开辟除尘灰利用和环保新途径

1前言

如何更好地回收利用除尘资源，谋求环境效益、社会效益、经济效益的最佳化，这是烧结矿生产企业普遍面对的问题。首钢矿业公司烧结厂与中国冶金矿业总公司金发工贸公司、科技大学密切合作，经过深入地调查研究，自行设计了一套除尘灰制粒设备和工艺，加入JF-AB制粒专用添加剂，专门对回收的除尘灰进行提前造球，有效地解决了除尘灰不容易造球，直接参加烧结配料引起“二次扬尘”恶性循环的问题。该技术不改变原有的烧结矿生产工艺，为老厂和新建厂提供了一条科学处理烧结除尘灰的崭新途径。

2项目提出的背景

首钢矿业公司烧结厂，共有6台烧结机，烧结总而积为594m2o 设计利用系数1.30t/m2?h,作用率90.4%,年产量611.58万t。在烧结生产中，由于熔燃料的破碎、烧结的抽风、成品的筛分和运转产生了大量的粉尘，占烧结矿产量的2.0%~2.5%。当初首钢矿业烧结厂采用11台水膜除尘器进行除尘，由于生产使用的铁料精粉率在90%以上，并且烧结矿碱度高达1.75,粉尘吸水后粘在除尘筒壁上，日积月累，严重影响除尘效果。特别是到了冬季，水膜结冰，将主筒壁和文氏管堵死，除尘器如同虚设，作业现场烟尘弥漫，粉尘浓度严重超标。为此，首钢矿业公司烧结厂对除尘系统进行了改造：在配料、成品仓和料场等4个系统分别配置了2000~7000m2的大布袋除尘设施。在环境条件最差的成品一、二筛分系统设置了69个吸尘点，分别安装了40n?和140n?静电除尘设备。在主场烧结区域，首先利用一个大布袋除尘器的旧箱体，改装成48n?静电除尘，接着

又加装了130n?静电除尘设施。白灰车间也通过技术改造，使一直未能投入运行的静电除尘器重新发挥作用，且将除尘容量由15n?扩大到30n?。先进的技术设备发挥了巨大威力，除尘效率达99.94%,平均每立方米空气中的粉尘含量下降了86.5%,每天回收的除尘灰为300-4001 o

烧结除尘灰分为两种。一种是烟道灰，主要是烧结抽风产生的。第二种是扬尘，主要是在熔燃料的破碎、成品的筛分输送过程产生的。混合除尘灰的化学成分与烧结矿的化学成分相近。因此，对回收的除尘灰合理利用，具有很高的经济价值（除尘灰的化学组成见表l）o

表除尘灰化学成分

经过对6个点位除尘灰粒度的测定（表2）,除尘灰粒度均比较细,

含水量4%~7%除尘灰的粒度组成见表2）o

叹心衣G °

衣2除尘灰粒度组成料种4- 808()~ 120124 160160~ 200200

混合1-6 3. 2 1. 2 3.296 8

1400- 8 2.40. 4 4.092-4

400.40. 40. 0 1.697.6

481-2 2.00. 4 5.690.8

主厂0.4 2.00. 8 3.693-2

成品 1.2 2.40. 4 6.090.0

原料黑0- 8 2.00. 4 6.090.8

原料白6-05?60. 4 6.082-0首钢矿业公司烧结厂除尘灰利用的原始办法，是将除尘灰直接投入烧结配料室参加配料。可是，由于94.2%的除尘灰粒度小于-200网g (-0.074mm),且经过了高温烧结过程，表而疏水性强，很难制粒，进入混合机后很难与其他原料混合均匀，不但使“小球团烧结工艺” 不能充分发挥作用，而且对环境产生了很大的负效应:烧结矿产生“花脸”、夹生；除尘灰引起“二次扬尘”影响职工的作业环境；除尘器由于循环复合量的作用，效率降低，除尘质量恶化；生产过程固体燃料消耗增加，电耗、重油消耗上升。

如何科学有效地利用除尘灰资源，成为制约企业乃至行业发展的重要问题。

3除尘灰回收利用新途径的探索

1997年，首钢矿业公司烧结厂在应用小球团烧结技术后，烧结生产迈上了一个新台阶。生产实践证明，实施小球烧结技术是烧结生产向高效发展的必由之路。因此，首钢矿业公司烧结厂把继续深入实

