钢铁企业含铁尘泥处理与利用工艺_郭秀键

一 定 温 度 使 得 废 料 中 的 铁 和 锌 的 氧 化 物 被 还 原 ，锌 在
高温下蒸发，再度 与 氧 气 反 应 生 成 氧 化 锌，与 烟 气 一
起 从 还 原 窑 排 出 ，通 过 收 集 装 置 收 集 。 直 接 还 原 得 到
的金属化球团经 冷 却、筛 分，大 颗 粒 的 直 接 还 原 铁 送
物料均质 化 造 粒 过 程 主 要 由 调 节 水 分、均 匀 混 合 、造 粒 及 整 粒 工 艺 组 成 ，以 改 善 烧 结 透 气 性 、保 证 产 品 质 量 稳 定 性 ，降 低 能 耗 ，保 证 烧 结 生 产 稳 定 运 行 。
造粒可与混合同时进行，如采用 EIRICH 高速混 合 机 、滚 筒 混 合 机 ，但 该 方 式 不 易 控 制 产 品 粒 度 ，主 要 用在对原料粒度要求不高的场合。目前多采用圆盘 造球方式，在不加 粘 结 剂 的 条 件 下，在 圆 盘 造 球 机 上 造出 3 ～ 10 mm 的小球，然后 再 加 入 已 经 一 次 混 合 的 烧 结 料 进 行 烧 结 。 采 用 小 球 烧 结 法 ，烧 结 矿 的 燃 料 消 耗 略 有 下 降 ，但 原 料 铁 含 量 也 稍 有 下 降 ，因 此 ，加 入 量
IRON-BEARING DUST AND SLUDGE TREATMENT TECHNOLOGY IN IRON AND STEEL ENTERPRISE
Guo Xiujian1 Shu Xingwu1 Liang Guang1 Liu Yinfeng2 （1. CISDI Engineering Co. ，Ltd，Chongqing 400013，China； 2. The No. 3 Steelmaking Plant of Songshan Co. ，Ltd，SISCO Shaoguan 512000，China）
1 概述 2009 年，我 国 粗 钢 产 量 为 5. 678 × 108 t，占 世 界
产钢总量的 47% ，居 世 界 第 一。 钢 铁 行 业 是 资 源 和 能源密集型行业，生 产 过 程 中 除 消 耗 大 量 资 源、能 源 外 ，还 产 生 大 量 可 循 环 利 用 的 固 废 物 。 固 废 物 综 合 利 用 工 作 是 钢 铁 企 业 实 现 循 环 经 济 的 重 要 组 成 内 容 ，按 照 国 家 发 展 循 环 经 济 的 要 求 ，钢 铁 企 业 在 不 断 提 升 钢 铁主业竞争力的 同 时，应 积 极 推 行 清 洁 生 产，提 高 工 业 固 废 资 源 的 综 合 利 用 水 平 ，促 进 可 持 续 发 展 。 2 钢铁企业固废产生量
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来自百度文库
代之的将是煤基直接还原工艺。
5. 3 直接还原工艺
含铁尘泥可 采 用 直 接 还 原 工 艺，利 用 其 中 的 C，
脱除其中的 Zn，回收 Fe、Ca 等物质。
含 锌 尘 泥 经 过 预 处 理 ，然 后 同 还 原 剂 ——— 煤 粉 混
合、压块后送入还 原 窑，窑 内 炉 料 被 加 热 装 置 加 热 至
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钢铁企业含铁尘泥处理与利用工艺
郭秀键1 舒型武1 梁 广1 刘引锋2
（1. 中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 400013； 2. 广东韶钢松山股份有限公司第三炼钢厂，广东 韶关 512000）
摘要：介绍钢铁企业含铁尘泥的处理、利用工艺及其特点，提出含铁尘泥利用应采取必要的均质化和除杂工艺，并尽 可 能 缩 短 其 处 理 流 程 ，发 挥 含 铁 尘 泥 的 最 大 利 用 价 值 。 关键词：尘泥；均质化；除杂；冷压块；转底炉
