神雾转底炉处理钢铁厂粉尘及有色冶金渣研发及应用实践

强
圆
力
盘
混
造
合
球
机
机
基
烘
础模 试拟
干
验转 还底
箱
原炉 炉
12
基础试验设备介绍—磨选熔分
棒
磁
磨
选
机
管
高
过
温
滤
熔 分
机
炉
13
基础试验设备介绍—制样化验
制
钻
孔
样
取
机
样
机
显
化
微
学
镜
分
分
析
析
实
设
验
备
室
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神雾科研基地转底炉
以神雾转底炉为核心，可 处理高磷鲕状赤铁矿、难 选赤铁矿等低品位难选矿、 钒钛磁铁矿、铬铁矿、锰 铁矿、硼铁矿等复合共伴 生矿、红土镍矿、含锌尘 泥、氧化铁皮、铜渣、镍 渣、硫酸渣等冶金行业粉 尘与固废。
方案 1 2
TFe 81.74 90.11
MFe 68.07 76.60
3
92.22
83.17
金属化球团成分
金属化率（%） 83.27 85.01 90.19
残碳（%） 0.64 0.30 0.44
元素 TFe
MFe
C
CaO MgO
SiO2
Al2O3
S
P
含量 92.22 83.17 0.44 0.93 0.50 0.95 0.44 0.14 0.02
国际第三代燃烧技术: 蓄热式高温空气燃烧技术
炉膛热利用率<55%
炉膛热利用率< 65% 系统热利用率< 93%
炉膛热利用率≥ 86% 系统热利用率≥94%
第三代技术的优势：
能提高各种反应器的热利用率；
能提高各种反应器的反应温度；
能降低燃料的品质和等级；
有利于实现低氧低氮燃烧，同时减少大
钒钛磁铁矿
红土镍矿
高磷矿
低品位赤铁矿
冶金废渣
工业排放37%
技术背景
餐饮油烟15%
火力发电30%
机动车排放18% 京津冀地区雾霾来源构成
钢铁工业产生的烟尘、粉尘、二氧化硫
和氮氧化物排放量占工业排放的45.8%
因此，钢铁工业面临转型发展，发展绿色节能的炼铁工艺迫在眉睫！
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技术背景
针对绿色过程工艺及资源综合利用，国家给予了政策鼓励：
2、神雾转底炉处理钢铁厂粉尘
添加剂
还原剂
粉尘、 铁皮
原料处理 转底炉直接还原
烟气
DRI
高炉或其它
磁选
熔分
换热 除尘 Zn、Pb等
外排
铁粉
铁水
压块
铸块
铁块
铁块
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转底炉直接还原设备形象联系图
2008北京神雾热能技术有限公司
案例1：转底炉处理固废（转炉污泥、铁皮）
原料：铁皮、煤粉、粘结剂 转底炉中试结果
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转底炉还原产品
熔
出
分
料
流
现
程
场
磨
粒
矿
铁
磁
流
选
程
流
程
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神雾蓄热式转底炉直接冶炼工艺研究路线
• 低阶煤炭 • 生物质 • 城市或工业垃圾 • 废旧有机物
蓄热式旋转床 中低温热解
中高阶煤炭
• 低品位贫矿、难选矿 • 复合共伴生矿 • 红土镍矿 • 冶金、有色行业固体
废物
焦炉煤气
焦油
含碳固体
含碳球团
神雾2.4万吨/年转底炉
名称 炉子中心直径
炉膛外径 炉膛内径 炉膛宽度 炉膛高度
数量（mm） 8000 10000 6000 2000 1300
转底炉尺寸表
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神雾科研基地转底炉工序过程
干转燥底机炉
混合机 压球机
给料装置 卸料装置
中试设备介绍
烘干机
自动化智能控制中心
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中试设备介绍
混料机
