一種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產珠鐵的方法，該工藝對原料的適應性強，能利用鋼鐵廠不同流程上產生的粉塵，根據原料的基礎物性進行配比。將一種粉塵或者幾種粉塵與還原劑、粘結劑以及助熔劑混合均勻后壓制成冷固結球團，在轉底爐內進行還原、熔化和渣鐵分離，得到金屬化率高的珠鐵和低鐵渣。該方法主要由粉塵和助熔劑等原料制備自還原粉塵團塊工藝和轉底爐低溫下冶煉粉塵團塊生產珠鐵工藝兩部分組成，解決了粉塵自還原粉塵團塊熔分溫度高，有害成分含量高以及渣量大導致的熔分困難等問題。
【專利說明】-種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法 所屬技術領域
[0001] 本發明設及一種鋼鐵廠粉塵處理工藝，尤其是設及一種利用利用轉底爐在低溫下 處理鋼鐵廠粉塵，生產珠鐵的同時回收有價元素鋒的轉底爐工藝。
【背景技術】
[0002] 鋼鐵工業作為國民經濟的基礎產業，其主要產品鋼材設及到我們日常生活的方方 面面。近幾年來隨著鋼鐵市場產能的嚴重過剩W及國際社會對環保工作的日益關注，使得 鋼鐵企業處境艱難，因此尋求節能環保W降低運行成本的出路顯得尤為重要。而粉塵是鋼 鐵企業中污染最重同時也可W作為二次資源進行回收的固體廢棄物，粉塵的高效回收利用 會很大程度的提高鋼鐵廠的競爭力。
[0003] 粉塵主要在燒結、煉鐵、煉鋼W及社制等工序中產生，具有粒度細、成分復雜、產出 量高的特點，粉塵粒度細容易漂浮在空氣中造成環境污染同時也給粉塵的收集帶來困難， 成分復雜使得粉塵的回收難度上升。目前鋼鐵廠處理粉塵的方法主要是返回燒結法，但是 燒結過程不能脫除鋒、鉛等有害元素，對高爐煉鐵會產生一定影響。此外處理粉塵的工藝還 包括濕法工藝和火法工藝，濕法工藝由于存在粉塵的處理效率低、設備腐蝕嚴重且成本較 高等缺點不作為主要的粉塵處理手段。火法工藝包括直接還原工藝和烙融還原工藝，烙融 還原工藝處理粉塵的效率和鋒鉛等有害元素的脫除率均較高，但是需要很大的能耗。直接 還原工藝是在海綿鐵的烙點之下對粉塵進行的處理，具有有害元素脫除率高、能耗相對較 低的優點，特別是轉底爐工藝處理粉塵生產珠鐵的前景很大。
[0004] 轉底爐工藝主要原料是含碳球團，含碳球團具有還原反應速率快、還原徹底等優 點，因此在利用轉底爐處理粉塵時內配碳，將粉塵壓制成一種特殊的含碳球團。而轉底爐的 問題在于處理效率低，生產珠鐵的烙分溫度較高（要求在1400°C W上），尤其是處理脈石成 分多、鐵品位低的粉塵團塊需要較高的溫度和較長的時間。為此，本發明從改善賠燒環節出 發，提出一種通過添加助烙劑來降低烙分溫度的方法。
【發明內容】
[0005] 本發明設及一種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產珠鐵的方法，該方法對原料的適應 性強，能利用鋼鐵廠不同流程上產生的粉塵，根據原料的基礎物性進行配比。本發明提供一 種利用鋼鐵廠粉塵低溫下快速生產珠鐵的工藝，將粉塵與還原劑、助烙劑混合后壓制成特 殊的含碳球團，其中還原劑可W為焦粉，助烙劑為鐵抓±(Ab化>40% ,18%《Si化《30%， Fe203>10%)或者裡輝石化iAl[Si206]，3.0%<Li20<7.0%，17%<Al20《25%，Si02<80%)， 助烙劑用量為1%-5%。通過配加生石灰和娃石調節球團的二元堿度。將配制好的含碳球團 在低溫下（1250°C~1350°C)能夠實現渣鐵的快速烙分。
