CN101191159A - 一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺，该工艺包括配料、圆盘造球、回转窑还原工序，高炉瓦斯泥与结合剂配料后入圆盘造球机造球，所得球状颗粒送入回转窑用焦炉煤气燃烧所产生的热值加热升温，升温产生的锌蒸汽经多次沉降变成氧化锌得到收集，其余固体颗粒物成为金属炉渣得到收集。不仅克服了因瓦斯泥中锌的富集对高炉的危害，提高了高炉的使用寿命，而且使其中的铁和锌得到更佳的利用。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁企业三废利用技术领域，涉及对炼铁高炉产生的含锌瓦斯泥的处理利用，特别涉及利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺。
背景技术
瓦斯泥为高炉炼铁过程中产生的微细炉尘经集尘、水洗等过程汇集形成的一种微细物质，大量的瓦斯泥给炼铁企业造成堆放和循环利用的压力。以攀钢本部为例：每年可产生10万多吨瓦斯泥(吨铁可产生约0.02吨瓦斯泥)。一般情况下高炉瓦斯泥含铁含碳量各约占1/4-1/3，是很好的炼铁原料，如能再回收利用，则可以节约部分煤炭资源和铁矿资源，同时能够大量减少瓦斯泥运输、堆存等费用，以及避免弃置瓦斯泥而造成的严重环境污染，具有重要的经济意义和环保意义。因此，许多钢铁企业都要将高炉瓦斯泥重返烧结再进入高炉，以回收铁达到充分利用瓦斯泥资源的目的。但近年来随着铁矿石资源的紧张，高炉不得不使用部分含锌量较高的铁矿石，这样造成了氧化锌在高炉瓦斯泥中的富集，含有较高氧化锌的瓦斯泥烧结后返回高炉进行循环利用对高炉造成了很大影响。以攀钢炼铁厂为例，高炉瓦斯泥采用直接回收后送烧结厂烧结，烧结后作为高炉的主要原料重新回到高炉中，这种工艺由于没有对瓦斯泥中的氧化锌进行回收处理，氧化锌进入高炉后对高炉产生了很大的危害。一是氧化锌在还原气体的作用下被还原生成锌蒸汽渗入炉衬，使炉衬异常膨胀、脆化导致高炉寿命缩短；二是锌蒸汽弱化焦炭和矿石的冶金性能，恶化料柱透气性，产生炉瘤和悬料，影响高炉顺行。同时，瓦斯泥采用直接回收送烧结厂作为烧结矿的配料送入高炉，使得瓦斯泥自身资源价值没有能够得到充分实现。
发明内容
为了降低高炉瓦斯泥中氧化锌含量，减少其在循环利用中对高炉的危害，并使该二次资源得到充分合理的利用，本发明提供一种用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺。
本发明的技术方案是，所述工艺包括配料、圆盘造球、回转窑还原工序，其特征在于，高炉瓦斯泥与结合剂配料后入圆盘造球机造球，所得球状颗粒送入回转窑用焦炉煤气燃烧所产生的热值加热升温，升温产生的锌蒸汽经多次沉降变成氧化锌得到收集，其余固体颗粒物成为金属炉渣得到收集。
在锌蒸汽沉降过程中，锌蒸汽中混含的国体颗粒物沉降后不仅含有铁化合物，而且含有未处理干净的锌，因此须将其再次返回到回转窑进行高温处理。
为了保证加热升温要求，达到分离锌的目的，回转窑的加热升温一般应达到950℃-1100℃。
在本工艺中，以焦炉煤气为热源，以瓦斯泥小球中的碳为还原剂，在高温下对其中的氧化锌和铁氧化物进行还原处理，最终得到氧化锌产品和高品位还原铁(金属化炉渣)。
采用在回转窑中利用焦炉煤气作热源对瓦斯泥进行还原处理工艺的优点主要表现在以下几方面：
(1)采用该工艺对瓦斯泥进行处理可得到70％以上品位的氧化锌和55％以上的TFe(全铁)和ZnO含量小于1％、金属化率大于80％的金属化炉渣，能够为企业带来巨大的经济效益。
(2)采用该工艺对瓦斯泥进行处理，由于不产生废气、废液和废弃物，对环境不造成污染，并使该炼铁二次资源得到充分合理利用，保证了炼铁厂资源的循环利用，因此具有明显的社会环保效益。
(3)采用该工艺进行瓦斯泥循环利用，不仅解决了因瓦斯泥中锌的富集对高炉的危害，提高了高炉的使用寿命，同时使其中的铁和锌得到更佳的利用。
附图说明
说明书附图为回转窑对瓦斯泥进行还原处理的工艺流程图。
具体实施方式
