一种用高炉铁沟、铁水罐获取铁和锌铅铜锡银等生产方法与流程

文档序号:11647360阅读:506来源:国知局

本发明涉及一种利用钢铁冶金行业炼铁高炉炉前铁沟、铁水罐获取钢铁、有色金属、制酸、化工等工业各种物料中铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等一种生产工艺方法,特别是涉及一种使用含碳还原剂和或含氯化钙(或氯化钠、氯气等)等氯化剂和或含硫化铁(如黄铁矿、硫酸渣残余黄铁矿等)硫酸钙(如石膏、脱硫石膏等)等硫化剂、含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等团块(球团)于高炉铁沟(或称铁水沟,包括撇渣器前出铁沟、撇渣器后铁水主沟、铁水沟摆动流嘴、铁水支沟等)、铁水罐(或称铁水包,包括鱼雷式铁水罐等),通过还原和或氯化挥发和或硫化挥发获取铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等的生产工艺方法.



背景技术:

在各种不同的有色金属矿山,如含氧化锌、氧化铅等铅锌氧化矿和硫化锌、硫化铅等铅锌硫化矿等,经选矿得到的精矿、中矿、尾矿含有一定品位的铁和不同含量的锌铅铜锡铟铋镉锑金银等有色金属成分,在有色金属和制酸、化工等行业,有色金属冶炼厂和各种加工厂(如镀锌厂、硫酸厂等)的除尘灰、铁泥和各种冶炼渣、加工废渣等也含有一定量的铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银等各种有色金属,这些品质不同的各种类型的物料和各种灰、渣、废料通常采用湿法分离、磁选、浮选、韦氏炉、还原烟化炉、氯化烟化炉、硫化烟化炉、还原或氯化回转窑、竖炉、循环流化床等分别进行铁和各种有色金属的分离、提取与回收,比如,将含有残余有色金属的铁精粉销售给钢铁厂、尾渣卖给水泥厂等等,有些有毒危险废料则采取堆存处理,这些处理方法存在设备投资大、运行费用高、成本高的问题,尤其是火法能源消耗大、湿法浸出法则存在药剂消耗大和废液废渣二次污染环保问题,销售给钢铁厂的铁精粉因粒度太细、含硫高、含有残余有色金属而不太受钢厂欢迎.在钢铁和铁合金等冶炼工业,高炉、炼钢转炉和烧结机等冶炼炉机设备生产时也会产生大量的含铁和含有较高的锌铅钾钠氯等有害元素粉尘、污泥等工业废料,因含锌铅钾钠氯等有害元素而影响高炉生产,通常,它们当成废料外卖,或分选、或采用转底炉、回转窑、竖炉等生产工艺进行工业固体废料的处理,进行提锌、生产还原铁或磁选铁粉.很显然,这些传统生产工艺,都存在投资大、能耗高、成本高的间题.



技术实现要素:

本发明的目的:克服现有技术的缺陷,提供一种使用含碳还原剂和或氯化剂和或硫化剂、含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等物质团块(球团)于高炉铁沟、铁水罐获取铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等的生产工艺方法,充分利用炼铁高炉炉前高温液态铁水和熔渣的铁沟、铁水罐熔池(铁浴熔池)特点,采用一种含碳还原剂和或氯化剂和或硫化剂、含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等物质团块(球团),在高炉出铁前和或出铁时加入高炉铁沟、铁水罐中,利用铁沟、铁水罐中的铁水和熔渣的高温翻腾搅动,使团块(球团)中的碳还原剂与铁等化合物反应,还原出来的金属铁等进入铁沟、铁水罐中的铁水,团块(球团)中的碳还原剂和或氯化剂和或硫化剂与锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等各种金属化合物进行还原和或氯化和或硫化反应,挥发出来的锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等各种金属氧化物和或氯化物和或硫化物随烟气通过出铁沟活动沟盖罩、处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩、铁水罐除尘烟罩等吸入除尘器中收集,和或还原的铅铜等部分有色金属在铁沟、撇渣器底部集铅槽中收集.从而增加了炼铁高炉产量,获取了锌铅锡铟铋镉锑铜金银钾钠等金属物质产品,一举两得。