目前，含铁尘泥利用 遇 到 的 主 要 问 题 是：1 ） 各 尘 泥成分差距大；2） 部 分 尘 泥 含 有 锌、铅 及 碱 金 属 等 有 害元 素。 因 此，有 效 利 用 含 铁 尘 泥，必 需 有 效 解 决 上 述问题。 3 尘泥均质化造粒工艺
含铁尘泥返烧结利用是目前最主要的利用方式。 将来自钢厂各工序的含铁尘泥（ 包括除杂后可回收 尘泥） 按关键组分 进 行 分 类，单 独 定 量 配 料 后 进 行 均 质化处理、造粒，最 终 得 到 均 质 化 并 整 粒 的 颗 粒 料 产 品 ，运 往 烧 结 厂 循 环 利 用 。
Abstract： The paper introduces iron-bearing dust and sludge treatment technology with its characteristics in iron and steel enterprise，then it points out that necessary homogenization and impurity separation technology should be used， and the treatment process shall be as short as possible，so the value of the iron-bearing dust and sludge can be fully used. Keywords： dust and sludge；homogenization；impurity separation；cold bonded briquette；RHF
图 2 含铁尘泥冷压块工艺流程
5 含铁尘泥除杂工艺 钢厂烧结机头 二、三 电 场 除 尘 灰 含 钾、钠 盐 普 遍
较高； 部 分 钢 厂 因 使 用 含 锌 矿 石，高 炉 瓦 斯 灰 / 泥 含 ZnO 较 高； 部 分 钢 厂 因 使 用 镀 锌 废 钢 导 致 转 炉 OG 泥 / LT 除尘灰、转 炉 二 次 除 尘 灰、电 炉 除 尘 灰 含 ZnO 较高。如果上述有害元素长期循环进入烧结工 序，会 影响烧结透气性，进 而 对 烧 结 矿 质 量 产 生 负 面 影 响； 直 接 影 响 烧 结 电 除 尘 效 果 ，容 易 导 致 烧 结 电 除 尘 不 能 达 标 ；有 害 元 素 锌 进 入 高 炉 ，会 在 高 炉 内 循 环 富 集 ，致 使高 炉 结 瘤，影 响 高 炉 正 常 生 产。 目 前，含 铁 尘 泥 除 杂 采 用 的 工 艺 有 水 洗 除 钾 钠 、水 力 旋 流 脱 锌 以 及 含 铁 尘泥直接还原等。 5. 1 含铁尘泥水洗除钾钠工艺
影响冷压团 块 强 度 的 主 要 因 素 有：原 料 配 比、水 量控 制、粘 结 剂 的 选 择、压 球 机 压 力。 为 避 免 冷 压 团 块 对 钢 水 质 量 产 生 不 利 影 响，宜 优 先 选 用 有 机 粘结剂。
国 内 宝 钢 、武 钢 、太 钢 、首 钢 、本 钢 、邯 钢 、安 钢 、湘 钢等钢铁企业均采用了将转炉除尘尘泥冷压块后作 为转炉造渣料加入转炉循环使用。尘泥冷压团块中 除含 有 大 量 FeO 外，还 含 有 一 定 数 量 的 氧 化 钙 和 氧 化 镁 、氧 化 锰 等 成 分 ，其 特 定 的 形 成 条 件 ，决 定 了 其 化 学 反 应 活 性 必 然 高 于 其 他 炼 钢 辅 助 材 料 ，可 作 转 炉 造 渣剂，同时 可 减 少 石 灰 加 入 量。 一 般 转 炉 需 求 量 为 15 ～ 20 kg / t，提钒转炉需求量更大。
图 1 尘泥混匀造球返烧结工艺
4 含铁尘泥冷压块工艺 将转炉 OG 泥 / LT 除尘 灰、连 铸 或 轧 钢 工 序 产 生
的氧化铁皮 分 别 进 行 干 燥，然 后 与 干 灰 一 起 定 量 配 料 ，选 择 合 适 的 粘 结 剂 ，按 配 比 添 加 后 进 行 混 碾 ，并 控 制物料总含水量保持在 8% 左 右，混 碾 后 的 物 料 进 入 高 压 对 辊 压 球 机 ，得 到 高 强 度 团 块 ，用 作 造 渣 剂 ，循 环 回 用 于 转 炉 炼 钢 ，实 现 尘 泥 短 流 程 高 效 循 环 利 用 。
