高爐瓦斯泥高效利用的研究.pdf

1、高爐粉塵中主要組分是鐵、碳，并含有少量硅、鋁、鈣、鎂等元素，也有部分高爐粉塵中含有鉛、鋅、砷等有害元素。其性質(zhì)及含量一般與進(jìn)入高爐的物料性質(zhì)有關(guān)系。1976美國(guó)環(huán)保機(jī)構(gòu)(EPA)制定法律將含鉛鋅的鋼鐵廠粉塵劃歸為K061類物質(zhì)(有毒固體廢物)，要求對(duì)其中鉛、鋅等進(jìn)行回收或鈍化處理，否則須密封堆放在指定場(chǎng)地。為此，各國(guó)都極為重視對(duì)高爐粉塵的處理和綜合利用，希望開發(fā)出既經(jīng)濟(jì)又能回收有價(jià)金屬資源且又無(wú)環(huán)境污染的實(shí)用技術(shù)。 目前，我國(guó)

2、每年約產(chǎn)高爐粉塵1000萬(wàn)噸，其中瓦斯灰和瓦斯泥各占50％左右。國(guó)內(nèi)對(duì)高爐瓦斯泥的利用大多未達(dá)到高效，過去一般采用返回?zé)Y(jié)廠，作為燒結(jié)礦的配料而加以利用。但瓦斯泥粒度很細(xì)，比鐵精礦粉的粒度小得多，配入燒結(jié)料中將會(huì)大大影響燒結(jié)料層的透氣性，從而影響燒結(jié)過程的效率。同時(shí)瓦斯泥中的金屬Zn、Pb等易揮發(fā)元素在高爐內(nèi)循環(huán)富集，導(dǎo)至高爐煤氣中的ZnO含量不斷上升，高爐上部結(jié)瘤、煤氣管道堵塞，高爐不能正常運(yùn)行。少數(shù)企業(yè)對(duì)高爐粉塵采用選冶或者濕法處理

3、后得到含Zn、Pb的二次粉塵和含鐵爐料，但工藝流程長(zhǎng)且處理量小，回收率極低。本文根據(jù)攀鋼高爐瓦斯泥含鐵、碳、鋅較高的特點(diǎn)，采用含碳球團(tuán)還原焙燒法得到高品位氧化鋅粉和半金屬化球團(tuán)。 文中首先分析了高爐瓦斯泥的物理化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了高爐瓦斯泥還原的熱力學(xué)計(jì)算及動(dòng)力學(xué)研究。研究結(jié)果證明高爐瓦斯泥在高溫條件下比較容易還原，為還原焙燒法處理提供了理論依據(jù)。為了滿足試驗(yàn)所需的含碳球團(tuán)條件，研究了高爐瓦斯泥的成球性能。試驗(yàn)結(jié)果證明攀鋼高爐瓦斯

4、泥粒度較細(xì)，平均粒度為49.17μm、粒度組成中<10μm的在50％以上，對(duì)成球非常有利。 在熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)攀鋼高爐瓦斯泥高效利用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究?？疾炝诉€原溫度、還原時(shí)間、粒度等工藝因數(shù)的影響。研究證明：利用瓦斯泥中的碳作為還原劑還原效果非常好。得到了還原焙燒法合理工藝條件：還原溫度1150℃、還原時(shí)間45min。還原后的球團(tuán)為半金屬化球團(tuán)，其全鐵(TFe)含量為52％左右，最高達(dá)65.2％；金屬鐵(MFe)含

5、量為51％左右，最高達(dá)64.73％；單個(gè)球強(qiáng)度在2 kN左右。副產(chǎn)品氧化鋅粉含ZnO95％左右，最高達(dá)97.97％；在實(shí)驗(yàn)室條件下氧化室的氧化能力不足會(huì)造成ZnO含量略微偏低，實(shí)際生產(chǎn)中可加強(qiáng)氧化室的氧化能力以提高氧化鋅粉的品位。 在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了探索性擴(kuò)大試驗(yàn)研究，研究所設(shè)計(jì)的處理設(shè)備和選取的加熱方式是否可行?？疾煸跀U(kuò)大性試驗(yàn)條件下還原溫度、還原時(shí)間等工藝參數(shù)的影響。研究證明所設(shè)計(jì)的處理設(shè)備和選取的加熱方式是

6、可行的，得到了擴(kuò)大性試驗(yàn)條件下合理的工藝參數(shù)：還原溫度取1150℃～1200℃、處理時(shí)間約300min。還原后的球團(tuán)為半金屬化球團(tuán)，其全鐵(TFe)含量為55％左右，金屬化率(M11)80％左右，副產(chǎn)品氧化鋅粉ZnO含量均高于90％。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高爐瓦斯泥的高效利用，又進(jìn)行了配加轉(zhuǎn)爐污泥的實(shí)驗(yàn)室研究，考察碳氧比(C/O)、還原溫度、還原時(shí)間等工藝參數(shù)的影響。研究證明：利用高爐瓦斯泥中富余的碳可以很好的還原轉(zhuǎn)爐污泥。得到了還原焙燒法合理