本发明的技术方案:一种使用含碳还原剂和或氯化剂和或硫化剂、含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等物质团块(球团)于高炉铁沟、铁水罐获取铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等一种生产工艺方法,采用较低廉的含碳还原剂的高炉煤气布袋除尘灰(又称高炉瓦斯灰)(或瓦斯泥)和或高炉重力除尘灰和或煤粉(或焦粉、炼焦除尘灰等)等含碳还原剂和或氯化钙(或氯化钠、氯气等)等氯化剂和或含硫化铁的黄铁矿(或含硫酸钙的石膏等)等硫化剂与含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等有色金属精矿、中矿、尾矿以及各种有色金属冶炼渣、除尘灰、除尘泥、热镀锌等废渣、湿法浸出渣、硫酸渣、铜渣、氰化提金提银尾渣等、钢铁和铁合金等工业的高炉除尘灰、烧结机除尘灰、炼钢炉除尘灰(或除尘泥)、钢渣粉、氧化铁皮以及还原铁粉、化工等铁泥、铁粉等一种或几种粉料,经混合制成团块(球团)。根据铁浴熔融还原理论,含碳球团铁锌铅铜等金属氧化物自还原理论以及金属化合物还原、氯化挥发、硫化挥发理论,在高炉出铁前和或出铁时将团块(球团)加入高炉铁沟、铁水罐(铁浴熔池)中,利用了铁沟、铁水罐中的铁水和熔渣的高温熔池的高温条件和翻腾搅动的动能,通过碳来还原铁、锌铅铜锡等化合物,通过氯化剂来将铅铜锡等金属化合物氯化得到氯化铅氯化铜氯化亚锡等金属氯化物,通过硫化剂来将锡等有色金属化合物硫化得到硫化亚锡等有色金属硫化物。高炉铁沟、铁水罐中高温铁水和熔渣给铁锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等金属化合物提供还原、氯化和硫化反应所需高温条件,尤其给铁、锌铅铜锡银等金属化合物提供1300℃以上还原、氯化和硫化反应高温条件,含碳还原剂和或氯化剂和或硫化剂、含铁和锌 铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等化合物团块(球团)发生碳还原剂的还原反应和或氯化剂的氯化反应和或硫化剂的硫化反应所需的还原剂游离碳和氯化剂氯离子和硫化剂硫离子摩尔数过剩系数达到1.0~1.4以上,以提高铁和锌铅铜锡银等金属化合物的还原、氯化和硫化回收效率,以团块状、球团状或颗粒状加入、在撇渣器前的出铁沟铁水流股落入点区域为团块加入主要区域,该区域为各类反应最快最激烈、反应效果最好区域,出铁沟上设置活动沟盖罩,合有锌铅等金属物质的烟气从活动沟盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩,通过管道吸入除尘器中收集,在撇渣器前的出铁沟后段(如1.5~2米左右长度)作为团块(球团)加入处理池,在撇渣器前开一个处理池溢渣口和渣沟,在撇渣器前出铁沟向前一段距离(如前述1.5~2米左右)开一个溢渣口和渣沟,出铁前和或出铁时向处理池盖罩内加入团块(球团),根据后段处理池处理情况控制处理池溢渣口排渣量,处理渣或汇入渣沟、或根据渣中金属成分回收再处理,还原得到的铁进入铁水中,含有锌铅等金属物质的烟气从处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩出口,通过管道吸入除尘器中收集,在铁沟撇渣器后增加一个撇渣器,在两撇渣器之间设置成一个少熔渣铁浴处理池,在处理池增加一个溢渣口和一条新渣沟,前撇渣器出口与后撇渣器入口联通成一个熔池,以形成一个u形铁浴处理池,出铁沟高炉渣被前撇渣器挡住,铁水从前撇渣器挡坝下进入处理池,处理池产生的处理渣被后撇渣器挡住进入新渣沟,铁水从后撇渣器挡坝下进入铁水主沟、支沟、铁水罐,处理时还原得到的铁进入铁水中,处理渣或汇入新渣沟,或根据渣中金属成分回收再处理,产生的含有锌铅铜等金属物质的烟气从处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩出口,通过管道吸入除尘器中收集,在团块(球团)加入铁沟处理时,可以设置喷枪,在还原处理时向处理熔池内团块(球团)加入处熔融反应渣铁层等喷入空气和含碳粉剂、含碳物料等,在氯化挥发时向处理熔池内团块(球团)加入处熔融反应渣铁层等喷入空气和氯化剂等各种所需处理粉剂等,在硫化挥发时向处理熔池内团块(球团)加入处熔融反应渣铁层等喷入空气和硫化剂等各种所需处理粉剂等,铁水罐铁水倒空后在炼钢厂或铁水倒空后从炼钢厂送回高炉炉合下罐位后,将备好的团块(球团)加入铁水罐中,团块在铁水罐中被罐内高温加热,并且部分铁、锌铅铜等化合物发生还原、氯化等反应,出铁时受到高温液态铁水流冲击而发生各类反应,还原得到的铁进入铁水罐中铁水,产生的含有锌铅铜等金属物质的烟气从炉前铁水罐除尘烟罩,吸入除尘器中收集,一些有色金属如铅铜金银等比重较大的有色金属还原后一部分进入烟气,被吸入除尘器中得到收集,一部分则会进入铁水中,沉积在铁沟底部或缝隙中、撇渣器底部缓冲沉淀区和丰字形排铅槽中,最终从底部排铅槽中将含有金银铜等金属的粗铅排出并收集。

