钢铁厂含锌粉尘的处理工艺与技术
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2. 单元操作过多，浸出剂消耗较多，成本较高； 3. 设备腐蚀严重，大多数操作条件较恶劣；
4. 对原料比较敏感，使工艺难以优化； 5. 处理过程中引入的硫、氯等易造成新的环境污染； 6. 与钢厂现有技术不配套；效率较低； 7. 与火法比，其能源消耗和设备投资要少一些。
高炉含锌粉尘处理工艺
1
2
3
物理法 处理工艺
带出比例 %
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
烧结矿 球团矿
块矿 达丰焦炭 禹王焦炭 旭阳焦炭
焦丁 喷吹煤粉
80 60 40 20
0
炉渣
重力灰
布袋灰
铁水 出铁厂灰
1.高炉系统中Zn元素：（收入项-支出项）/收入项为：9.81%；
2. 说明取样期间某钢厂高炉锌排出能力较差，富集较为明显。
二、技术发展的必然性
炼钢 空气
富氧
氧气
炼铁 空气
富氧
氧气
氧气高炉需解决的技术关键
关键问题 产生原因 带来的问题
上冷 下热
炉缸煤气量大 幅度减少
1、理论燃烧温 度提高； 2、煤气量大幅 度减少 。 3、 直接还原 度降低
炉料加热不足，严重阻 碍炉身还原，使间接还 原度大幅度下降。
理论燃烧温度过高， Si 及其它元素大量还原蒸 发，最终导致高炉燃料 比猛烈上升、炉况不顺
1、投资 低、运行 简单
2、原料 要求低
1、金属化
率低
住友12万
2、生产不 稳定
吨含铁尘 泥
料
其它热点问题
• 1 低碳冶金
炼铁、烧结、 各工序能耗 焦化工序占到钢铁
工序能耗的65%以
上；而且其能源构 成主要以煤炭为主；
炼铁 45.9%
因此低碳首先要研
究铁前工序的减碳
技术。
焦化 14.7%
转炉 2.3%
2.此外，达丰焦炭、 喷吹煤粉分别带入 10.4%和13.7%的锌。
• 计算结果表明某钢 厂高炉：
• 锌负荷：856g/t铁
企业名称
奥钢联 芬兰Raahe
Salzgittr Sidmar Schwelgern 霍戈文 宝钢2BF 宝钢3BF 酒钢1BF 酒钢2BF
时间
1998 1998 1998 1998 1998 1998 2003 2003 2005 2005
5. 对高炉热分布的影响
• ZnO C Zn CO 237730(J.mol1) （1）
• • Zn CO2 ZnO CO 65190(J .mol 1) （2）
在高温区通过式（1）吸收热量，在低温区通过式（2） 放出热量；
热量就从高温区转移到了低温区，导致渣铁温度降低， 渣的粘度升高，从而不利于高炉顺行和脱硫。
冲 煤气管网 天 炉 工 冷风 艺
炉顶煤气清洁 废水处理
废气 热风
上料系统
★
C-砖生产养护与储存
碳砖储存 砖、胶和添加剂
渣 铁水
到炼钢厂铁水
尘泥硬化与储存 渣钢处理
冲天炉
碳砖、焦炭及添加剂由炉顶布入。 还原反应开始于1000℃，到 1400℃时生成海绵铁 随后渣铁熔融分离后排出炉外
高炉炉尘灰 BOF粉尘 高炉污泥 铁粉 焦粉 粘结剂 水
几种典型的全氧高炉流程
1987年NKK提出的流程
特点：
（1）炉缸和炉身中部设 置两排风口；
（2）炉缸风口吹入常温 氧气并喷吹煤粉，同时 送入未脱除CO2的炉顶 循环煤气；
（3）设置一个燃烧炉， 热气体送入炉身中部风 口。
Top gas 1263Nm3
TGT150℃
Scrubber 1194Nm3
张建良 北京科技大学
2010-4-25
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
高炉生产中锌存在于两个循环：
• 烧结—高炉间的大循环。 • 高炉内部的小循环；
大循环
烧结机 除尘器 含Zn除尘灰
小循环
ZnO
还氧 原化
单质 Zn
高炉
