本发明技术涉及钢铁领域，具体涉及钢铁工业产生的冶金尘泥处理工艺。
背景技术：
：冶金尘泥含有大量的铁资源，一些如动力灰、炼铁灰、原料灰、瓦斯灰等同时含有大量的碳和铁资源，尤其是瓦斯尘泥中同时含有大量的铁、碳及少量的锌等资源。为了利用冶金尘泥及瓦斯泥中铁、碳、锌元素，相继开发了湿法、火法等诸多提取工艺。针对瓦斯泥的湿法工艺中有浮选-磁〔重〕选工艺可分别将铁、碳、锌元素分别选出，但工序复杂，成本高，选出的铁重新回烧结炼铁；火法工艺中有转底炉工艺。该工艺可将冶金尘泥与含锌瓦斯泥配比造球，但该工艺投资大，设备故障率高、能耗高，成本大，球团金属化率低、易粉化，金属化球团中残留的锌和硫较高。同时上述工艺都要求原料含锌量大于5％，否则没有开发价值，见“高炉瓦斯灰(泥)中提取氧化锌的可行性分析与研究”《冶金环境保护》2006年6期。一般锌含量小于1％的低锌瓦斯尘泥返回烧结使用，大于1％的不能返回烧结，以免高炉结锌瘤影响高炉顺行。冶金尘泥造球用于转炉炼钢冷却剂的自还原工艺铁利用率低，约70％，仅风机抽走损失达20％，球团中的锌随炼钢烟尘由除尘系统回收到转炉烟尘中含量很低，没有利用价值而忽略之，见《铁碳复合球团在转炉炼钢中的应用实践》〔第八届2011中国钢铁年会论文集〕。铁水罐含碳球团自还原工艺中，铁回收率低、锌随烟尘放散而浪费，自还原后的铁不易分离，产生的炉渣需要扒掉，增加工序，此外，对球团中碳含量及水分要求较高，否则会引起爆炸，见“鱼雷罐中泡沫渣成因和控制”《钢铁》〔2012年11月〕。宝钢自主开发的“转炉高温红渣法”在钢渣罐中用钢渣的热能自还原含碳瓦斯泥球团中的铁、锌因效果差、还原出来的金属铁还要通过破碎磁选与钢渣分离、成本高而无实际应用价值，见“冶金含锌尘泥资源化的现状与展望”《中国资源综合利用》2005年6期。锌含量小于1％的低锌瓦斯尘泥及其它含铁或含铁、碳元素的冶金尘泥一般返回烧结利用，经烧结、炼铁工序，工序多、损耗大、能耗高。技术实现要素：针对目前处理高炉瓦斯尘泥及其它含碳、铁冶金尘泥各种工艺存在的弊端和不足，本发明目的旨在开发出一种简便、高效、低成本的瓦斯尘泥及其它含铁及含铁、碳的冶金尘泥处理工艺。本发明的工艺技术方案是这样的：将含锌瓦斯尘泥或其它自然或经加工的含铁、碳冶金尘泥袋装或圆盘造粒后在转炉出钢前或过程中投送到转炉内的渣液面上，投入量为1-10公斤/吨钢，尘泥投入量依据出钢温度、渣量、渣中FeO含量、尘泥含碳量等因素来确定，一般出钢温度高、渣量大、渣中FeO含量高、尘泥含碳低，尘泥可适当多加，否则少加。出钢过程中含锌瓦斯尘泥在高温液态钢渣作用下快速反应，其反应产生的锌蒸气被专设的收尘装置冷却回收。本发明的技术方案的原理是这样的，转炉出钢的时长依据转炉容量大小一般在3-8分钟。出钢时钢水液面覆盖有一层较厚的温度T≥1600℃高温液态渣，此渣出完钢后在溅渣护炉作业时仍需要喷吹大量氮气予以降温才能起渣，不仅氮气耗量大、延长溅渣护炉时间，且大量热能白白浪费。同时转炉渣属于硅酸盐炉渣，其在1500～1600℃的液相阶段的导热系数很低约为0.1～0.3W/m·K)。再加上含锌瓦斯尘泥或其它冶金尘泥加入到渣面后，C+FeO＝Fe+CO↑和C+ZnO＝Zn+CO↑反应产生大量CO气泡形成泡沫渣将进一步阻碍渣的热传递。因此，加入渣液面的高炉瓦斯尘泥或其它冶金尘泥产生的 温降在出钢的短短几分钟内传导有限，对钢水温度影响不大。即使炉内钢水有些温降，对进入到钢包内钢水温降影响也有限，因为进入到钢包的钢水温降与出钢温度成正比，即出钢温度降低，则出钢过程钢水温降相应减小。此外，ZnO+C＝Zn+CO↑的还原反应是反应温度越高，反应速度越快。