合有较多碳还原剂的高炉瓦斯灰(或瓦斯泥)、高炉重力除尘灰、含碳煤粉(或焦粉、炼焦除尘灰等)等还原剂和或氯化钙等氯化剂和或硫化铁(如黄铁矿等)硫酸钙(如石膏等)等硫化剂与其它含铁和含锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等物质粉料混合,制成团块(球团),团块(球团)加入铁沟,铁水罐后,在铁水和熔渣的高温翻腾搅动下,产生激烈的化学反应,冒出很大的烟气,还原和或氯化和或硫化反应出来的锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等金属氧化物、氯化物、硫化物挥发随烟气通过出铁沟活动沟盖罩、铁沟和渣沟沟盖、除尘烟罩、铁水罐除尘烟罩,经管道,在除尘器和或湿法收集系统中被收集,结合环保对炉前铁沟进行全封闭或半封闭收集烟气,出铁沟活动沟盖罩、处理池盖罩、铁沟和渣沟沟盖、除尘烟罩、铁水罐除尘烟罩等设置换热管换热器以回收能源供热和发电,换热循环热水从供热站或发电厂直接提供,或从供热站或发电厂经冲渣水换热器、冲渣沟蒸汽换热器再到铁沟和渣沟沟盖换热管换热器、炉前等除尘烟罩换热管换热器、铁水罐除尘烟罩换热管换热器、处理池盖罩换热管换热器、炉前出铁沟活动沟盖罩换热管换热器等换热管换热器,得到的高温热水和蒸汽送往供热站使用或发电厂发电,发电机可采用螺杆膨胀发电机,出铁沟活动沟盖罩设置机构等方便开闭和升降,避免影响炉前泥炮和开口机等设备工作,还原出的铁等熔融进入铁水,产生的熔渣随铁沟中的高炉熔渣一道进入渣处理系统,或熔渣浮在铁水罐铁水面上,送炼钢厂扒渣或撇渣去除,视铜金银等金属化合物含量高低对收集的浮渣进行再回收利用,为便于往铁沟、铁水罐中能按需要量加入团块(球团),降低劳动强度,提高安全性,在高炉出铁场铁沟(包括铁沟处理池)、铁水罐上方安装加料装置,加料装置包括上端有一个小料斗,小料斗下有阀门,下端下料管(可活动、可摆动等)对着铁沟、铁水罐,用炉前天车等将团块吊运装入小料斗,通过控制阀门开度控制下料量,经下料管,将团块(球团)加入铁沟、铁水罐中,或在高炉出铁场铁沟、铁水罐上方安装加料漏斗,经加料斗和输送设备加入加料漏斗加入铁沟、铁水罐,铁水罐倒空铁水后一次性通过加料装置等将团块(球团)加入铁水罐中,或用人工加入团块(球团)到铁沟、铁水罐,团块(球团)可用压球机、造球机等机械设备制成,可用手工制成。