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
200kg/批 压制周期20~30秒
冲天炉成型碳砖的存放
冲天炉出铁
冲天炉工艺参数
高锌含铁 干燥
钢渣处理尘泥 滚筒法钢渣粒化
配料混合
磁选分
对辊压
粒铁
钢
烘干
电炉或转炉
宝钢BSR法工艺流程图
铺路材
1. 将高锌含铁粉尘制成含碳团块，并预先铺在钢渣 罐中；
2. 出渣过程中兑入1600℃以上的高温红渣与其混合， 利用高温红渣显热加热团块；
3. 在运输过程中团块被加热到1300℃以上，并保持 20-30分钟，夹杂在渣中的铁用磁选方式分离；
4. 团块中氧化锌被还原、挥发，被除尘设备回收。
回转窑工艺
回转窑工艺
名称
工艺特点
优点
缺点
主要业绩
原料配比混合—干
回 转 窑
燥—入窑还原—冷 却窑—直接还原铁
1、褐煤粉作为还原 剂
2、焦炉煤气作为燃
锌负荷（g/t 铁） 75 64
192 139 100 140 130 40 1795 1455
80 某钢厂高炉系统支出项
60 40 20
锌主要通过布袋 灰排出高炉，占 总排出量的62.9%， 其次为炉渣， 21.7%
带出比例 %
0
炉渣
重力灰
布袋灰
铁水
出铁厂灰
高炉系统收入项
高炉系统支出项
带入比例 %
• 氧气高炉的研究开发历史
• 氧气高炉的概念及最早的氧气高炉流程在1970年由德 国Wenzel和Gudenau等人提出，并进行了半工业试验， 试验以失败而告终！
日本NKK，欧盟，营口 –由于采用纯氧鼓风后带来的炉内煤气量过少，造成 炉身炉料加热不足——“上凉” –由于理论燃烧温度提高、煤气量减少及直接还原度 的降低，导致炉缸温度过高——“下热”
853Nm3
296Nm3
Preheating gas 296Nm3 Temp. 1000℃
Combustion furnace
Bosh gas 337 Nm3
TFT2600℃ Slag 335kg Hot metal 1000kg
25Nm3
Recycle top gas 45Nm3
Oxygen
382Nm3
带入比例/%
80
75.30 某钢厂烧结系统收入项
70
60
50
40
30
20 13.70
10 0.06 0.60 4.60 3.10
0
4.70 4.30
4.20
0.30
0.10 1.10 0.60 0.70 0.40
白云石 石灰石 白灰 焦粉 布袋灰外矿返粉 高返 精粉 铁皮高品澳粉低品澳粉 钢渣自熔铁矿 巴粗重力灰
冲天炉工艺
名称
工艺特点
优点
缺点
冲
1、原料配比—压碳砖块、废渣 钢—入炉冶炼—铁水
1、金属收得率 高；
1、设备运行周期
天
2、以焦粉、煤粉作为碳砖自还 原剂
2、铁水可直接 用于大生产工 序；
短； 2、维修工作量大
炉
3、处理含铁物
3、需要大量的氧气、空气
料范围广
德国某企业冲天炉混合工序
冲天炉碳砖压制工序
3. 对铁矿石和焦炭性能的影响
渗入铁矿石和焦炭的孔隙中锌蒸汽沉积氧化成氧化 锌后，一方面由于体积的膨胀，会增加铁矿石和焦 炭的应力，破坏铁矿石和焦炭的热态强度；另一方 面，堵塞铁矿石和焦炭的孔隙，恶化高炉料柱的透 气性，给高炉冶炼带来不利的影响。
反应性指数，%
50 45 40 35 30 25 20
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
1. 对高炉长寿的影响
炉内富集的锌蒸汽可渗入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合 物而软化炉衬，使炉衬的侵蚀速度加快。
Zn（气）→ Zn(固） （熔点为419℃，沸点为907℃） 2. 对稳产高产的影响
当锌的富集加剧，高炉内粘结也严重。最严重时结厚可至炉
身中上部，悬料频繁，对产量影响较大。
Coal
300kg
Oxygen 307Nm3
图 2.6 NKK氧气高炉流程
