论文部分内容阅读
摘 要：资源的可持续利用是新世纪提出的环保理念，如何提高资源的循环利用是当前资源技术研发的重点。随着人们环保意识的加强，对环保要求的提高，使钢铁生产中尘泥的处理要求也不断提高。由于炼铁过程中产生的尘泥中含有C、Fe、Cr、Zn等物质，因此也可以作为二次资源被有效利用。虽然钢铁生产行业中，循环利用及排放量的降低方面进展显著，但实际生产中产生的粉尘无法直接作为原料予以利用并且由于含有其他杂质，无法回收纯度较高的可利用物质。由于尘泥中含有重金属及有害物质，若直接排放必然会污染环境，无论基于环保角度还是资源的利用角度，钢铁厂的尘泥回收利用已经成为钢铁生产技术研发的重点内容之一。
关键词：钢铁 尘泥 回收利用
中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0119-02
1 钢铁尘泥的处理现状
高炉炼铁过程中势必会产生污泥和粉尘，粉尘随气体排出，而污泥则跟随废液排除。由于生产原料的不同，生产钢铁工艺的不同，所产生的尘泥种类也相对不同。目前钢铁生产过程中产生的粉尘主要通过生产球团矿或者烧结矿的方式再次利用，这种回收利用方法可以直接用于高炉。但这种方式针对粉尘中碱、Zn等物质的利用率行对较低。但随着技术的不断进步，钢铁尘泥处理工艺也得到了发展，下面针对几种常见的高效率回收利用技术展开分析。
2 处理工艺分析
依照工艺的不同，目前应用较为广泛的尘泥处理工艺主要有RHF、回转窑法、熔融炉法以及竖炉法等，下面针对这几种方式进行简要的工艺分析。
2.1 RHF
又称转底炉法，主要利用转底炉和煤基对尘泥中的Fe进行还原的工艺，该工艺最大的优势在于加热速度快。目前较为实用的转底炉法主要有3种，都是在快速加热工艺基础上演变而来，该工艺在Fe粉尘的处理上效果显著。
2.1.1 FASTMET
该方法主要将Fe3O2和粉煤充分混合预制成团块并铺设在RHF炉床上，再并对其加热至1 350 ℃，达到加热还原的效果，6～12 min后，可以得到还原铁。还原过程总由于加入了粉煤，因此会产生一氧化碳气体，可用作RHF炉燃料，从而降低燃烧器的消耗。另外，Zn等挥发性金属在高温状态下被还原必然会成为金属蒸汽同团块分离，继而再被氧化，最后成为粉尘被回收。通过该种方式得到的还原铁可以直接应用于高炉循环利用，而粗氧化锌则可作为Zn的冶炼原料而被再次利用。
2.1.2 INMETCO
该方式主要被用于回收不锈钢粉尘中的Fe、Cr、Ni等物质，由INCO开发。其主要特点在于无需对球团原料进行预先干燥处理。
2.1.3 DRyIron
該方法主要以铁矿、煤混合的内装碳材作为原料，而不需要额外的结合剂，其给料装置为特殊的振动给料设备。 该种方法在上世纪被日本引进。
2.2 回转窑法
依照处理方式不同，当前回转窑处理方式主要有威尔兹法、SPM法以及PRIMUS法。不同的回转窑法的作用各不相同。
2.2.1 威尔兹法
该方法可以在高温还原环境下，有效分离铁中的碱以及锌，由于高温环境提取物会通过金属蒸汽的形式释放出来。相比较传统的脱锌处理方式，该方式在尘泥中混入准颗粒化的石灰以及焦粉，在高温环境下，令Zn还原挥发。
2.2.2 SPM法
该方法需要对尘泥进行预处理，将尘泥进行干燥、制粒，并将石灰、焦炭连同预处理后的尘泥一同放入回转窑中进行高温加热，待锌从尘泥中分离挥发后，进一步浓缩得到氧化锌，而得到的还原铁则重新返回高炉进行冶炼，余下的粉渣则用于烧结。
2.2.3 PRIMUS