高温碳还原法是以碳和碳氧化反应得到的一氧化碳这两种还原剂来还原铁和锌铅铜锡等化合物,碳既能有效还原铁、锌等金属化合物,也能还原铅铜金银等有色金属化合物,一些有色金属如锌等在高温还原后挥发再氧化成氧化物进入烟气,另外一些有色金属如铅铜金银等比重较大的有色金属还原后一部分进入烟气、一部分会进入铁水中,或随铁水带走,或沉积在铁水沟底部或缝隙中,可以在出铁主沟末端的撇渣器底部等地方设置有缓冲沉淀区和丰字形排铅槽,以便铅铜金银等比重较大的金属沉积在耐火材料缝隙(如砖缝)中,最终从底部排铅槽中将含有金银铜等金属的粗铅排出并收集。

以氧化亚铁,氧化锌矿物为例,铁浴熔融高温碳还原法发生碳和一氧化碳为还原剂的还原反应,如发生以下反应:

feo+c=fe+co

feo+co=fe+co2

(zno)+c=zn(g)+co

(zno)+co=zn(g)+co2

c+co2=2co

(zno)+[c]=zn(g)+co

c=[c]

(zno)+fe=zn(g)+(feo)

(feo)+c=fe+co

在铁浴中,因铁浴中含有饱和碳,发生熔融还原反应,其传热方式为传导传热,传热速度快,并利用了铁水和熔渣的高温显热,使得各种金属氧化物还原反应加快,锌蒸气挥发,发生氧化放热反应,生成氧化锌随烟气吸入除尘器中被收集。

以锡的氧化物和硫化物为例,高温还原氯化挥发法是以氯化亚锡和其他有价金属氯化物的生成和挥发为依据,氯化亚锡的生成反应为:

sno2+cacl2+co=sncl2(g)+cao+co2

2sns+2cacl2+3o2=2sncl2(g)+2cao+2so2

cacl2在高温下(>750℃)与水蒸气作用生成气态hcl,在有co参加下与sno2反应生成sncl2.sio2的存在有利于氯化反应的进行,反应如下:

cacl2+h2o=cao+2hcl

cacl2+sio2+h2o=cao·sio2+2hcl

sno2+2hcl+co=sncl2(g)+h2o+co2

在氯化反应温度下,生成的sncl2极易从物料中呈气相挥发成烟气而得到提取,挥发的sncl2在烟气中遇有水蒸气和氧气存在时又极易生成sno2和hcl进入烟气,烟气净化处理时,用石灰等中和hcl,得到cacl2等,作为氯化剂返回使用:

烟气吸入收尘器中,锡被捕集下来。

以锡为例,高温硫化挥发法是以硫化亚锡的生成和挥发理论为基础,炼锡炉渣中含锡主要以sno形态存在,当掺入黄铁矿硫化剂时,在还原气氛中,黄铁矿分解产物与锡组分在高温下进行硫化反应生成硫化亚锡并挥发,即产生如下反应:

而当在锡中矿处理中掺入脱硫石膏等硫酸钙硫化剂时,在还原气氛中,硫酸钙分解产物与氧化锡在高温下进行硫化反应生成硫化亚锡并挥发,即产生如下反应:

caso4+2c=cas+2co2

sno2+co+sio2=snsio3+co2

snslo3+cas=sns(g)+casio3

在铁浴熔池中,还原剂碳、co发生以下熔融还原反应,其传热方式为传导传热,传热速度快,并利用了铁水和熔渣的高温显热,使得各种金属硫化反应加快:

feo+c=fe+co

feo+co=fe+co2

c=[c]

黄铁矿的分解产物硫化亚铁及硫与炉渣之间充分接触,更有利发生硫化反应,炉渣的剧烈翻腾又有助于硫化亚锡的挥发。

生成的硫化亚锡在熔炼温度1200-1300℃以上的情况下,呈气态挥发出去,在烟气上升中sns又被空气等氧化成sno2进入烟气,锡在收尘器中被捕集下来。

包括硫化亚锡等金属硫化物在一定温度有氧的条件下会发生氧化放热反应,产生自热,补充热量:

2mes+3o2=2meo+2so2+放热

如硫化铅在高温下氧化,产生放热反应:

2pbs+3o2=2pbo+2so2+放热

在除尘灰、除尘泥、冶炼渣或有色金属矿、尾矿中含有金属氯化物(如烧结机除尘灰中氯化铅、氯化钠、氯化钾等)、硫化物时,在铁沟、铁水罐铁水熔渣1300℃以上高温条件下,金属氯化物、硫化物易挥发,在有空气等氧化气氛时硫化物容易氧化成氧化物并放热,补充热量,可方便地进行收集。