加之反应产生的大量CO气泡沸腾搅拌使氧化铁和氧化锌的还原反应动力学条件极好。由于钢渣温度高达1500℃以上，远高于含碳球团自还原反应温度910-1200℃，与含碳的固体球团中C与FeO和ZnO的固-固反应相比，液态下还原FeO和ZnO的热力学和动力学条件极好，反应将在极短的时间内很快完成。本发明取得的有益效果是：用本工艺处理含锌瓦斯尘泥或其它含铁、碳的冶金尘泥工艺简单、设备简易、投资省、设备维护费用低。年处理4万吨瓦斯尘泥，其它工艺投资约1500-2000万元，本工艺无需花此笔费用上马昂贵的加热装置，回收锌时，只需要投资约50万元上一套简易收尘设备；无燃料消耗，仅此一项年处理4万吨瓦斯尘泥或其它含铁、碳冶金尘泥仅燃料费用就可节约近两千万元；尘泥中的铁、碳或锌元素均100％回收利用：尘泥中FeO全部被直接还原在转炉内用作炼钢原料，不再经烧结、炼铁工序，大幅减少中间环节铁的损耗和能耗；加入转炉内的尘泥中的碳元素除用于还原尘泥带人的FeO或ZnO外，多余的碳全部用于渣中FeO的还原，碳的利用率100％，渣中FeO部分还原后炉渣熔点提高及渣温降低致渣粘度升高都有利于后续挡渣作业和护炉作业；本工艺对原料没有特殊要求，低锌、高锌、低碳、高碳瓦斯尘泥及其它无锌含氧化铁和碳的冶金尘泥和人为加工的铁、碳尘泥制品都可用本工艺处理；回收锌时，可设置专门的收尘装置，还原反应产生的锌蒸汽得以富集，得到高附加值的富氧化锌产品。具体实施方式转炉出钢前或出钢过程中由人工或料槽向转炉内投放袋装瓦斯尘泥或其它含铁、碳冶金尘泥或用料槽或喷射机喷射投放经圆盘造球机造粒粒度1-10mm尘泥[尘泥中也可配入一些具备粘结、抑渣或还原功能添加剂，如，可加入0-20％废纸浆(干货计)袋装或造粒；加入量1-10公斤/吨钢。具体投入量依据出钢温度、渣量、渣中FeO含量、尘泥含碳量等因素确定。入炉料以均匀铺展为佳。若所投料中含锌，可在转炉出钢位置一侧转炉口处安装吸尘罩，该吸尘罩专门收集来自转炉腔内的烟尘，吸收的烟尘经烟道冷却后由专门布袋收尘。不回收锌时，尘泥也可在出钢前由高位料仓直接加入，也可在出钢后期加入或出钢后期补加部分尘泥。加入方式依据是否回收锌及出钢一侧挡墙设置等情况定。表1瓦斯泥主要成分，％项目TFeCZn瓦斯泥A34.5722.302.17瓦斯泥B23.2336.524.01原料灰38.5823.10.0083实施例1某钢厂50吨转炉。.出钢量67.5吨。测得本炉出钢前钢水温度1660℃，取渣样。转炉摇到出钢位置出钢，在出钢半程时由人工向转炉内投送袋装瓦斯尘泥A135公斤，随即发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢至完毕用时约5分钟。测得钢包内钢水温度为1615℃，测得转炉内渣温1450℃，取渣样。出钢前渣样中TFe13％，出钢后渣样中TFe11.2％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例2某钢厂50吨转炉。出钢量68.1吨。测得本炉出钢前钢水温度1668℃，取渣样。转炉摇到出钢侧与水平夹角45°位置时由料槽向转炉内投送袋装瓦斯尘泥A340公斤，加料毕随后出钢並发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢完毕用时4.6分钟。测得钢包内钢水温度为1617℃，测得转炉内渣温1420℃，取渣样。出钢前渣样中 TFe16.4％，出钢后渣样中TFe12.8％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例3某钢厂50吨转炉。.