钢铁企业含锌尘泥回转窑处置设计原理及工业实践

钢铁企业产生的含锌尘泥主要是高炉、转炉、电炉除尘系统收集的除尘灰或湿式除尘产生的污泥,该含锌尘泥含有大量的锌元素等杂质,直接返回钢铁冶炼流程会影响高炉等设备的正常运行并造成锌资源浪费。回转窑工艺因成熟稳定、投资及运行成本低、原料适应性强,已成为处置含锌尘泥的主流工艺。随着“固废不出厂”等理念的深入推进,含锌尘泥回转窑处置技术也将在钢铁企业中得到广泛的应用。本文主要介绍某钢铁企业1.5×10⁵ t/a含锌尘泥回转窑处置生产线的设计原理、工艺流程和实际运行情况。该生产线设计采用具有“低碳、稳定、协同、智能、环保”的新型回转窑处置技术,有效解决了回转窑易结圈问题、智能控制水平较高、原料的适用性广泛,且具有工序能源消耗低、锌回收率高、窑渣铁金属化率高等特点,可实现含锌尘泥的资源化综合利用。项目投产后,运行稳定,生产指标达到或超过设计要求,取得了良好的经济效益。     

钢铁厂含锌含铁尘泥资源化利用途径探讨

钢铁厂的含铁尘泥由于含有对高炉冶炼有害的锌,难以在钢厂内得到全部回收利用,因此给企业带来越来越大的环境压力。随着高炉的大型化、入炉矿品位的降低、含锌废钢的使用增多、生态文明的法制化,含锌尘泥的处理及合理利用是急迫的问题。从锌平衡的总体情况看,高炉的锌问题不可避免,仅靠控制锌源不能解决根本问题,必须对含锌尘泥进行处理后再返回主生产工序,既要回收尘泥中的铁元素,又要高效回收尘泥中的锌元素,实现钢铁厂含锌含铁尘泥资源的100%利用。通过对转底炉和OxyCup竖炉工艺处理含锌尘泥的原理、实践、经济效益的比较分析,提出转底炉技术在资源化利用钢铁工业含锌尘泥及环境保护方面潜力巨大。结合转底炉和回转窑本身的特点以及直接还原产品回用方向,提出了转底炉—回转窑的联合工艺处理宝钢的含锌尘泥的方法,为钢铁企业选择适合自身条件的含锌尘泥的资源利用提供了思路。     

钢铁冶炼尘泥综合利用技术与实践

钢铁企业每年产生占钢产量10%的钢铁冶炼尘泥,尘泥中含有大量Fe、C和有价元素。为实现尘泥的二次资源利用,莱钢采用“水洗脱氯分盐-回转窑脱锌富铁”技术,建立处理量15万t/a、以回转窑为主体的钢铁冶炼尘泥综合利用生产线。整个工艺分为智能配料返料、水洗脱氯除杂、三效蒸发分盐、回转窑烟化富集、窑渣冷却、余热利用、收尘及表冷、脱硫等8大系统。通过水洗脱氯及分盐系统回收纯度≥90%的氯化钠、氯化钾;通过回转窑主系统回收次氧化锌和富铁窑渣,氯化钠、氯化钾、次氧化锌作为产品外售,富铁窑渣可代替铁矿石返回烧结或高炉系统,实现冶炼尘泥的全资源利用。     

回转窑法处理含锌冶金尘泥洁净生产工艺研究

回转窑法处理含锌冶金尘泥是当前一种比理想的处理工艺,但由于该处理工艺存在诸多环保不达标等问题,制约了其在行业内的发展和推广。本文就当前我国回转窑法处理钢铁企业含锌冶金尘泥工艺及化学反应原理进行了详述,分析了环保不达标的主要原因,并针对该处理工艺提出了一整套全流程环保达标的解决方案。改进后的回转窑法处理含锌冶金尘泥的工艺可以达到钢铁行业超低排放标准,实现回转窑法处理含锌尘泥的全流程洁净生产,为冶金固废处理企业对含锌冶金尘泥的清洁处理提供了参考。     