本发明的有益效果:采用较低廉的含碳还原剂的高炉瓦斯灰(或瓦斯泥)和或高炉重力除尘灰和或含碳煤粉(或焦粉、炼焦除尘灰等)等还原剂和或氯化钙等氯化剂和或黄铁矿(或石膏等)等硫化剂与含铁和锌铅铜(和或锡铟铋镉锑金银钾钠等)等有色金属精矿、中矿、尾矿以及各种有色金属冶炼渣、除尘灰、除尘泥、热镀锌等废渣、湿法浸出渣、硫酸渣、铜渣、氰化提金提银尾渣等、钢铁等工业的高炉除尘灰、烧结机除尘灰、炼钢炉除尘灰(或除尘泥)、炼钢钢渣粉、氧化铁皮以及还原铁粉、化工等铁泥、铁粉等一种或几种粉料,经混合制成团块(球团),在高炉出铁前和或出铁时加入高炉铁沟、铁水罐中,利用了铁沟、铁水罐中的铁水和熔渣的高温熔池的高温反应条件使铁等氧化物还原、使锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等金属化合物进行还原和或氯化和或硫化反应,得到的有色金属和各种氧化物、氯化物、硫化物挥发并收集,还原的铁等进入铁水。由此,通过高炉铁沟、铁水罐这一载体获得了物料中铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等金属物质这些有价值的东西,达到了全处理收集获取,然而常规的浮选、湿法浸出、韦氏炉、烟化炉、转底炉、回转窑、竖炉等处理这些工业废料的传统生产工艺需要消耗大量的燃料来获得还原铁和还原、氧化、硫化挥发锌铅铜锡等有色金属化合物所需的高温条件,而且设备投入大、人工及运行费用高,因而本工艺方法不仅仅是做到了铁和锌铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等金属物质的全处理收集获取,而且高炉瓦斯灰(或瓦斯泥)、重力除尘灰中的碳得到了充分利用,大幅度降低了燃料消耗成本和人工及动能运行成本,其效果,一是提高了高炉铁水产量和副产品水渣产量,二是除尘器收集的锌以及铅铜锡铟铋镉锑金银钾钠等各种金属物质得到了有效收集获取,成为一种有经济价值的主要产品,三是较好地处理了钢铁、有色金属和制硫酸、化工等行业这类难以处理的危害环境的工业危险废料,变废为宝,四是铁水还发生了部分脱硅放热反应,起到了铁水“三脱”预处理“脱硅脱硫脱磷”中的脱硅效果,减少了铁水的温降,降低了炼钢冶炼的渣量,铁水硅降低有利转炉脱磷,并为后续铁水需要脱硫脱磷预处理创造了条件,五是出铁沟活动沟盖罩、处理池盖罩、铁沟和渣沟沟盖、除尘烟罩、铁水罐除尘烟罩等设置换热管换热器以回收能源实现供热和发电,因而具有较好的经济和社会效益,采用氯化、硫化回收处理时,可以对除尘器过滤后的外排废气中氯、硫等进行控制处理,或进行水洗涤过滤等处理,回收其中的有色金属和酸、盐等。

具体实施方式

实施例一:在一高炉一号出铁场贮铁式铁沟中加入含碳的高炉瓦斯灰、锌铅灰渣等制成的含碳含铁和锌铅等化合物团块,块度约25mm,出铁前往铁沟中均匀加入500公斤团块,出铁时,从铁口喷涌而出的渣铁流股在落下点形成一个大的漩涡,温度在1500℃左右,团块随铁水沟内翻腾的高温铁水和熔渣一起在铁水沟内迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化的渣与铁水沟内熔渣一道进入冲渣沟成为水渣,锌等有色金属元素还原挥发氧化后成烟气通过沟盖、炉前除尘烟罩,在炉前布袋除尘器中被收集,出铁量约200吨。

团块成分:

实施例二:在一高炉一号出铁场贮铁式铁沟中使用含碳的高炉瓦斯灰、萤石与含锌铅锡等有色金属较高的锡中矿、硫酸渣和铜渣等制成的含碳含铁和锌铅铜锡等化合物团块,块度约40mm的压球,加1.5吨团块,首先使用天车将团块吊运装入小料斗,出铁前往铁沟中加入200公斤团块,下料管对着出铁口铁水落下点,打开铁口出铁后,团块通过料斗下阀门、输送皮带到铁沟上方漏斗、下料管(可活动、可摆动),陆续往高炉铁沟中加入余下的团块,出铁时,从铁口喷涌而出的渣铁流股在落下点形成一个大的漩涡,温度在1490℃左右,团块随翻腾的高温铁水和熔渣一起在铁沟内迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化的渣与铁沟内熔渣一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜锡等元素还原挥发后成烟气通过出铁沟沟盖罩、沟盖、炉前除尘烟罩,在炉前布袋除尘器中被收集,可升降的出铁沟沟盖罩、渣沟沟盖、炉前除尘烟罩设置换热管,其产生的高温热水和蒸汽接入发电厂换热站发电,出铁量约210吨。

团块成分:

实施例三:在一高炉二号出铁场贮铁式铁沟中使用含碳的高炉瓦斯灰、煤粉与锌铅灰渣、硫酸渣等制成的含碳含铁和锌铅铜等化合物团块,块度约30mm,首先使用天车将团块吊运装入铁沟上小料斗,出铁前往铁沟中加入200公斤团块,下料管对着出铁口铁水落下点,打开铁口出铁后,通过阀门、下料管(可活动、可摆动),陆续往铁沟中加入2.5吨团块,出铁时,从铁口喷涌而出的渣铁流股在落下点形成一个大的漩涡,温度在1500℃左右,团块随铁水流股在大漩涡内被翻腾的高温铁水和熔渣迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化的渣与铁沟内熔渣一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜等物质还原成烟气通过出铁沟活动沟盖罩、渣沟沟盖、炉前除尘烟罩,在炉前布袋除尘器中被收集.还原的部分铅铜等进入专设的底部丰形沉淀集铅槽中定期排出而收集,出铁量约200吨,可升降出铁沟活动沟盖罩、渣沟沟盖、炉前除尘烟罩设置换热管,其产生的高温热水和蒸汽接入发电厂换热站发电。

团块成分:

实施例四:在二高炉一号出铁场贮铁式铁沟中使用煤粉、氯化钙与含锌铅铜金银等有色金属铜渣、硫酸渣、烧结机除尘灰等制成的含碳含氯化钙及含铁和锌铅铜金银等化合物团块,块度约30mm,将贮铁式铁沟加长2米,并适当加宽,将撇渣器后移2米,在撇渣器前的铁沟后段2米长度作为团块加入处理池,将现有渣沟入口仍作为高炉渣主要溢渣口,在撇渣器前的铁沟末端新开一个溢渣口,作为处理产生的新渣的一个出口,开一小沙坝口,并新开一条新渣沟,将新渣沟并入原渣沟,首先使用天车将团块吊运装入后段铁沟处理池上的小料斗,打开铁口出铁后,通过阀门、下料管,陆续往铁沟后段处理池盖罩中加入1吨团块,通过喷枪,向后段处理池盖罩内熔融渣铁层等喷入空气和高炉瓦斯灰进行铁锌等元素的还原反应,出铁时,铁水温度在1460℃以上,团块随翻腾的高温铁水和喷枪喷吹搅动的熔渣一起在后段处理池盖罩内迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化成液体的渣与铁沟内熔渣汇合一道从新开溢渣口和或小沙坝口处流出,进入渣沟、冲渣沟,成为水渣,锌铅铜金银等元素还原氯化后成烟气从后段处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩出口、管道,被吸入炉前湿式除尘器系统中,从而得到收集,出铁量约190吨。

团块成分:

实施例五:在一高炉二号出铁场铁沟撇渣器后使用煤粉、黄铁矿与含锌铅锡铜等有色金属较高的锡中矿、硫酸渣等制成的含碳含硫化铁及含铁和锌铅铜锡等化合物团块,块度约25mm,在铁沟撇渣器后增加一个撇渣器,在两撇渣器之间设置成一个较大的u形铁浴处理池,在处理池增加一个溢渣口和一条新渣沟,打开铁口出铁,铁水经过处理池时陆续往处理池中加入800公斤团块,通过喷枪,向处理熔池内熔融反应渣铁层等喷入空气和含碳含黄铁矿等粉料加快反应,出铁时,处理池中铁水温度在1460℃以上,团块随翻腾的高温铁水和喷枪喷吹搅动的熔渣一起在处理池内迅速反应、熔化,产生大量的烟气,硫化物与空气中氧发生自热反应放出热量,还原的铁变成铁水,熔化的处理渣经排渣沟流入原渣沟与渣沟内高炉熔渣汇合一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜锡等元素还原和硫化后成烟气从处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩出口,通过管道,被吸入炉前布袋除尘器回收系统中收集,进入铁水的部分铅铜锡等金属可在专设的底部丰形集铅槽中收集.处理池盖罩、渣沟沟盖、除尘烟罩设置换热管,其产生的高温热水和蒸汽接入发电厂换热站发电,出铁量约210吨。