出钢量67.2吨。测得本炉出钢前钢水温度1659℃，取渣样。转炉摇到出钢侧与水平夹角45°位置由料槽向转炉内投送袋装瓦斯尘泥A268公斤，随后出钢同时炉内发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢完毕用时4.4分钟。测得钢包内钢水温度为1610℃，测得转炉内渣温1411℃，取渣样。出钢前渣样中TFe15.5％，出钢后渣样中TFe12.6％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例4某钢厂50吨转炉。.出钢量67.6吨。测得本炉出钢前钢水温度1676℃，取渣样。转炉摇到出钢侧与水平夹角45°位置时由料槽向转炉内投送袋装瓦斯尘泥A405公斤(其中含5％废纸浆干货，圆盘造粒)，随即发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢完毕用时5分钟。测得钢包内钢水温度为1625℃，测得转炉内渣温1421℃，取渣样。出钢前渣样中TFe17％，出钢后渣样中TFe12.7％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例5某钢厂50吨转炉。.出钢量66吨。测得本炉出钢前钢水温度1667℃，取渣样。转炉摇到出钢位置开始出钢，而后由喷射装置向转炉内投送粒度为2-6mm瓦斯尘泥B(5％废纸浆干货计，圆盘造粒)264公斤，随即发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢至完毕用时4.5分钟。测得钢包内钢水温度为1619℃，测得转炉内渣温1435℃，取渣样。出钢前渣样中TFe16.4％，出钢后渣样中TFe13.1％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例6某钢厂50吨转炉。.出钢65吨。测得本炉出钢前钢水温度1671℃，取渣样。转炉摇到出钢位置开始出钢，而后由喷射装置向转炉内投送粒度为2-6mm瓦斯尘泥(添加5％废纸浆，圆盘造粒)B450公斤，随后发生剧烈反应。反应产生的烟气由转炉口处专设的烟罩收集。出钢完毕用时4.9分钟。测得钢包内钢水温度为1623℃，测得转炉内渣温1418℃，取渣样。出钢前渣样中TFe18.6％，出钢后渣样中TFe13.2％；出钢后渣样中ZnO含量痕迹。实施例7某钢厂50吨转炉。.出钢64.8吨。测得本炉出钢前钢水温度1650℃，取渣样。出钢前停吹提枪时由高位料仓向转炉内加入瓦斯尘泥冷压球(内含15％废纸浆干货计和少量焦油渣)450公斤，随后出钢並发生剧烈反应，反应产生的烟气进入二次除尘系统。出钢完毕用时4.5分钟。测得钢包内钢水温度为1607℃，测得转炉内渣温1412℃，取渣样。出钢前渣样中TFe14.3％，出钢后渣样中TFe12.1％。实施例8某钢厂50吨转炉。.出钢66.7吨。测得本炉出钢前钢水温度1651℃，取渣样。转炉摇到出钢位置，出钢至过半程时由人工向转炉内投送袋装原料灰400公斤，反应产生的烟气进入二次除尘系统，出钢完毕用时5分钟。测得钢包内钢水温度为1592℃，测得转炉内渣温1386℃，取渣样。出钢前渣样中TFe17.8％，出钢后渣样中TFe13.2％。收集的粉尘中ZnO含量达55-78％。以上用实施例对本发明的技术方案作了进一步说明，本发明的保护范围不仅限于此，基于本发明技术方案原理作出的任技术何改进都应属本发明的保护范围。当前第1页1 2 3