[0006] -種利用鋼鐵廠粉塵在低溫下生產珠鐵的方法，生產過程如下：
[0007] (1)自還原粉塵團塊的壓制：將烘干后的粉塵與還原劑按C/0=1.0~1.2進行混 合，并配入水泥作為粘結劑W及助烙劑混合均勻后壓制成團塊，在養護箱內養護72h后烘干 4h即可得到具有一定冷態強度的粉塵自還原團塊；
[000引（2)自還原粉塵團塊的脫鋒：當團塊溫度達到907°C后，團塊中的鋒會被直接還原 出來，隨著煙氣一起排出，在進入煙塵之前會重新氧化成ZnO,通過煙塵回收裝置對其進行 回收用于煉鋒工業；
[0009] (3)自還原粉塵團塊的還原烙分:在轉底爐底部耐火材料上鋪一層厚約5~IOmm的 焦粉，防止珠鐵粘結。然后在上面鋪上1~2層自還原粉塵團塊，轉底爐W煤、煤氣或油作為 燃料通過燒嘴將爐膛溫度控制在1250~1350°C，在此溫度下恒溫10~30min，最后得到金屬 化率大于90%的珠鐵。
[0010] (4)珠鐵和渣殼的分離:生產的珠鐵與渣殼鑲嵌在一起，首先對產品進行破碎，隨 后利用磁選實現渣鐵的分離，磁選后所得的珠鐵可直接用于煉鐵或煉鋼工序。
[0011] 利用含鋒粉塵生產珠鐵的轉底爐工藝與傳統的轉底爐工藝相差不大，只需在原有 的工藝上將爐膛溫度提高50°C~100°C，產品由金屬化球團變為珠鐵。
[0012] 自還原粉塵團塊所用粉塵具有粒度細、比表面積大的特點，與還原劑的接觸面積 大，還原時能夠快速反應生成金屬鐵，同時配加的烙劑能夠降低渣的烙點，改善渣相的流動 性，運樣可W實現低溫下快速烙分。
[0013] 低溫下實現自還原粉塵團塊烙分的轉底爐工藝的主要設備包括:傳統轉底爐設 備、混料機、養護車間、破碎機、磁選分離機。
[0014] 相對于普通含碳球團采用鐵礦粉為主要原料，自還原粉塵團塊的優勢在于采用鋼 鐵廠廢棄物作為煉鐵原料，具有經濟價值和環保意義。同時粉塵中含有的C和化0等資源可 W減少焦粉和生石灰的使用量，粉塵粒度細、比表面積大的提高了團塊烙分的效率。
[0015] 本發明提供降低粉塵團塊烙分溫度的方法不需要對現有的轉底爐工藝進行改動， 并且原料為鋼鐵廠內來源廣泛的粉塵，在技術上具有可行性。本發明所需的烙劑為價格低 廉的鐵抓±或裡輝石，原料粉塵來自鋼鐵廠自身，粉塵本身脫除的鋒鉛可作為二次資源進 行回收利用，因此本發明提供的工藝具有很高的附加值。同時本發明提供的粉塵處理工藝 能夠充分利用鋼鐵廠的固體廢棄物，減少了粉塵對環境的污染。
[0016] 使用粉塵自還原團塊烙分生產珠鐵的轉底爐工藝主要有W下特點：
[0017] (1)鋼鐵廠粉塵作為生產珠鐵的原料，具有來源廣泛、價值低廉等優勢，且粉塵中 自身的有價元素可W減少還原劑和烙劑等的外配；
[0018] (2)助烙劑鐵抓±和裡輝石來源豐富、成本低廉，可W利用自身成分能夠實現良好 配渣，且不會引起氣污染等問題；
[0019] (3)轉底爐的生產效率可W得到提高，自還原粉塵團塊在還原生產的珠鐵的同時 揮發進入煙塵的化0含量高可W用于煉鋒工藝，提高了生產效益；
[0020] (4)自還原粉塵團塊的低溫烙分，降低了轉底爐能耗，且破碎磁選工藝解決了傳統 生產金屬化球團含渣多的問題。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為使用自還原粉塵團塊生產珠鐵的轉底爐工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1
[0023] 布袋灰和電爐灰按質量比為3: 7的比例混合，其成分見表1，粉塵按C/0 = 1.0配加 焦粉，粘結劑水泥配加量為混合粉塵質量的10%，助烙劑鐵抓±配加量為混合粉塵質量的 2%，將混合料在高速混料機中進行混勻，混勻過程中采用噴霧形式向混合料中添加水分， 總配加水量控制在粉塵、焦炭、水泥W及助烙劑混合后總質量的10%左右。隨后將充分混勻 后的混合料在壓球機中用SOMPa壓強下保壓1分鐘將混合料制成塊。團塊在濕度為95%、25 °C的條件下養護7化后烘干4h，得到自還原粉塵團塊。自還原團塊在轉底爐中賠燒一定時間 即可實現渣鐵的良好烙分，生產出質量優良的珠鐵。
[0024] 實施例2
[0025] 如實施例1，將粉塵改為機尾灰和電爐灰，仍按質量比為3:7的比例混合，其成分見 表2,助烙劑采用裡輝石，配加量為混合粉塵質量的2%。制成的自還原團塊在轉底爐中賠燒 一定短時間即可實現渣鐵的良好烙分且鐵氧化物的還原度高于90%，生產出的珠鐵可直接 用于煉鋼或煉鐵工藝。
[00%]表1實施例1粉塵主要成分 [00271
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【主權項】
1. 一種低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于： 步驟一、自還原粉塵團塊的壓制：將烘干后的粉塵首先通過配加生石灰和硅石調節球 團堿度，隨后與還原劑按C/0 = 0.7~1.1進行混合，并配入粘結劑以及助熔劑混合均勻后壓 制成團塊，在養護箱內養護72h后烘干4h，得到具有一定冷態強度的自還原粉塵團塊備用； 步驟二、自還原粉塵團塊的還原熔分:在轉底爐底部耐火材料上鋪一層厚約5~IOmm的 焦粉，然后在上面鋪上1~2層自還原粉塵團塊，轉底爐以煤、煤氣或油作為燃料通過燒嘴將 爐膛溫度升高至1250~1350°C，在此溫度下恒溫10~30min，最后得到金屬化率大于90 %的 珠鐵。 步驟三、珠鐵和渣殼的分離：生產的珠鐵與渣殼鑲嵌在一起，首先對產品進行破碎，隨 后利用磁選實現渣鐵的分離，磁選后所得的珠鐵可直接用于煉鐵或煉鋼工序。2. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述通過 配加生石灰和硅石調節球團二元堿度為0.5~1.5。3. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑鐵礬土質量百分數要求= Al2O3多40，18%彡SiO2彡30% ,Fe2O3彡10%。4. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑鋰輝石〇^41[3丨20 6])質量百分數要求：3.0%〈1^20〈7.0%，17%〈4120 3彡25%，3102〈 80% 〇5. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述的助 熔劑的配加量為混合后粉塵質量的1%~5%。6. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述的粘 結劑為水泥，配加質量為混合料混合后粉塵質量的10%。7. 如權利要求1所述的低溫下利用鋼鐵廠粉塵生產珠鐵的方法，其特征在于:所述的還 原劑為焦粉。
【文檔編號】C21B13/14GK105925744SQ201610306128
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】張建良, 劉征建, 陳子羅, 袁驤, 李世欽
【申請人】北京科技大學