施小球团烧结技术最终实现球团化烧结，作为发展方向。经过深入细致的调查研究，于1998年初，提出了在除尘灰中配加金发工贸公司生产的JF-AB添加剂进行专门造球，然后进入主流程的研究课题。

3.1 JF-AB添加剂的粒度与成分

JF-AB添加剂的理化分析表明，其粒度组成与除尘灰的粒度组成相近，且-200网目(-0.074mm)的占95%以上，比除尘灰的粒度还要细。其化学成分以CaO、SiO2、Fe2O3、A12O为主，也与除尘灰所含的主要金属氧化物相近(添加剂化学成分见表3)

3.2试验室试验

首钢矿业公司烧结厂与科技大学密切合作，在科技大学进行了除尘灰配加JF-AB添加剂制粒造球试验室试验，给岀的结论是：

(1)烧结粉尘配加JF添加剂易于造球，生球性能好，烧结粉造球后配入混合料中有利于环境保护；

(2)烧结粉尘配加JF添加剂造球后加入混合进行烧结，烧结指标得到改善，可提高利用系数3.11%~7.33%,按年产600万t烧结矿计算,每年可增产18.33^43.98万t；

(3)烧结粉尘配加JF添加剂造球后烧结，烧结矿的强度和还原性得到改善。

3.3半工业试验

在科技大学进行试验室试验的基础上，为了获得更可靠的依据，首钢矿业公司烧结厂和中国矿业总公司金发工贸公司，又联合委托省迁安市地矿局球团厂进行了除尘灰配加JF-AB添加剂制粒造球半工业试验，结论是：

⑴除尘类配加JF添加剂可以造成3~8mm的小球，成球率达85% 以上；

(2)合适的造球时间和生球水分，可使小球的落下次数达5次以上，满足烧结生产的需要。

3.4工业试验

根据试验室试验和半工业试验的结果，首钢矿业公司烧结厂自行设计、建造了一套除尘灰造球系统。经过3个月的工艺调整和岗位集中培训，整个系统达到了工业试验的条件。随后正式进行了工业试验。

3?4?1除尘灰制粒系统工艺流程

除尘灰制粒工艺流程为，配料室二系列除尘灰经电子称计量后，按比例配加JF添加剂，经皮带运往小混合机进行混匀加水，然后进入造球盘制粒，除尘灰

经制粒后由皮带运输回配料室。除尘灰经过制粒改变了物态，生产方式由除尘灰直接配料改为制粒后配料。主要工艺流程如图lo

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3.4.2制粒设备及工艺特点

对除尘灰进行制粒后，返回主流程参与配料。考虑到除尘灰量大, 且宜集中处理，本着投资少的原则。首钢矿业公司烧结厂在配料室西侧安装了造球盘，对各个点位的除尘灰进行集中处理。制粒的主体设备有以下特点：

(1)除尘灰下料量采用变频调速，对下料仓采用高闸门，进行自动震仓(每30s震3s),保证下料的连续性；

(2)添加剂下料采用电振给料，电振电流调节下料量；

(3)混合机衬为不粘板，有高效雾化水喷头。倾角为2.5。，筒体规格为1.2m X 2.5m；

(4)造球盘直径为3.5m,倾角为50°(可调)；

(5)为强化除尘灰的润湿，小混合机进行混均时加入热水(70~80°C)。3.4.3造球试验

试验料比安排：钢渣3%、白灰4%、精矿70%,制粒后除尘灰

3%、口云石3%、石灰石、燃料按实际情况调整，烧结矿质量按

TFe=57%、R=1.60进行控制(试验期间原燃料粒度组成及化学成分见表4、表5）。

进行了4种配比的造球试验，分别是除尘灰中不加添加剂，加3%、5%、7%的JF-AB添加剂（JFA与JF-B按1： 1的比例混合），根据首钢矿业公司烧结厂的生产工艺要求，所造球的粒度为的小球团。4种配比的造球，均在人工混料后，分别在600mm的圆盘造球机上进行。造球对比试验的结果表明，由于除尘灰粒度极细，直接造球十分困难。配加JF-AB添加剂后，使除

尘灰适于造球的水分围变宽，并且随着小球的形成和长大以及添加剂的快速凝结，具有一定强度的小球就形成了。从造球效果来看，配入添加剂的远远好于不配添加剂的造球效果，并且随着添加剂配加比例增加，生球的抗压强度提高。添加剂的配加比例超过5%后，生球的落下强度和爆裂温度变化不大，因此，配加添加剂以5%为宜。