• 1986年NKK公司在3.9 m3试验高炉上进 行了两次试验，每次一个半月。试验 结果：
–煤比可以提高到320Kg； –焦比大大降低； –利用系数达到5.1t/m3•d； –铁水硅含量明显下降；
第一次试验证明了氧气高炉在技
转底炉工艺、冲天炉工艺、宝钢BSR法、回转窑 工艺、循环流化床工艺、火焰反应炉工艺、等 离子炉工艺、快速还原法、含锌粉尘用于铁水 三脱、含锌粉尘用于转炉化渣剂、含锌粉尘用 于电炉泡沫渣等。
转底炉工艺
转底炉内部结构
转 底 炉 剖 面 图
含碳球团还原模型
转 底 炉 内
含 碳 球 团
还 原 过 程
电炉 21.1%
烧结 6.6%
轧钢 9.5%
低碳炼铁技术方向
1 提高炉身的间接还原
•炉料-提高还原性 •煤气-改善煤气质量（CO，H2)，富氧、喷吹富氢燃料
2 降低热量消耗
•提高品位，减少渣量 •低硅冶炼
含金属化铁的新型高炉原料
含金属铁的高 反应性焦炭
部分还原烧结 矿（PRA）
催化剂提高 反应性
金属化高炉原料的效果
焦炭
传统炉料结构
烧结矿
2 氧气高炉炼铁新技术
• 氧气高炉炼铁工艺是用全氧鼓风操作取代传统的预热空气 鼓风操作的高炉炼铁工艺。 • 氧气高炉 • 全氧高炉 • Nitrogen Free Blast Furnace
• 开发氧气高炉的目的 –最大程度增加喷煤量、减少焦炭的用量(7煤3焦）； –提高生产效率； –提高高炉煤气的品质，可用于化工或发电等。
烧结过程中的锌 主要是由布袋灰 带入的，其次是 重力灰，两者带 入总量达0.783 ㎏/t烧结矿，占 烧结过程中带入 锌总量的89.00%；
带入比例 %
90
某钢厂高炉系统收入项
80
70
60
50
40
30
20
10
0
烧结矿 球团矿
块矿 达丰焦炭 禹王焦炭 旭阳焦炭
焦丁 喷吹煤粉
1.高炉中Zn元素均主 要来源于烧结矿，其 中带入的Zn占总量的 67.5%；
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
高炉含锌粉尘处理工艺
1
2
3
物理法 处理工艺
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
含锌粉尘中的锌主要富集在磁性较弱，粒度较 小的粒子中，且含锌化合物颗粒与含铁颗粒在 密度和表面性质上有所差异。
物理法处理工艺主要有磁选法，重选法，浮选 法，水力旋流分级法以及这几种方法不同组合 工艺。
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
• 高炉中锌的分配主要通过对高炉锌平衡的研究 来实现，但仅仅研究高炉本体锌元素的平衡还 不能全面的说明问题。
• 近年来国内多家钢厂研究了高炉的锌平衡，从 研究的结果来看，进入高炉中的大都主要由烧 结矿带入，排出高炉的锌大都由二次除尘灰带 出（布袋灰或瓦斯泥）
0
ZnO ZnSO
4
1
2
3
4
5
锌化合物含量,%
随着添加含锌 化合物含量的 增加，焦炭反 应性随之增加
4. 对高炉操作的影响
炉喉及炉身上部砖衬上的锌瘤破坏炉料的下降和煤 气流的上升，破坏炉料和煤气的正常分布，导致炉 况失常； 锌瘤滑落时又会引起风口灌渣和烧坏； 上升管和下降管的锌瘤会堵塞煤气通道，导致炉顶 压力异常。
高炉含锌粉尘处理工艺
1
2
3
物理法 处理工艺
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
• 湿法工艺：一般用于中锌和高锌粉尘的处理， 对于低锌粉尘，则要经富集后，再采用湿法处 理；
• 原理：ZnO是两性氧化物，可溶于酸、氢氧化钠 等溶液中,故可采用不同的浸取液，将锌从混合 物中分离出来。
• 湿法工艺特点：
1. 锌铅的浸出率较低，浸渣难以作为原料在钢铁厂循环 利用，也满足不了环保法提出的堆放要求；
粉尘
焦粉
粘结剂
转底炉处理含锌粉尘工艺流程
废气排放
备料 造粒
干燥空气 燃烧空气
烟气净化
风机
混料
压球 产品
干燥 造DRI
直接还原铁冷却装置
压球机 直接还原铁
直接还原铁炉
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热DRI
液态
铸铁机 固态
热交换器 炉气
转底炉
烟囱 除尘灰
燃烧
燃烧炉：空气 煤粉
烟道气
转底炉工艺
名 称
工艺特点
优点
缺点
主要业绩
转 底 炉
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
• 钢铁厂粉尘中锌的化合物在高温还原时均为吸 热反应，温度越高，越有利于还原；
• 温度升高后，锌、铅挥发的动力条件比较好； • 高温下，无论锌、铅以何种物相存在，其还原
条件都易于满足；
• 因此火法工艺还原率比较稳定，易于实现工艺 的优化，生产效率比较高。
• 火法类处理钢铁厂含锌粉尘的工艺主要有以下 几种：
原料配比—造球—入
炉冶炼—直接还原铁 1、以焦粉、无烟煤作 为造球内还原剂 2、天然气或焦炉煤气 作为转底炉的主要燃
料
1、金属 收得率高 2、还原 铁运输、
堆存方便
3、原料配比要求严格
1、不能处 理铁鳞、渣 铁 2、工厂固 定投资高， 占地面积大
新日铁15、 19、30万 吨
浦项20万 吨
马钢20万 吨
北科大秦民生教授提 出的流程（1985年）
特点：
（1）炉缸和炉身下 部设两排风口；
（2）炉缸风口鼓入 常温氧气并大量喷吹 煤粉。同时送入一定 量的炉顶煤气。
（3）上排风口喷入 脱除CO2的加热煤气。
4. 对原料比较敏感，使工艺难以优化； 5. 处理过程中引入的硫、氯等易造成新的环境污染； 6. 与钢厂现有技术不配套；效率较低； 7. 与火法比，其能源消耗和设备投资要少一些。
高炉含锌粉尘处理工艺
1
2
3
物理法 处理工艺
带出比例 %
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
烧结矿 球团矿
块矿 达丰焦炭 禹王焦炭 旭阳焦炭
焦丁 喷吹煤粉
80 60 40 20
0
炉渣
重力灰
布袋灰
铁水 出铁厂灰
1.高炉系统中Zn元素：（收入项-支出项）/收入项为：9.81%；
2. 说明取样期间某钢厂高炉锌排出能力较差，富集较为明显。
二、技术发展的必然性
炼钢 空气
富氧
氧气
炼铁 空气
富氧
氧气
氧气高炉需解决的技术关键
关键问题 产生原因 带来的问题
上冷 下热
炉缸煤气量大 幅度减少
1、理论燃烧温 度提高； 2、煤气量大幅 度减少 。 3、 直接还原 度降低
炉料加热不足，严重阻 碍炉身还原，使间接还 原度大幅度下降。
理论燃烧温度过高， Si 及其它元素大量还原蒸 发，最终导致高炉燃料 比猛烈上升、炉况不顺
1、投资 低、运行 简单
2、原料 要求低
1、金属化
率低
住友12万
2、生产不 稳定
吨含铁尘 泥
料
其它热点问题
• 1 低碳冶金
炼铁、烧结、 各工序能耗 焦化工序占到钢铁
工序能耗的65%以
上；而且其能源构 成主要以煤炭为主；
炼铁 45.9%
因此低碳首先要研
究铁前工序的减碳
技术。
焦化 14.7%
转炉 2.3%
2.此外，达丰焦炭、 喷吹煤粉分别带入 10.4%和13.7%的锌。
• 计算结果表明某钢 厂高炉：
• 锌负荷：856g/t铁
企业名称
奥钢联 芬兰Raahe
Salzgittr Sidmar Schwelgern 霍戈文 宝钢2BF 宝钢3BF 酒钢1BF 酒钢2BF
时间
1998 1998 1998 1998 1998 1998 2003 2003 2005 2005
5. 对高炉热分布的影响
• ZnO C Zn CO 237730(J.mol1) （1）
• • Zn CO2 ZnO CO 65190(J .mol 1) （2）
在高温区通过式（1）吸收热量，在低温区通过式（2） 放出热量；