团块成分:

实施例六:在一高炉二号出铁场贮铁式铁沟中使用高炉瓦斯灰、烧结机除尘灰与含锌铅金银铜等有色金属较高的硫酸渣、锌铅渣等制成的含碳含铁和锌铅铜金银等化合物团块,块度约35mm,首先使用天车将团块吊运装入铁沟上小料斗,下料管对着出铁口铁水落下点,打开铁口出铁后,通过阀门、下料管(可活动、可摆动),陆续往铁沟中加入2吨团块,出铁时,从铁口喷涌而出的渣铁流股在落下点形成一个大的漩涡,温度在1490℃左右,团块随铁水流股在大漩涡内被翻腾的高温铁水和熔渣迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化的渣与铁沟内熔渣一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜金银等元素还原成烟气通过出铁沟活动沟盖罩、铁沟渣沟沟盖、炉前除尘烟罩,在炉前布袋除尘器中被收集.还原的部分铅铜金银等进入专设的底部丰形沉淀集铅槽中定期排出而收集.可升降的出铁沟上活动沟盖罩、渣沟沟盖、炉前除尘烟罩等设置换热管,其产生的高温热水和蒸汽接入发电厂换热站发电.出铁量约220吨.

团块成分:

实施例七:在二高炉二号出铁场铁沟撇渣器后使用高炉瓦斯灰、氯化钙与含锌铅铜金银等有色金属较高的铜渣、硫酸渣、锌铅渣等制成的含碳含氯化钙及含铁和锌铅铜金银等化合物团块,块度约25mm,在铁沟撇渣器后增加一个撇渣器,在两撇渣器之间设置成一个较大的u形铁浴处理池,在处理池增加一个溢渣口和一条新渣沟,打开铁口出铁,铁水经过处理池时陆续往处理池中加入1.5吨团块,氯化反应基本完成后,通过喷枪,向处理池内熔融渣铁层喷入高炉瓦斯灰进行铁等元素的进一步还原反应,出铁时,处理池内铁水温度在1460℃以上,团块随翻腾的高温铁水和喷枪喷吹搅动的熔渣一起在处理池内迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔入高炉铁沟铁水,一道经第二撇渣器通过支沟流入铁水罐中,熔化的处理渣流入新渣沟与原渣沟内高炉熔渣汇合一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜金银等元素还原和氯化后成烟气从处理池盖罩、铁沟渣沟沟盖、除尘烟罩出口,通过管道,被吸入炉前湿式除尘器系统中收集,出铁量约200吨。

团块成分:

实施例八:在一高炉一号出铁场炉前撇渣器后铁沟支沟分流三叉段铁沟(相当于大高炉摆动流嘴铁沟)位置使用煤粉、萤石、生石灰粉与氧化铁皮、高铁化工铁泥、含锌较高的还原铁粉、锌铅粉灰等制成的含碳含铁和锌铅等化合物团块,块度约2-25mm,以颗粒和小块为主,使用天车将团块吊运装入支沟分流三叉段铁沟上方加料装置的小料斗,打开铁口出铁,铁水过撇渣器流入支沟分流三叉段铁沟后,打开阀门,通过下料管,往支沟分流三叉段铁沟陆续加入1吨团块,铁水在流入支沟分流三叉段铁沟内形成一个较大的漩涡,温度在1450℃以上,团块随铁水流股在漩涡内被翻腾的高温铁水迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水、未完全反应的团块和熔化的渣一道进入铁水罐,锌铅等还原挥发氧化后成烟气通过沟盖、炉前铁水罐除尘烟罩,再被吸入炉前布袋除尘器中收集,团块在铁沟和铁水罐中与铁水还发生了部分脱硅放热反应,有利减少铁水温降,降低炼钢冶炼的渣量,铁水硅降低有利转炉冶炼脱磷操作,铁水罐送炼钢厂后扒渣,出铁量约210吨。