为了充分了解高炉瓦斯泥的理化特性，以攀钢高炉瓦斯泥为样本，当用磨机磨到-200目后，化学成分检测见表1、物相分析见表2。
表1 攀钢高炉瓦斯泥主要化学成分(％)
| 元素 | TFe | Zn | C | Al2O3 | SiO2 | CaO | MgO | TiO2 | S | P |
| 含量 | 29.70 | 9.92 | 16.8 | 3.71 | 11.2 | 4.82 | 1.92 | 3.55 | 0.53 | 0.07 |
从表1的化学成分分析可知：1.瓦斯泥含铁量不高，TFe仅为29.70％，若采用直接配入烧结矿将使烧结矿的铁含量降低。若用还原焙烧法进行处理，TFe含量可富集到50％以上，是高炉很好的炉料。2.Zn含量较高，为9.92％，已大大超过了国外的允许配入标准(＜2％)。这部分Zn若进行分离、提取，是非常有用的。3.碳含量很高，为15％左右，可以作为焙烧时还原剂加以利用。
表2 攀钢高炉瓦斯泥主要物相
| 含钛磁铁矿 | 假象赤铁矿 | 金属铁 | 铁酸钙 | 焦炭 | 氧化锌 | 脉石 | |
| 含量 | 13％左右 | 31％左右 | 0.5％-1％ | ＜1％ | 16％左右 | 12％左右 | 25％-30％ |
| 单体颗粒很少、主要存在于假象赤铁矿中，与假象赤铁矿连生。 | 呈单体出现 | 一般较铁矿物粗 | 粒度一般小于0.02mm | 主要为细粒的辉石类、斜长石类、石英等。 |
从表2的物相分析结果可知，瓦斯泥中的假象赤铁矿颗粒中粘连有部分铁铝硅酸盐，而含钛磁铁矿边缘主要是假象赤铁矿和铁的硅酸盐矿物。少部分氧化锌与赤铁矿连接。矿物这样的镶嵌关系，对铁矿物的选矿富集是不利的。
针对瓦斯泥的理化特性，采用回转窑作为还原炉，以焦炉煤气为热源对瓦斯泥进行脱锌和富铁直接还原工艺处理。
如图所示，将瓦斯泥添加一定比例的结合剂在搅拌机中进行搅拌，然后在圆盘机中进行造球，粒度为1～3mm。将小球用皮带送入回转窑，回转窑中焦炉煤气燃烧所产生的热值对小球加热升温，瓦斯泥中的氧化锌在回转窑中利用焦炉煤气为热源，自身的碳作还原剂在高温1000℃左右被还原成锌蒸汽，并在窑头鼓风机和窑尾引风机的作用下由窑尾依次进入一次沉降室、二次沉降室、布袋收集室，并在冷却过程中被氧化成氧化锌。
瓦斯泥在回转窑中除氧化锌被还原成锌蒸汽从窑尾排出外，其中铁的氧化物也在高温下也被还原成金属铁形成金属化炉渣，并从窑头排出。由于该金属化炉渣高温出炉，需在窑头对其进行水淬处理，以防止金属铁在高温下被氧化，保证炉渣的金属化率。
在锌蒸汽沉降过程中，锌蒸汽中混含的国体颗粒物沉降后不仅含有铁化合物，而且含有未处理干净的锌，一次沉降室和二次沉降室中氧化锌品位较低，因此须将其重新返回回转窑进行还原处理。
按照该工艺对高炉瓦斯泥进行处理，最终得到氧化锌产品品位在70％以上可以销售；金属化炉渣TFe≥55％，ZnO≤1％，金属化率≥80％，可以作为高炉、转炉、电炉原料进行使用。
Claims (4)
1.一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺，所述工艺包括配料、圆盘造球、回转窑还原工序，其特征在于，高炉瓦斯泥与结合剂配料后入圆盘造球机造球，所得球状颗粒送入回转窑用焦炉煤气燃烧所产生的热值加热升温，升温产生的锌蒸汽经多次沉降变成氧化锌得到收集，其余固体颗粒物成为金属炉渣得到收集。
2.根据权利要求1所述的一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺，其特征在于，回转窑出来的锌蒸汽经多次沉降后的沉降物再次返回到回转窑进行高温处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺，其特征在于，为了保证加热升温要求，达到分离锌的目的，回转窑对瓦斯泥小球的加热升温应达到950℃-1100℃。
4.根据权利要求3所述的一种利用回转窑从高炉瓦斯泥中提取锌的工艺，其特征在于，经回转窑对瓦斯泥小球高温处理后的金属化炉渣，应进行水淬处理。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |