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。通过各种除尘装置捕集而得到烧结尘泥。机头采用多管除尘器捕集烧结粉尘如图21—1 所示，机尾电除尘器下部粉尘回收流程如图21 一 2 所示。

2 ．高炉尘泥

高炉尘泥是炼铁过程中随高炉煤气带出的，原料、燃料的粉尘和高温区激烈反应产生低沸点的有色金属的蒸气等经除尘器捕集而得到。筛分室返矿仓除尘系统粉尘处理及回收流程见图孔21- 3 。重力除尘器的瓦斯灰粒径较粗，含碳较高，湿式除尘或布袋除尘得到的尘泥粒径较小，不易脱水。部分瓦斯灰中含有较高的锌、铅等有色金属，总含铁量20％—40％。

高炉粉分干、湿两种。干粉尘颗粒用干式除尘器进行捕集，称为高炉瓦斯灰。湿式尘颗粒较细，经煤气洗涤塔及湿式防性之器捕集，一般呈泥浆状，称高沪瓦斯泥。通常情况下干、湿尘泥一般为1：1，但由于工艺及收尘方式不同，其比例也不同。

高炉瓦斯泥主要由磁铁矿、赤铁矿、焦炭、铁酸钙及其他矿物组成，铁矿物以Fe3O4和Fe2O3为主，其他金属矿物多以氧化物形式存在高炉尘泥的化学成分和质量分散度见表21-2 和表21-3 。金属铁含量极少，仅白的金属铁珠镶嵌在渣相之中，呈独立的金属铁几乎没有；磁铁矿部分为独立相的颗粒状，大部分为烧结矿中玻璃质胶结的自形晶磁铁矿；赤铁矿多为原矿细小颗粒，粒径大小不等；焦炭以形状各异的颗粒存在，有粗粒镶嵌、细粒镶嵌、丝状等，各向同性较少见。铁物相分析结果见表21-4 。铁矿物以磁胜铁及赤褐铁矿为主，占

有率为89.55％。高炉尘泥的密度为7.72 一3.89g / cm3，比电阻为（2 . 2 —3 . 40 ）×108Ω?cm 。

铁矿物是高炉瓦斯泥（灰）的主要成分，全铁含量为25%—50%，可直接用于烧结矿，但使用量太少，采用选矿方法回收高炉瓦斯泥（灰）的铁矿物可从根本上解决高炉瓦斯泥（灰）的再资源化问题。表21-5 列出了宝钢瓦斯泥的成分。

3 ．炼钢尘泥

炼钢尘泥包括平炉尘、电炉尘和转炉尘，相对于炼铁尘泥来说．含铁量较高，杂质较少。在铁水加热精炼过程中，由于高温使铁水及一些低熔点金属杂质气化蒸发，钢水沸腾爆裂，溅起大量细微金属液滴进人气相，冷却后而成固体悬浮物，还有散装在炉料中夹带的粉尘也随烟气进入气相，这些悬浮物总和即为炼钢粉尘。

平炉尘是平炉吹氧炼钢生产中烟气净化电除尘收集下来的粉末，其中90%以上的粒径小于10 μm ，呈棕红色或黄棕色粉末状，其主要成分是Fe2O3，含量在90%以上，细度小于30μm，具有黏度大、粒度较细、极干燥、含铁量高、杂质少的特点。

转炉尘是炼钢厂转炉除尘污泥，呈胶体状．很难脱水浓缩，使用压滤机脱水后含水率还很高也很黏，氧化亚铁成分较高，其成分见表21-6 、表2-17 。转炉粉尘的捕集方式有两种：一种是转炉烟尘经活动烟罩—冷却烟道—文丘里饱和洗涤器被捕集；另一种是转炉烟尘经活动烟罩—蒸汽锅炉—转发冷却器—干式静电除尘器被捕集。总铁量在50 ％—60 % , 80 %的细度小于40μm 。

电炉粉尘是电炉炼钢时产生的粉尘，粒度很细，除含铁外．还含有锌、铅、铬等金属，具体化学成分及含量与冶炼钢种有关，一般冶炼碳钢和低合金钢的粉尘含有较多的铅和锌．冶炼不锈钢和特种钢的粉尘含铬、钼、镍等，其捕集途径主要是烟尘捕集器一烟道袋式除尘器，粉尘含铁30%左右，含锌铅10％—20％，细度小于2μm 的占90％以上。

二、尘泥的处理及利用

1 ．尘泥的处理方式

由干式集尘器捕集的粉尘一般采用气力输送和机械输送的方式集中处理，但采用机械输送时为避免产生二沃污染，应将粉尘进行加湿处理，也。J 以将干粉尘水封，使其成为泥浆再输送到预定地点。由湿法除尘器排出的尘泥一般分散处理和集中处理，分散处理是在湿法除尘器整体或下部集水坑设刮板机等，将刮出的污泥就地纳人丁一艺流程或运往他处，集中处理是将全厂含尘污泥纳人集中处理系统，经过沉淀、浓缩、脱水后进人相应的工艺流程或运往他处。

2 ．高炉瓦斯泥的利用

( l ）回收铁精矿不同厂家的高炉瓦斯泥因其矿物组成差异较大，采用的选矿力一法不相同，高炉瓦斯泥含磁性物质较多．一般采用弱磁方法进行分选，如邯钢高炉瓦斯泥全铁含量38.05 % ，经二次磁选后可获产率45.08 ％、全铁含量59. 6 ％的铁精矿，新钢高炉瓦斯泥的磁铁矿含量较少，多以假相赤铁矿的形式存在，粒度极不均匀．则必须采用摇床分选效果较好，对全铁含量30 . 37 ％的原矿通过采用磁选摇床生产工艺流程进行分选，可获得产率30 . 34 % ，全铁含量62 . 10 ％的铁精矿。

( 2 ）碳的回收有的高炉瓦斯泥（灰）的含碳量高达20 ％左右，所含碳多以焦粉形式存在，是可回收的二次资源，如攀钢从高炉瓦斯泥中富集碳，用作炼钢的喷碳小球，很有效果。碳粉表面疏水，密度小，可浮性好，采用浮选方法易与其他矿物分离．如新钢将高炉瓦斯泥磨细后以柴油为捕收剂进行浮选．可将碳含量由20 ％提高到80 % ，宝钢瓦斯泥经一次粗选、三次精选后，碳含量由14.1%。提高到67.6%、可得产率为18.43％的碳精矿。

( 3 ）有色金属的回收有色金属的回收多采用化学方法，在含量较低的情况下，采用选矿方法进行预富集，南昌钢铁厂采用七宝山矿石时，高炉瓦斯泥中的锌含量在29 ％以上．采用