黄柱成--含铁尘泥的综合利用_(1)

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d.按含铁尘泥中固定碳(FC)的含量可分为： 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%) e.按含铁尘泥中的碱金属(K2O+N2O)含量可分为： 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%) f.按含铁尘泥的物理状态可分为： 干式除尘灰 湿式污泥
磁选、重选、反浮选等方 法回收
焦炭比铁轻，并且表面 疏水而亲油，选用合适 的浮选药剂浮选回收
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b.从含铁尘泥中回收锌、铁
弱磁—强磁联合工艺 锌的富集率较低
磁性分离
工艺简单、 易行
优点
缺点
机械分离
缺点
操作费用高，富集后产品 锌含量低，价值较小
磁选—重选工艺、 水力旋流脱锌工艺
热交换器
微波处理钢铁厂高锌含铁尘泥的可行性探讨
钢铁厂高锌含铁尘泥中锌和铁以其氧化物的形式存在，其中铁高达 50%～60%。 Fe3O4和 Fe2O3具有较强的微波吸收能力。因此， 冶金高锌含铁尘泥具有很好的微波 吸收能力，为在微波下处提供了条件。加入碳粉和辅助材料在微波下处理， 类似 于微波加热碳热还原，能够使物料快速升温，促进反应快速进行。美国的 Martin、 日本 Koki Nishioka 等学者曾提出采用微波处理高锌含铁尘泥，研究得出， 高锌含 铁尘泥在 2.45 GHz, 1200～1220 ℃下有较好的脱锌效果。
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图2 新日铁君津厂采用粉尘处理工艺流程
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炼钢法
将含铁尘泥造块返回炼钢工艺，用做炼钢的冷却剂是含铁尘泥利用的又一 途径，国内许多企业已使用这种方法。 由于尘泥块中含有一定的CaO、FeO，用于炼钢工艺种可起到一定的造渣剂、 助熔剂的作用。
实验证明该工艺可行，冶炼效果好，对钢质量无不良影响，改善了半钢炼 钢的化渣条件。造渣块在开吹初期加入炉内能很快熔化，可使成渣时间提前 1~2min，脱S效果可提高10%~15%，1吨钢铁料消耗降低1.22kg。
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定义：采用物理或化学方法回收其中的有用矿物，将其尾矿作为建筑材料 的原料，该方法虽属起步探索阶段，但已取得了可喜的经济效益。
综合回收
意义：对于节能减排、促进经济效益增长方式的转变具有重要意义
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a.从含铁尘泥中回收碳、铁
含铁尘泥中铁、碳常以Fe2O3、Fe3O4和焦炭的形式存在，可使用磁选、重 选、浮选、反浮选等回收 铁的回收 碳的回收
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图1 新日铁君津厂未采用粉尘处理工艺流程
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2000年新日铁君津厂引进美国环形还原炉(RHF) 技术处理高锌含铁粉尘 高锌含铁粉尘 10%煤粉 混合 造球 环形还原炉（RHF） 1300 ℃ 金属化球团 RHF技术生产的金属化球团可达到 脱锌80%～90%，且金属化率为70%～ 80%，加入高炉代替烧结矿，每吨球 团节焦158 kg。按产能为18万吨/年 的还原炉年产 17.5万吨金属球团计 算，考虑高炉节约燃料和焦炭、少 加烧结矿的情况，加上少购入铁矿 石和节约的废物填埋费，每年共创 造效益15亿日元。
装料 还原
烧箱 氧化铁皮 精选
710 ℃
海绵铁
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铁鳞 干燥 磁选
焦炭粉
石灰
来自粗还原 中粉碎 微粉碎 磁选
干燥、粉碎、混合
精还原
粉碎 分级 混合 粉碎 装罐 磁选 窑 车 粗还原 配合 吸出、出罐 粗粉碎 送往精还原
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空气分级
筛分
焦炭粉回收 混合 包装 出厂
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对生态环境的影响
污染大气：粒度细随风飘 散，易自燃生成有害气体 污染水源：尘泥中含有 CN-、S-2、As、Pb、Gd、 六价Cr等有害元素，具有 较大的化学毒性 污染土壤：有害成分渗入 土壤，改变土壤成分，致 使植物中的有害物质含量 超标
对生产环节的影响
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四、含铁尘泥的再利用方向和主要方法
烧结 槽下除尘灰 机头灰 成品除尘灰 机尾除尘灰 重力除尘灰 出铁厂除尘灰 烧结工艺
浓度15%-45%泥浆
高炉
球团
压滤、密封
转炉尘泥 转炉
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转炉污泥Βιβλιοθήκη 瓦斯泥29铁矿粉复合造块工艺是一种全新的造块技术革新，该工艺基于不 同含铁原料制粒与造球、烧结与焙烧性能的差异，首先将原料分类、 分别处理，然后进行联合焙烧，原料适应性强，可处理传统的铁精矿、 难处理复杂矿、各种细粒含铁二次资源等。 复合造块产品具有较好的冶金性能，是一种集高碱度烧结矿和酸 性球团矿优点于一体的优质高炉炉料。采用复合造块工艺的高料层烧 结，可充分、理利用难烧结焙烧的镜铁矿粉和各种含铁粉尘，同时实 现优质、高产和节能的目的。
