CN104694758A - 一种综合利用含铁尘泥的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：通过压块、压球或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，球状或块状的赤泥烘干后，添加到转底炉中，在转底炉工艺中，脱除尘泥中的ZnO、去除碱金属和FeOx预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉产出的DRI添加到熔分炉进行渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，金属分离的尘泥熔渣，经过补热调质，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。从而提高了整个含铁尘泥综合利用效率，也提高了含铁尘泥综合利用的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种综合利用含铁尘泥的工艺，属于含铁尘泥综合利用领域，也涉及转底炉直接还原、熔分终还原熔融还原、含铁尘泥冶炼废渣生产水泥(矿棉或微晶玻璃)硅酸盐材料等领域。
背景技术
目前，含铁尘泥中，炼钢炼铁工艺产生的尘泥大多返回炼铁烧结工艺或冷压块返炼钢工艺使用，而氧化铝生产工艺中产生的尘泥则大多通过填埋、磁选或直接还原后磁选工艺综合利用。但由于炼钢炼铁工艺产生的尘泥含有ZnO和其它碱金属杂质，对炼钢、炼铁工艺带来很多负面效率，氧化铝生产工艺中产生的尘泥也因为填埋污染环境、磁选效率低，总体综合利用效率低。
也有将含铁尘泥造球或压块(压球)，经过转底炉、回转窑或隧道窑等工艺直接还原，除掉尘泥中的ZnO和其它碱金属杂质、并对所含的FeOx进行还原，在转底炉烟气中回收ZnO。将直接还原获得的DRI用于高炉炼铁或炼钢工艺中，但由于直接还原工艺去除杂质不充分，产出的DRI品质较低，对后续用于炼钢炼铁工艺也产生负面影响，所以在此工艺中含铁尘泥的综合利用也受到很大的限制。
发明内容
本发明的目的提供一种综合利用含铁尘泥的工艺，通过转底炉预还原工艺回收尘泥中的ZnO和预还原FeOx，通过熔分炉进行渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，金属分离的尘泥熔渣，经过补热调质，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种综合利用含铁尘泥的工艺，通过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，球状(块状)的赤泥烘干后，添加到转底炉中，在转底炉工艺中，回收尘泥中的ZnO、去除碱金属和FeOx预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉产出的DRI添加到熔分炉进行渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，金属分离的尘泥熔渣，经过补热调质，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。整个工艺中，含铁尘泥得到全部综合利用，回收了尘泥中Zn、Fe等金属成分，含铁尘泥中的SiO2、Al2O3、CaO等组分也生产为水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
上述综合利用含铁尘泥的工艺，具体步骤为：
(1)将含铁尘泥、反应助剂、还原剂和粘结剂通过强力混合混匀，再经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状的生球；
(2)生球经过烘干或养护后，置于转底炉中进行预还原工艺，去除碱金属,尘泥中的ZnO进入烟气系统中；
(3)在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI；
(4)将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工序；分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
步骤(1)中，所述的还原剂选自无烟煤、焦粉、兰炭等炭质还原剂，混合比例为4％-20％。
步骤(1)中，所述的粘结剂选自糖蜜、膨润土、水泥和水玻璃等粘结剂中的一种或几种混合物。进一步，所述膨润土的成分为：SiO2％:62.18％，CaO％:0.71％，MgO％:4.64％，Fe2O3％:4.02％，Al2O3％:17.44％，K2O％:0.41％，Na2O％:1.86％，水分：16％，烧损约7％。混合比例为2％-15％。
步骤(1)中，所述的生球含水率为2-15％。
步骤(4)中，所述的熔分炉的温度范围是1450-1700℃。
步骤(4)中，熔分炉为燃气炉窑或电熔窑或电极电弧加热熔窑。
步骤(4)中，金属分离后的尘泥熔渣进入补热调质炉中，熔渣温度>1300℃。
步骤(4)中，熔渣补热调质炉为燃气炉窑或电熔窑或电极电弧加热熔窑。
进入矿棉或微晶玻璃工艺中，熔渣温度>1350℃，温度波动<20℃，成分波动<5％。
典型的炉渣成分是：SiO2％:34％，CaO％:41％，MgO％:7％，Fe2O3％:1％，Al2O3％:15％，K2O％:0.25％，Na2O％:0.25％。
典型的矿棉成分是：SiO2％:40％，CaO％:37％，MgO％:6％，Fe2O3％:1％，Al2O3％:15％。
本发明提出的通过转底炉预还原工艺回收尘泥中的ZnO和FeOx预还原，通过熔分炉进行渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，金属分离后的尘泥熔渣，经过补热调质，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。整个工艺中，含铁尘泥全部综合利用，既回收了尘泥中Zn、Fe等金属成分，含铁尘泥中的SiO2、Al2O3、CaO等组分也成为生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品的原料。从而提高了整个含铁尘泥综合利用效率，也提高了含铁尘泥综合利用的经济效益。有明显的节能环保优势。经专利和文献查询调研，相关领域无类似的技术发明。
本发明技术方案的有益效果为：