圆盘造球机
（1）《绿色制造科技发展“十二五”专项规划中》明确指出：明确突破绿色设计、 节能减排工艺、绿色回收资源化与再制造、绿色制造技术标准等关键共性技术”
（2） 十二五规划纲要：冶金行业要……支持非高炉炼铁……鼓励再生资源循环利用 和低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿和废渣资源综合利用。
（3）《钢铁工业“十二五”发展规划》：把转底炉处理含铁粉尘技术、冶金渣综合 利用技术列为“十二五”期间节能技术推广应用重点项目。
对进口铁矿石的过度依赖，导致炼铁成本居高不下，钢企全线亏损，严重影 响钢铁工业原料安全和健康发展。
技术背景
❖ 我国铁矿石资源利用现状
含Fe、Ni、Zn、V、Ti等 元素
铁矿资源的特点：低、贫、细、杂
❖ 传统冶金流程产生大量废渣，利 用率低
冶金粉尘年产量8000万吨，尚无高效利用 方式。 高炉渣利用率70%，钢渣利用率25%。 有色金属冶炼渣利用率低于10%。 冶金工业亟需实现“ 减量化、再利用、再 循环”转变！
磁选后产品质量
产品名称
产率（%）
TFe（%）
MFe（%）
Biblioteka Baidu
回收率（%）
金属铁粉
93.08
94.97
94.60
99.04
尾矿
6.92
12.36
3.74
0.96
DRI
100.00
89.25
88.31
100.00
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案例2：某钢铁厂粉尘还原前后对比
1.原料与还原产品重要元素分析
元素 原料（混合后） 还原产品（DRI)
（4） “十二五”节能减排综合性工作方案：大力推进节能减排，推进资源综合利用。 加强共伴生矿产资源，特别是冶炼废渣的综合利用。
技术背景
炼铁
高炉炼铁 非高炉炼铁
熔融还原 直接还原
一步法 两步法
气基
煤基
Hismelt、Ausmet等 Corex、Finex等 竖炉、流化床等
转底炉、回转窑等
高炉炼铁
铁矿石 焦煤
烧结厂 焦炉
高炉
转炉
连铸 热轧机
占钢铁生产总能耗的70%，污染物排放占整个流程的90% 神雾转底炉直接还原流程
劣质含铁资源 非焦煤
转底炉
电炉熔分 非电熔分
连铸 热轧机
磨矿磁选
铁粉压块
绿色炼铁，省去焦化、烧结高耗能、高排放工序
多种工艺流程选择
7
全球燃烧技术的变革
国际第一代燃烧技术 国际第二代燃烧技术
气雾霾生成。
8
神雾蓄热式高温空气燃烧技术
9
1、神雾科研基地转底炉简介
投资5亿元，占地面积 96亩，拥有17个大型 中试平台及配套设施。 已获批“北京市劣质 铁矿石综合利用工程技 术研究中心”和设立 “博士后科研工作站”
节能与低碳技术联合实验室
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基础实验室简介
基础实验室
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基础试验设备介绍—造球还原
蓄热式转底炉还原
磨矿磁选
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转底炉工艺过程描述
转底炉工艺流程为：原料和添加剂混合制球后，经干燥直接装入转底炉， 随着炉底的旋转，炉料依次经过预热、还原区，约有85﹪以上的铁氧化物 被还原成金属化球团。
转底炉工艺过程描述
转底炉炉体结构示意图
炉顶和炉墙固定不动，炉底带动球团进行还原，炉膛与转动的炉底之间有水 封防止烟气和粉尘逸出
神雾转底炉处理钢铁厂粉尘与 有色冶金渣研发与应用实践
二○一四年十一月六日
主要内容
1 神雾科研基地转底炉简介 2 神雾转底炉处理钢铁厂粉尘 3 神雾转底炉处理有色冶金渣
技术背景
2013年我国粗钢产量达7.79亿吨，占世 界粗钢总产量的48.5%。
2013年我国进口铁矿石达8.2亿吨，铁矿 石对外依存度高达60%。