热量就从高温区转移到了低温区，导致渣铁温度降低， 渣的粘度升高，从而不利于高炉顺行和脱硫。
冲 煤气管网 天 炉 工 冷风 艺
炉顶煤气清洁 废水处理
废气 热风
上料系统
★
C-砖生产养护与储存
碳砖储存 砖、胶和添加剂
渣 铁水
到炼钢厂铁水
尘泥硬化与储存 渣钢处理
冲天炉
碳砖、焦炭及添加剂由炉顶布入。 还原反应开始于1000℃，到 1400℃时生成海绵铁 随后渣铁熔融分离后排出炉外
高炉炉尘灰 BOF粉尘 高炉污泥 铁粉 焦粉 粘结剂 水
几种典型的全氧高炉流程
1987年NKK提出的流程
特点：
（1）炉缸和炉身中部设 置两排风口；
（2）炉缸风口吹入常温 氧气并喷吹煤粉，同时 送入未脱除CO2的炉顶 循环煤气；
（3）设置一个燃烧炉， 热气体送入炉身中部风 口。
Top gas 1263Nm3
TGT150℃
Scrubber 1194Nm3
张建良 北京科技大学
2010-4-25
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
高炉生产中锌存在于两个循环：
• 烧结—高炉间的大循环。 • 高炉内部的小循环；
大循环
烧结机 除尘器 含Zn除尘灰
小循环
ZnO
还氧 原化
单质 Zn
高炉
1
锌在高炉中的行为
2
锌对高炉冶炼过程的影响
200kg/批 压制周期20~30秒
冲天炉成型碳砖的存放
冲天炉出铁
冲天炉工艺参数
高锌含铁 干燥
钢渣处理尘泥 滚筒法钢渣粒化
配料混合
磁选分
对辊压
粒铁
钢
烘干
电炉或转炉
宝钢BSR法工艺流程图
铺路材
1. 将高锌含铁粉尘制成含碳团块，并预先铺在钢渣 罐中；
2. 出渣过程中兑入1600℃以上的高温红渣与其混合， 利用高温红渣显热加热团块；
3. 在运输过程中团块被加热到1300℃以上，并保持 20-30分钟，夹杂在渣中的铁用磁选方式分离；
4. 团块中氧化锌被还原、挥发，被除尘设备回收。
回转窑工艺
回转窑工艺
名称
工艺特点
优点
缺点
主要业绩
原料配比混合—干
回 转 窑
燥—入窑还原—冷 却窑—直接还原铁
1、褐煤粉作为还原 剂
2、焦炉煤气作为燃
锌负荷（g/t 铁） 75 64
192 139 100 140 130 40 1795 1455
80 某钢厂高炉系统支出项
60 40 20
锌主要通过布袋 灰排出高炉，占 总排出量的62.9%， 其次为炉渣， 21.7%
带出比例 %
0
炉渣
重力灰
布袋灰
铁水
出铁厂灰
高炉系统收入项
高炉系统支出项
带入比例 %
• 氧气高炉的研究开发历史
• 氧气高炉的概念及最早的氧气高炉流程在1970年由德 国Wenzel和Gudenau等人提出，并进行了半工业试验， 试验以失败而告终！
日本NKK，欧盟，营口 –由于采用纯氧鼓风后带来的炉内煤气量过少，造成 炉身炉料加热不足——“上凉” –由于理论燃烧温度提高、煤气量减少及直接还原度 的降低，导致炉缸温度过高——“下热”
853Nm3
296Nm3
Preheating gas 296Nm3 Temp. 1000℃
Combustion furnace
Bosh gas 337 Nm3
TFT2600℃ Slag 335kg Hot metal 1000kg
25Nm3
Recycle top gas 45Nm3
Oxygen
382Nm3
带入比例/%
80
75.30 某钢厂烧结系统收入项
70
60
50
40
30
20 13.70
10 0.06 0.60 4.60 3.10
0
4.70 4.30
4.20
0.30
0.10 1.10 0.60 0.70 0.40
白云石 石灰石 白灰 焦粉 布袋灰外矿返粉 高返 精粉 铁皮高品澳粉低品澳粉 钢渣自熔铁矿 巴粗重力灰
冲天炉工艺
名称
工艺特点
优点
缺点
冲
1、原料配比—压碳砖块、废渣 钢—入炉冶炼—铁水
1、金属收得率 高；
1、设备运行周期
天
2、以焦粉、煤粉作为碳砖自还 原剂
2、铁水可直接 用于大生产工 序；
短； 2、维修工作量大
炉
3、处理含铁物
3、需要大量的氧气、空气
料范围广
德国某企业冲天炉混合工序
冲天炉碳砖压制工序
3. 对铁矿石和焦炭性能的影响
渗入铁矿石和焦炭的孔隙中锌蒸汽沉积氧化成氧化 锌后，一方面由于体积的膨胀，会增加铁矿石和焦 炭的应力，破坏铁矿石和焦炭的热态强度；另一方 面，堵塞铁矿石和焦炭的孔隙，恶化高炉料柱的透 气性，给高炉冶炼带来不利的影响。
反应性指数，%
50 45 40 35 30 25 20
3
高炉中锌的分布
4
高炉含锌粉尘处理工艺概况
1. 对高炉长寿的影响
炉内富集的锌蒸汽可渗入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合 物而软化炉衬，使炉衬的侵蚀速度加快。
Zn（气）→ Zn(固） （熔点为419℃，沸点为907℃） 2. 对稳产高产的影响
当锌的富集加剧，高炉内粘结也严重。最严重时结厚可至炉
身中上部，悬料频繁，对产量影响较大。
Coal
300kg
Oxygen 307Nm3
图 2.6 NKK氧气高炉流程
• 1986年NKK公司在3.9 m3试验高炉上进 行了两次试验，每次一个半月。试验 结果：
–煤比可以提高到320Kg； –焦比大大降低； –利用系数达到5.1t/m3•d； –铁水硅含量明显下降；
第一次试验证明了氧气高炉在技
转底炉工艺、冲天炉工艺、宝钢BSR法、回转窑 工艺、循环流化床工艺、火焰反应炉工艺、等 离子炉工艺、快速还原法、含锌粉尘用于铁水 三脱、含锌粉尘用于转炉化渣剂、含锌粉尘用 于电炉泡沫渣等。
转底炉工艺
转底炉内部结构
转 底 炉 剖 面 图
含碳球团还原模型
转 底 炉 内
含 碳 球 团
还 原 过 程
电炉 21.1%
烧结 6.6%
轧钢 9.5%
低碳炼铁技术方向
1 提高炉身的间接还原
•炉料-提高还原性 •煤气-改善煤气质量（CO，H2)，富氧、喷吹富氢燃料
2 降低热量消耗
•提高品位，减少渣量 •低硅冶炼
含金属化铁的新型高炉原料
含金属铁的高 反应性焦炭
部分还原烧结 矿（PRA）
催化剂提高 反应性
金属化高炉原料的效果
焦炭
传统炉料结构
烧结矿
2 氧气高炉炼铁新技术
• 氧气高炉炼铁工艺是用全氧鼓风操作取代传统的预热空气 鼓风操作的高炉炼铁工艺。 • 氧气高炉 • 全氧高炉 • Nitrogen Free Blast Furnace
• 开发氧气高炉的目的 –最大程度增加喷煤量、减少焦炭的用量(7煤3焦）； –提高生产效率； –提高高炉煤气的品质，可用于化工或发电等。
烧结过程中的锌 主要是由布袋灰 带入的，其次是 重力灰，两者带 入总量达0.783 ㎏/t烧结矿，占 烧结过程中带入 锌总量的89.00%；
带入比例 %
90
某钢厂高炉系统收入项
80
70
60
50
40
30
20
10
0
烧结矿 球团矿
块矿 达丰焦炭 禹王焦炭 旭阳焦炭
焦丁 喷吹煤粉
1.高炉中Zn元素均主 要来源于烧结矿，其 中带入的Zn占总量的 67.5%；
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锌在高炉中的行为
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锌对高炉冶炼过程的影响
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高炉中锌的分布
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高炉含锌粉尘处理工艺概况
高炉含锌粉尘处理工艺
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物理法 处理工艺