PRIMUS法是将电炉粉尘、轧制污泥等钢铁厂发生的尘泥，用多段转底炉处理的工艺，由还原粉尘与碳材混合后的粉粒中氧化铁的多段RHF、回收飞散的锌粉尘工序及熔化还原的粉粒体制造铁的电炉构成。该工艺不需制造内装碳材的块状物（球团等），可以处理各种粒度及成分的粉粒物。其特点是使用多段还原炉，在1 100 ℃以下的温度还原，通常操作时只用煤就可以，而且用熔融炉就可以从粉尘中回收铁水。
关键词：钢铁 尘泥 回收利用
中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0119-02
1 钢铁尘泥的处理现状
高炉炼铁过程中势必会产生污泥和粉尘，粉尘随气体排出，而污泥则跟随废液排除。由于生产原料的不同，生产钢铁工艺的不同，所产生的尘泥种类也相对不同。目前钢铁生产过程中产生的粉尘主要通过生产球团矿或者烧结矿的方式再次利用，这种回收利用方法可以直接用于高炉。但这种方式针对粉尘中碱、Zn等物质的利用率行对较低。但随着技术的不断进步，钢铁尘泥处理工艺也得到了发展，下面针对几种常见的高效率回收利用技术展开分析。
2 处理工艺分析
依照工艺的不同，目前应用较为广泛的尘泥处理工艺主要有RHF、回转窑法、熔融炉法以及竖炉法等，下面针对这几种方式进行简要的工艺分析。
2.1 RHF
又称转底炉法，主要利用转底炉和煤基对尘泥中的Fe进行还原的工艺，该工艺最大的优势在于加热速度快。目前较为实用的转底炉法主要有3种，都是在快速加热工艺基础上演变而来，该工艺在Fe粉尘的处理上效果显著。
2.1.1 FASTMET
该方法主要将Fe3O2和粉煤充分混合预制成团块并铺设在RHF炉床上，再并对其加热至1 350 ℃，达到加热还原的效果，6～12 min后，可以得到还原铁。还原过程总由于加入了粉煤，因此会产生一氧化碳气体，可用作RHF炉燃料，从而降低燃烧器的消耗。另外，Zn等挥发性金属在高温状态下被还原必然会成为金属蒸汽同团块分离，继而再被氧化，最后成为粉尘被回收。通过该种方式得到的还原铁可以直接应用于高炉循环利用，而粗氧化锌则可作为Zn的冶炼原料而被再次利用。
2.1.2 INMETCO
该方式主要被用于回收不锈钢粉尘中的Fe、Cr、Ni等物质，由INCO开发。其主要特点在于无需对球团原料进行预先干燥处理。
2.1.3 DRyIron
該方法主要以铁矿、煤混合的内装碳材作为原料，而不需要额外的结合剂，其给料装置为特殊的振动给料设备。 该种方法在上世纪被日本引进。
2.2 回转窑法
依照处理方式不同，当前回转窑处理方式主要有威尔兹法、SPM法以及PRIMUS法。不同的回转窑法的作用各不相同。
2.2.1 威尔兹法
该方法可以在高温还原环境下，有效分离铁中的碱以及锌，由于高温环境提取物会通过金属蒸汽的形式释放出来。相比较传统的脱锌处理方式，该方式在尘泥中混入准颗粒化的石灰以及焦粉，在高温环境下，令Zn还原挥发。
2.2.2 SPM法
该方法需要对尘泥进行预处理，将尘泥进行干燥、制粒，并将石灰、焦炭连同预处理后的尘泥一同放入回转窑中进行高温加热，待锌从尘泥中分离挥发后，进一步浓缩得到氧化锌，而得到的还原铁则重新返回高炉进行冶炼，余下的粉渣则用于烧结。
2.2.3 PRIMUS
PRIMUS法是将电炉粉尘、轧制污泥等钢铁厂发生的尘泥，用多段转底炉处理的工艺，由还原粉尘与碳材混合后的粉粒中氧化铁的多段RHF、回收飞散的锌粉尘工序及熔化还原的粉粒体制造铁的电炉构成。该工艺不需制造内装碳材的块状物（球团等），可以处理各种粒度及成分的粉粒物。其特点是使用多段还原炉，在1 100 ℃以下的温度还原，通常操作时只用煤就可以，而且用熔融炉就可以从粉尘中回收铁水。