日照钢铁固废尘泥处理实践

 介绍了国内外处理固废尘泥的几种工艺,重点介绍了火法处理法中的回转窑工艺、转底炉工艺;并对公司近几年烧结机头灰、转炉灰、高炉灰等含锌尘泥的处理工艺流程及技术特点做了重点描述;介绍了公司2010—2018年随着固废尘泥成分变化,特别是2017年转炉大量添加废钢,转炉灰锌质量分数大幅上升后,为实现公司含锌粉尘有价元素效益最大化和零外排,转底炉在处理含锌尘泥方面做了有益的实践和尝试,也给出了一些处理钢厂固废尘泥的建议,给国内同行处理固废尘泥提供了一定的借鉴。     

含锌含铁尘泥球团自还原试验研究

为了综合利用鞍钢含锌含铁尘泥,又不引起高炉锌富集,探索利用尘泥中的碳作为还原剂自还原尘泥中的铁氧化物及氧化锌、氧化铅的可行性,将几种尘泥配制成具有一定还原剂含量的尘泥混合料,进行了尘泥混合料的造球试验和球团自还原焙烧试验。试验结果表明,采用自还原工艺处理鞍钢高锌尘泥适宜的工艺参数为:铁、锌和铅氧化物所需还原剂量的适宜游离碳过剩系数为1.0～1.2,还原温度为1 050～1 200℃,还原时间为20～35 min。     

生物污泥还原钢铁厂含锌粉尘规律

钢铁尘泥是钢铁冶炼过程中产生的主要固体废弃物之一,如果直接堆放或排放,必然会造成环境污染,且尘泥中的有价元素也没有得到有效利用,因此对其进行资源化利用已成为钢铁厂面临的严重问题。火法工艺在钢铁尘泥的处理工艺中应用最广泛,在火法处理工艺的基础上,提出利用生物污泥中的碳代替煤粉/焦粉作为还原剂对钢铁含锌粉尘进行还原处理的新思路。在模拟转底炉的条件下进行了高温还原试验,选取质量比、反应温度和反应时间3个因素为主要影响因素,研究了尘泥含碳团块中铁氧化物和锌氧化物的高温自还原规律。采用XRD、SEM、GC/MS和XRF等手段对反应前后团块矿物组成、微观形貌、元素分布和化学成分等方面进行深入分析。研究结果表明,尘泥含碳团块的金属化率和锌脱除率随着生物污泥所占质量比的增大和反应温度的升高而增大。随着反应时间的延长,尘泥含碳团块的金属化率和锌脱除率先增加,20 min后趋于稳定。当电炉灰和生物污泥的质量比为1∶0.69、反应温度为1 300℃、反应时间为20 min时,尘泥含碳团块的金属化率可达98.48%,锌脱除率可达98.95%。这说明利用生物污泥还原钢铁含锌粉尘,可以实现有价元素锌的回收,还原后...     

常压富氧浸出技术在氧化锌高酸浸出中的研究与应用

受回转窑设备、工艺及窑况等因素影响,所产出的氧化锌含锌低、含硫高,进而影响氧化锌的浸出渣含锌,导致锌回收率不足80%。在回转窑短期时间内不能改善的情况下,引进了常压富氧浸出技术,铅渣含锌从12%～16%降至3%～5%,锌回收率提高至90%～93%。     

炼铁厂含锌尘泥中铁、锌、碳分离技术探讨

为充分利用炼铁厂的二次资源,在归纳分析采用湿法、火法和物理方法处理含锌尘泥的基础上,针对炼铁厂含锌尘泥矿物组成的差异,探讨了不同的选矿方法回收铁、碳和锌的可行性,提出了多段磁选—浮碳—浮锌、磁选—重选—浮碳—浮锌以及水力/风力分级-浮锌、直接浮锌的联合工艺流程,以实现含锌尘泥中铁、锌、碳有用资源的高效分离及回收利用,满足高炉冶炼的需求。     

含锌粉尘协同处置含铬尘泥的碳热还原试验

 为实现钢铁行业的绿色循环发展,钢铁厂对含锌粉尘和含铬废水的处置利用均应满足环保和资源高效利用等要求。以某钢铁企业的含锌粉尘和含铬尘泥2种固废为例进行碳热还原协同处置研究,采用FactSage热力学软件平衡计算,分析碳热还原过程中的潜在反应和气-液-固相变化;通过模拟转底炉工艺,在实验室进行碳热还原试验,研究不同原料配比和还原温度对碳热还原效果的影响规律,采用XRD和SEM-EDS对反应后金属化球团的物相组成及形貌进行研究;综合热力学分析与试验研究阐明含锌粉尘协同处置含铬尘泥的碳热还原机理。研究结果表明,铁酸锌和铬铁矿可以有效分解为铁氧化物和铬氧化物,随着温度升高,铁氧化物的还原过程遵循逐级还原规律,最终被还原为金属铁;相较于铁氧化物,铬氧化物在更高温度下还原为金属铬。试验结果与热力学计算趋势一致,控制碳热还原时间为60 min,含铬尘泥和含锌粉尘干基质量比为1∶4,还原温度为1 300 ℃,能够达到较佳的还原效果。采用多种固废协同处置方式,不仅可以解决粉尘大量堆积的问题,而且能够提取含锌粉尘和含铬尘泥中有价金属元素,制备成金属化球团;该方法也可为含铬废水无害化处置提供新途径,实现资源化综合利用,提高企业经济效益。     

钢铁尘泥还原与窑渣选铁研究

铁品位低、锌含量高的尘泥不能直接返回钢厂使用.通过化学分析、X射线衍射分析,采用回转窑焙烧挥发锌-细磨-磁选回收铁工艺流程,研究了不同焙烧、细磨、磁选工艺参数对高锌含铁尘泥回收利用效果的影响.结果表明,含铁尘泥在焙烧温度1150℃、焙烧时间30 min的条件下进行还原焙烧,其金属化率达98.76％;焙烧渣经55 min...     

科技信息

内首套含锌尘泥转底炉脱锌装置建成7月6日上午,国内首套20万妇含锌尘泥转底炉脱锌装置在三铁总厂正式投运。它的投运实现了冶金尘泥高效循环利用,开辟了我国在含锌尘泥转底炉脱锌的新途径,对整个行业及相关联行业将起到示范带头作用,有助于推动我国钢铁工业在冶炼过程中稀有、稀微元素提取技术的发展。这是马钢建设资源节约型和环境友好型企业的又一重要举措。含锌尘泥转底炉脱锌装置项目被国家发改委列入2008年新增中央预算内投资计划,     

宝钢转底炉工艺技术发展

 摘 要： 宝钢从2005年开始调研、研发转底炉工艺技术,2015年在宝钢湛江开始建设转底炉生产线,2016年宝钢转底炉投产。经过污泥烘干工艺、配料工艺、压球工艺以及转底炉操作等方面的改进,实现了转底炉工艺达产达标,宝钢转底炉工艺技术达到了国际一流水平。宝钢转底炉工艺有效脱除了含铁含锌尘泥中的锌、钾、钠、铅和氯等有害杂质,转底炉生产的直接还原铁（DRI）返回钢铁生产、产生的蒸汽返回生产蒸汽管网和生产的锌粉作为锌冶炼原料,实现了含铁含锌尘泥资源综合利用。宝钢还探索用转底炉处理红土镍矿等工艺,为转底炉的拓展应用作了有益的探索。     