整个工艺中，含铁尘泥全部综合利用，回收了尘泥中Zn、Fe等金属成分，含铁尘泥中的SiO2、Al2O3、CaO等组分也成为生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品的原料。从而，发明了一种高效综合利用含铁尘泥的工艺方法，提高了整个含铁尘泥综合利用效率，也提高了含铁尘泥综合利用的经济效益。通过本发明专利的实施，提高了含铁尘泥综合处理工艺效率，降低了含铁尘泥综合处理工艺能耗。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
实施例1
如图1所示：钢铁生产过程产生的含铁尘泥，含铁尘泥中FeOx％约55％、C％约3％、ZnO％约0.7％、CaO％约12％，与反应助剂、还原剂、粘结剂，通过强力混合混匀，在经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，经过烘干或养护后，干燥的块状或球状尘泥添加到转底炉中，在转底炉预还原工艺中，尘泥中的ZnO进入烟气系统中。在转底炉中去除ZnO、去除碱金属和预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
实施例2
如图1所示：铝业Al2O3生产过程产生的含铁尘泥1，含铁尘泥中FeOx％约40％、ZnO％约0.05％、CaO％约12％、SiO2％约8％，与反应助剂、还原剂、粘结剂，通过强力混合混匀，再经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，经过烘干或养护后，干燥的块状或球状赤泥添加到转底炉中，在转底炉预还原工艺中。在转底炉中去除碱金属和预还原，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
实施例2与实施例1不同的是，实施例1中使用的是钢铁生产过程中产生的含铁尘泥，其中ZnO含量较高，实施例2使用的是Al2O3生产过程中产生的含铁尘泥，其中ZnO含量较低、FeOx含量也较低。
实施例3
如图1所示：含铁尘泥，与反应助剂、还原剂、粘结剂，通过强力混合混匀，在经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，经过烘干或养护后，干燥的块状或球状尘泥添加到转底炉中，在转底炉预还原工艺中，尘泥中的ZnO进入烟气系统中。在转底炉中去除ZnO、去除碱金属和预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，用来生产矿棉。
实施例3与实施例1不同的是，实施例1中熔分后的熔渣用于生产水泥，实施例3中熔分后的熔渣用于生产矿棉。
实施例4
如图1所示：含铁尘泥，与反应助剂、还原剂、粘结剂，通过强力混合混匀，再经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，经过烘干或养护后，干燥的块状或球状尘泥添加到转底炉中，在转底炉预还原工艺中，尘泥中的ZnO进入烟气系统中。在转底炉中去除ZnO、去除碱金属和预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，用来生产微晶玻璃。
实施例4与实施例1不同的是，实施例1中熔分后的熔渣用于生产水泥，实施例4中熔分后的熔渣用于生产微晶玻璃。
Claims (9)
1.一种综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：通过压块、压球或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状，球状或块状的尘泥烘干后，添加到转底炉中，在转底炉工艺中，脱除尘泥中的ZnO、去除碱金属和FeOx预还原，在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI。将转底炉产出的DRI添加到熔分炉进行渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工艺，金属分离的尘泥熔渣，经过补热调质，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
2.根据权利要求1所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：具体步骤为：
(1)将含铁尘泥、反应助剂、还原剂和粘结剂通过强力混合混匀，再经过压块(压球)或造球工艺，将含铁尘泥制成块状或球状的生球；
(2)生球经过烘干或养护后，置于转底炉中进行预还原工艺，去除碱金属,尘泥中的ZnO进入烟气系统中；
(3)在转底炉烟气中回收ZnO，预还原后得到金属化球团DRI；
(4)将转底炉生产的DRI添加到熔分炉进行熔分渣铁分离，分离所得的铁水进入炼钢工序；分离所得尘泥熔渣，经过调质补热，可以用来生产水泥、矿棉或微晶玻璃等高附加值硅酸盐产品。
3.根据权利要求2所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述的还原剂选自无烟煤、焦粉或兰炭的炭质还原剂，混合比例为4％-20％。
4.根据权利要求2所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述的粘结剂选自糖蜜、膨润土、水泥和水玻璃等粘结剂中的一种或几种混合物；混合比例为2％-15％。
5.根据权利要求4所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述粘结剂选自膨润土，其成分为：SiO2％:62.18％，CaO％:0.71％，MgO％:4.64％，Fe2O3％:4.02％，Al2O3％:17.44％，K2O％:0.41％，Na2O％:1.86％，水分：16％，烧损为7％。
6.根据权利要求2所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述的生球含水率为2-15％。
7.根据权利要求2所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(4)中，所述的熔分炉为燃气炉窑或电熔窑或电极电弧加热熔窑；温度范围是1450-1700℃。
8.根据权利要求2所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(4)中，金属分离后的尘泥熔渣进入补热调质炉中，熔渣温度>1300℃。
9.根据权利要求8所述的综合利用含铁尘泥的工艺，其特征在于：步骤(4)中，熔渣补热调质炉为燃气炉窑或电熔窑或电极电弧加热熔窑。
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