将 来 自 烧 结 电 除 尘 二 、三 电 场 的 高 含 钾 钠 灰 进 行 水洗，灰中的钾盐 和 钠 盐 溶 于 水 中，与 其 他 不 溶 于 水 的固 体 物 质 分 离 开，溶 于 水 中 的 钾、钠 盐 加 热 （ 可 利 用废 热 ） 蒸 发 提 盐，蒸 发 后 的 水 分 回 收 利 用，提 取 的 钾钠盐用作相关工业的原料。
先进的大型钢铁企业生产过程中产生的固体废 物量每吨钢为 600 kg 左右，该 指 标 与 原 料 种 类、生 产 工 艺 都 有 关 系 ，一 般 钢 铁 企 业 固 废 产 生 量 还 要 高 于 此 数值。
从原料单元到 轧 线，每 个 工 序 都 有 尘 泥 产 生，且 基本为 含 铁 尘 泥，钢 铁 企 业 尘 泥 产 生 量 为 每 吨 钢 100 ～ 130 kg。高 效 回 收 利 用 含 铁 尘 泥 中 的 有 效 元 素，实现所有含铁 尘 泥 资 源 的 循 环 利 用，是 钢 铁 工 业 发 展 循 环 经 济 的 重 要 内 容 。 统 计 数 据 显 示 ，目 前 我 国 钢铁企业尘泥利用率为 98. 66% 。 ［1］
冷压团块用于 转 炉，可 减 少 原 料 的 消 耗，减 少 氧 气 消 耗 ，缩 短 冶 炼 时 间 ，保 护 炉 衬 ，提 高 炉 龄 ，同 时 ，尘 泥中的有用元素 不 需 要 经 过 烧 结、炼 铁 等 工 序，直 接 进入炼钢，实现了 有 用 物 质 的 短 流 程 高 效 循 环 利 用。 研究表明，转炉加 入 尘 泥 球 团 冶 炼，平 均 每 炉 供 氧 时 间节省 11 s，氧 气 消 耗 降 低 1 m3 / t，降 低 氧 化 铁 皮 消 耗 10 kg / t，降低石灰消耗 6 ～ 8 kg / t［2］。
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一般不易超过烧结料的 10% 。 有研究结果表明：烧结料中每配 1% 人造矿料，混
匀矿消耗下降约 2. 2 kg / t，灰石消耗下降 0. 16 kg / t，白 云石消耗下降 0. 3 kg / t［2］。
尘泥混匀造球返烧结工 艺 流 程 示 意 见 图 1，该 工 艺投资省，见效快，但 应 限 制 Zn、Pb、K、Na 等 有 害 元 素的含量。根 据《高 炉 炼 铁 设 计 规 范 》要 求，烧 结 混 合 料 中 配 加 此 类 尘 泥 时 ，应 使 入 高 炉 原 料 的 锌 含 量 小 于 0. 15 kg / t，Na2 O、K2 O 总 量 小 于 1. 5 kg / t，且 越 低越好。
水洗后的含铁尘泥进入尘泥均质化造粒生产线， 回用于烧结工序。 5. 2 水力旋流脱锌工艺
将含锌高的尘泥采用水力旋流方式进行分 离，富 含 锌 的 细 颗 粒 物 质 从 旋 流 器 顶 部 逸 出 ，而 含 锌 较 低 的 粗 颗 粒 物 质 则 从 旋 流 器 的 底 部 流 出 ，从 而 达 到 分 离 锌 的目的。然后分别过滤得到高锌泥和低锌泥两类物 质，高锌尘泥用作 深 度 提 锌 原 料，而 低 锌 尘 泥 则 回 用 于烧结颗 粒 料 生 产 工 序，最 终 回 烧 结 利 用［3］。 本 工 艺对锌的脱除有 一 定 作 用，但 脱 除 效 果 并 不 彻 底，且 随着干法除尘的 推 广，该 工 艺 的 应 用 更 受 限 制，取 而
含铁尘泥冷压块工艺流 程 见 图 2，该 工 艺 适 合 处 理含铁量较高的 尘 泥，直 接 进 转 炉 利 用，缩 短 尘 泥 的 处理流程，也可避免因含锌的 OG 泥 / LT 除尘 灰 等 返 回 烧 结 利 用 而 带 来 的 一 系 列 问 题 ，但 锌 仍 在 炼 钢 系 统 内 富 集 ，因 此 ，对 含 锌 较 高 的 粉 尘 ，并 不 是 最 终 的 有 效 解决方案。