方法有弱磁-强磁联合工艺、浮选-重选工艺、 水力旋流脱锌工艺等，
溶出
锌溶液 净化
电解
废电解液
渣
锌
根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可分为
酸浸 碱浸 焙烧Βιβλιοθήκη 碱浸05.08.202024
3）火法锌回收技术
烧结尘泥、球团尘泥、高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、炼 钢尘泥、转炉污泥、电（转）炉除尘灰、冷（热）轧 污泥、轧钢氧化铁鳞、原料场集尘和出铁场集尘等。
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钢铁工业含铁尘泥的来源
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Nippon Steel Kimitsu Works 新日8铁君津
2. 含铁尘泥的化学成分
含铁尘泥的处置方法通常包括两大类： 企业外部处置 企业外部露天堆放与填埋处置 企业外部集中处置 企业内部处置
国外大多数钢铁企业大多基于集中管理和处理的原则，由 环保公司统一处理。
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企业内部处置
企业内部直接回收利用：是将含铁尘泥作为烧结、球团原 料等在企业内部钢铁生产工艺上直接循环利用。
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固体废物标准体系
我国现有的固体废物标准主要包括四大类：
固体废物分类标准
危险废物鉴别标准 国家危险废物名录：对47类废物进行了详细分类
固体废物监测标准
工业固体废物采样制样技术规范
固体废弃物污染控制标准
污染物处置控制标准：城市垃圾产生源分类及垃圾排放 设施控制标准：危险废物储存污染控制标准
转炉炼钢过程中经文丘里洗涤器或 干式静电除尘器收集而得的固体废 物，包括转炉污泥和转炉粉尘。
文丘里洗涤器或 干式静电除尘器
电炉粉尘 电炉炼钢时产生的粉尘
干式静电除尘器 等
轧钢尘泥05.0在含8.2油轧02、钢0 过含酸程中碱的回收尘泥的尘。泥，不包括
干式静电除尘器 等
氧化铁皮 在钢材轧制过程剥落的固体物质。 干湿法收集
含铁尘泥品位差别较大、且含有有害杂质，长期直接 循环利用会造成烧结矿铁品位降低、有害杂质（主要 为锌）含量提高，导致炉衬寿命和高炉利用系数降低。
常用的直接回收利用工艺后面将详细介绍。
企业内部集中回收利用：是将不同的钢铁生产工艺过程中 收集的含铁尘泥进行集中堆放与贮存，经过混匀、配料等 工艺后，作为烧结与球团原料来使用。
为贯彻落实“国务院关于印发节能减排综合性工作方案的 通知”（国发[2007]15号），健全和完善资源节约标准体 系，国家标准化管理委员会会同国家发展和改革委员会等 相关部门编制了“2008-2010年资源节约与综合利用标准 发展规划”。
全国钢标准化委员会组织实施了系列标准的制修订工作。
2010.12:《钢铁工业含铁尘泥回收及利用技术规范》
固体废弃物综合利用标准
矿渣、钢渣、粉煤灰等
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二、含铁尘泥来源和分类
1. 定义：含铁尘泥（Fe-bearing dusts and sludges） 是指钢铁生产过程中对所排烟尘进行干法除尘、 湿法除尘和废水处理后的固体废物，其全铁含量 (TFe)一般在30-70%，主要包括：
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一、背景和意义
“节约资源、保护环境”是我国实现可持续发展战略的重 要保证和手段。