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
含锌粉尘中的锌主要富集在磁性较弱，粒度较 小的粒子中，且含锌化合物颗粒与含铁颗粒在 密度和表面性质上有所差异。
物理法处理工艺主要有磁选法，重选法，浮选 法，水力旋流分级法以及这几种方法不同组合 工艺。
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锌在高炉中的行为
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锌对高炉冶炼过程的影响
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高炉中锌的分布
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高炉含锌粉尘处理工艺概况
• 高炉中锌的分配主要通过对高炉锌平衡的研究 来实现，但仅仅研究高炉本体锌元素的平衡还 不能全面的说明问题。
• 近年来国内多家钢厂研究了高炉的锌平衡，从 研究的结果来看，进入高炉中的大都主要由烧 结矿带入，排出高炉的锌大都由二次除尘灰带 出（布袋灰或瓦斯泥）
0
ZnO ZnSO
4
1
2
3
4
5
锌化合物含量,%
随着添加含锌 化合物含量的 增加，焦炭反 应性随之增加
4. 对高炉操作的影响
炉喉及炉身上部砖衬上的锌瘤破坏炉料的下降和煤 气流的上升，破坏炉料和煤气的正常分布，导致炉 况失常； 锌瘤滑落时又会引起风口灌渣和烧坏； 上升管和下降管的锌瘤会堵塞煤气通道，导致炉顶 压力异常。
高炉含锌粉尘处理工艺
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物理法 处理工艺
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
• 湿法工艺：一般用于中锌和高锌粉尘的处理， 对于低锌粉尘，则要经富集后，再采用湿法处 理；
• 原理：ZnO是两性氧化物，可溶于酸、氢氧化钠 等溶液中,故可采用不同的浸取液，将锌从混合 物中分离出来。
• 湿法工艺特点：
1. 锌铅的浸出率较低，浸渣难以作为原料在钢铁厂循环 利用，也满足不了环保法提出的堆放要求；
粉尘
焦粉
粘结剂
转底炉处理含锌粉尘工艺流程
废气排放
备料 造粒
干燥空气 燃烧空气
烟气净化
风机
混料
压球 产品
干燥 造DRI
直接还原铁冷却装置
压球机 直接还原铁
直接还原铁炉
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热DRI
液态
铸铁机 固态
热交换器 炉气
转底炉
烟囱 除尘灰
燃烧
燃烧炉：空气 煤粉
烟道气
转底炉工艺
名 称
工艺特点
优点
缺点
主要业绩
转 底 炉
湿法 处理工艺
火法 处理工艺
• 钢铁厂粉尘中锌的化合物在高温还原时均为吸 热反应，温度越高，越有利于还原；
• 温度升高后，锌、铅挥发的动力条件比较好； • 高温下，无论锌、铅以何种物相存在，其还原
条件都易于满足；
• 因此火法工艺还原率比较稳定，易于实现工艺 的优化，生产效率比较高。
• 火法类处理钢铁厂含锌粉尘的工艺主要有以下 几种：
原料配比—造球—入
炉冶炼—直接还原铁 1、以焦粉、无烟煤作 为造球内还原剂 2、天然气或焦炉煤气 作为转底炉的主要燃
料
1、金属 收得率高 2、还原 铁运输、
堆存方便
3、原料配比要求严格
1、不能处 理铁鳞、渣 铁 2、工厂固 定投资高， 占地面积大
新日铁15、 19、30万 吨
浦项20万 吨
马钢20万 吨
北科大秦民生教授提 出的流程（1985年）
特点：
（1）炉缸和炉身下 部设两排风口；
（2）炉缸风口鼓入 常温氧气并大量喷吹 煤粉。同时送入一定 量的炉顶煤气。
（3）上排风口喷入 脱除CO2的加热煤气。