马钢含铁尘泥综合利用研究与实践

钢铁行业是固体废弃物产生大户,一般每生产1 t钢约产生600 kg的固体废弃物,其中尘泥产生比例约占钢产量的5%～8%。一直以来,马钢非常重视固体废弃物的处理及综合利用,并将固体废弃物减量化、无害化和资源化作为内部生产管理的重要目标。介绍了马钢近年来在含铁尘泥方面开展的研究工作及综合利用实践,马钢在对含铁尘泥分类的基础上,建成了转炉OG泥管道输送返烧结资源化利用系统、低锌含铁尘泥强力混合造堆综合利用系统、转底炉及回转窑联合处理含锌尘泥系统,全部综合利用了内部产生的各种含铁尘泥,每年可相应减少约17.8万t的CO2排放量、降低30万t的新水消耗量,同时回收了大量的铁、锌、钙、镁等有价元素,在取得显著社会效益的同时,也获得了丰厚的经济回报。     

挥发窑处理含锌浸出渣挥发率及工艺节能探究

本文详细的阐述了挥发窑处理含锌浸出渣的基本理论和原理,物料的反应机理、工艺流程,讨论反应带温度、反应带长度、料层内气氛等对锌及其他有价金属挥发率与窑况的影响.通过改进工艺和强制鼓风管喷嘴形状,调整风压,强化配料,选择适宜的焦炭粒度,稳定窑况,使挥发窑稳定经济的运行.     

中冶赛迪转底炉系统技术

正冶金含锌尘泥直接返回烧结利用,会造成锌在高炉内的循环和富集,缩短炉衬的寿命,影响高炉的顺行。目前国内已投运的含锌尘泥转底炉处理设施存在工艺配置不合理、脱锌率不高、环保项目不环保等系列问题。中冶赛迪潜心多年研发,已形成一套整体先进、具有自主知识产权的转底炉系统技术,可实现铁、锌、碳的高效回收利用,助推钢铁企业绿色生产。     

鞍钢含铁尘泥的循环利用

介绍了鞍钢含铁尘泥的种类、产量及各种尘泥的物理特性,对现行含铁尘泥的几种循环利用工艺进行了分析.结果表明:尘泥混合预处理后再参与烧结配料的工艺,虽然循环利用量大,但不宜处理高锌、高碱金属含量的尘泥.对于高Zn、高碱金属含量尘泥,采用生产铁碳球团工艺,加入铁水罐中可以充分利用余热,实现铁碳球的自还原;在转炉兑铁前加入可以改善转炉造渣过程、高效回收其中的铁.高炉除尘灰与煤粉混合用于高炉喷吹,可以提高煤粉燃烧率、控制风口燃烧温度,有利高炉低硅冶炼.针对鞍钢高炉锌负荷有所增加的形势,建议选择转底炉工艺处理高杂质含量尘泥.     

超声强化含锌尘泥浸出机理及动力学

采用低共熔溶剂为浸出剂,进行从含锌尘泥超声浸锌试验。分析了超声功率、温度、液固比、搅拌速率、反应时间等对锌浸出率的影响。结果表明：在超声功率90 W、温度40 ℃、液固比7 mL/g、转速250 r/min、浸出时间80 min条件下,锌超声浸出率可达98.48%。超声强化浸出过程受混合固体产物层的控制,表观活化能为11.23 kJ/mol。     

含锌冶金尘泥在微波场中的升温特性

为了弄清含锌冶金尘泥脱锌的反应机理,在微波场中研究了含锌冶金尘泥的升温特性.研究表明,含锌冶金尘泥对微波有很强的吸收能力,其升温速率与微波加热比功率成正比,与质量成反比;增大单位物料质量接受微波的辐射面积可以提高物料的升温速度.     

鞍钢含铁尘泥再资源化研究与实践

 以含铁尘泥中的碳作为还原剂,配制成具有自还原特性的尘泥团块,利用钢厂现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物及锌氧化物实现自还原回收而不影响钢铁冶炼生产。开发了利用转炉热环境、兑铁后铁水罐的余热和高炉铁水的物理热处理含铁尘泥工艺技术及其配套的含铁尘泥团块制造技术,实现了高炉后短流程循环处理含锌尘泥或高铁低杂质尘泥及烧结-高炉系统处理低锌低品质含铁尘泥多种途径的综合处理技术。在不引起高炉锌富集的前提下,实现了含铁尘泥的高效综合利用。