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。
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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。浸出工艺就是利用氧化锌的这种性质，采用不同的浸取液，将 锌从混合物中分离出来。
中、高锌含铁尘泥 锌溶液
溶出
净化
废电解液
电解
渣
锌
浸出工艺一般用于中锌和高锌尘泥的处理，低锌粉尘必须经过物理法 富集处理后，才能浸出处理。
综合回收 环境污染，且 造成资源和能 源的浪费 彻底消除了其对周围生 态环境的污染，有效地 回收了二次资源与能源
简单易行，但 利用量有限
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烧结法
钢铁厂内直 接循环使用
炼铁法
炼钢法
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优点：投入少、见效快；对瓦斯灰、瓦斯泥等铁品位较低的尘泥也能作为 烧结原料作用。 缺点：混合后的尘泥化学成份波动较大、质量不稳定，尘泥在贮运、加工、 混合过程中占地大，受季节因素影响大(冬季、雨季不能生产)等问题。
我国目前铁鳞深加工常用的方法， 是生产中高档永磁铁氧体原料的主要 方法，该法总体投资较大，操作较复 杂，且要求铁鳞是干的，否则在球磨 前需加烘干设备。
生产铁系颜料 氧化铁黑
干法:铁鳞在高温下通氢还原得到产品。 湿法:用酸液溶解制成铁盐,然后加入纯碱,通水蒸气加热生产Fe3O4 ，经 干燥得成品。
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含铁尘泥的综合利用
黄柱成 中南大学
主要内容 一、背景与意义 二、含铁尘泥的种类及基本特征 三、含铁尘泥的利用现状 四、含铁尘泥的再利用方向和主要方法 五、结束语
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一、背景与意义
1.2014年我国钢铁产量8.23亿吨，占世界49.6%，粉尘 产量为钢产量的8%～15%，即0.66~1.23亿吨。 2.粉尘中含有大量的铁元素，还含有碳、锌、钾和钠等 元素，产量巨大，污染严重。 3.“节约资源、保护环境”是我国国策，利于可持续发 展，保护环境，减少含铁尘泥对大气、土壤、水资源的污 染。
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含锌粉尘
物理分离、浓缩、干 燥等预处理 混合、造球 收集装置
锌蒸汽
还原剂
还原回转窑
＜7mm
＞7mm
高炉
烧结厂
回转窑法流程图
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转底炉工艺流程图
含铁尘泥+辅助添加物 混合、压球 烘干 烟气 冷风 烟囱 转底炉u 烟气 高炉
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定量给料与输送系统
预混输送系统
成形系统
热源
粘结剂
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金属化球团工艺是将含铁尘泥造块后，采用回转窑或转底炉生产金属化 球团（或海绵体），供高炉炼铁或转炉炼钢用。前面已经介绍过，不再赘述。
轧钢铁鳞是在钢材轧制过程中剥落下来的氧化铁皮以及钢材在 酸洗过程中被溶解而成的渣泥的总称。 煤粉
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根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可以分为酸浸法和碱浸法。
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火法处理是在高温条件下用焦炭将氧化锌还原为具有高挥发性的锌进入烟 气，冷凝收尘后，得到锌精矿。主要工艺有熔融还原与直接还原两大类。 Z—star竖炉熔融还 原法 等离子法 熔融还原法 火焰反应炉还原法
美国 日本川崎
瑞典、美国、英国等
Rolemt
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俄罗斯、日本新日铁
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回转窑法 转底炉法 循环流化床法 直接还原法 冷固球团法 微波加热法 转炉红渣法
宝钢自主开发
熔融还原法主要用于处理锌含量大于30%的高粉尘，对于中、低锌粉尘，主要 采用直接还原法，比较常见的是回转窑法和转底炉法。
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生产永磁铁氧体
方法1
过筛 干式磁选
适用于干法生产永磁铁氧 体预烧料厂家，要求铁鳞必须 是干的，且不含油分，微细粒 杂质较少。
方法2 适用于湿法生产永磁铁氧
细磨 过筛 湿式磁选
体的预烧料的厂家，该法除杂 充分，纯度较高，可作为中高 档永磁铁氧铁的原料。
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方法3
过筛 细磨 氧化
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二、含铁尘泥的种类及基本特征
高炉粉尘
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b.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%） c.按尘泥中的锌含量可分为 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%)