团块成分:

实施例九:在二高炉一号出铁场炉前铁水罐中使用煤粉、氯化钙和萤石与含锌铅铜金银等较高的铜渣、硫酸渣、锌铅灰等制成的含碳含氯化钙及含铁和锌铅铜金银等化合物团块,块度约25mm,以颗粒和小块为主,铁水罐从炼钢厂送回高炉炉台下罐位后,将备好的团块5吨加入2个铁水罐中,团块在铁水罐中被罐内高温加热,并且部分铁和锌铅铜金银等化合物发生还原、氯化等反应,打开铁口出铁,高温铁水过撇渣器流入铁水罐中,铁水流股在铁水罐内形成一个较大的漩涡,温度在1400℃以上,热的团块在铁水流股漩涡内被翻腾的高温铁水迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水、熔化的渣浮在铁水罐铁水面上,锌铅铜等还原、氯化挥发后成烟气经炉前铁水罐除尘烟罩,被吸入炉前湿式除尘器系统中收集,未反应的铅铜金银等有色金属化合物在铁水罐熔渣中,送炼钢厂后扒渣,对扒出的浮渣对渣中的铅铜金银等有色金属重新回收,出铁量约200吨。

团块成分:

实施例十:在一高炉二号出铁场贮铁式铁沟中使用高炉瓦斯灰、烧结机除尘灰与含锌铅铜金银等有色金属较高的硫酸渣、锌铅渣等制成的含碳含铁和锌铅铜金银等化合物团块,块度约35mm,首先使用天车将团块吊运装入铁沟上小料斗,出铁前往铁沟中加入200公斤团块,下料管对着出铁口铁水落下点区域,打开铁口出铁后,通过小料斗下料管阀门、下料管(可活动、可摆动),陆续往铁沟中加入1.5吨团块1,出铁时,从铁口喷涌而出的渣铁流股在落下点形成一个大的漩涡,温度在1480℃左右,团块随铁水流股在大漩涡内被翻腾的高温铁水和熔渣迅速反应、熔化,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水,熔化的渣与铁沟内熔渣一道进入冲渣沟成为水渣,锌铅铜金银等元素还原成烟气通过出铁沟上活动沟盖罩、铁沟渣沟沟盖、炉前除尘烟罩,吸入炉前布袋除尘器中被收集.还原的部分铅铜金银等进入专设的底部丰形沉淀集铅槽中作为粗铅定期排出而收集,可升降的出铁沟活动沟盖罩、铁沟和渣沟沟盖、炉前除尘吸烟罩等设置换热管换热器,其产生的高温热水和蒸汽接入发电厂换热站发电,与此同时,在炉前铁水罐中使用煤粉和萤石与氧化铁皮、含锌较高的还原铁粉、锌铅粉灰、硫酸渣等制成的含碳含铁和锌铅铜等化合物团块2,块度约25mm,以颗粒和小块为主,铁水罐从炼钢厂送回高炉炉台下罐位后,将备好的团块2总量5吨加入2个铁水罐中,团块2在铁水罐中被罐内高温加热,并且部分铁锌铅等化合物发生还原等反应,打开铁口出铁,高温铁水过撇渣器流入铁水罐中,铁水流股在铁水罐内形成一个较大的漩涡,入铁水罐铁水温度在1400℃以上,团块在铁水流股漩涡内被翻腾的高温铁水迅速熔化、反应,产生大量的烟气,还原的铁变成铁水、熔化的渣浮在铁水罐铁水面上,锌铅等还原挥发氧化后成烟气经炉前铁水罐除尘烟罩,被吸入炉前布袋除尘器中收集,铁水罐中的铁水还发生了部分脱硅放热反应,既可降低炼钢冶炼的渣量,铁水硅降低又有利转炉冶炼的脱磷操作,未还原的铅铜等有色金属化合物在铁水罐熔渣中,送炼钢厂后扒渣,对扒出渣对渣中的铅铜等有色金属重新回收,出铁量约220吨。

团块1成分:

团块2成分:

在以上实施例中,固体团块在铁沟、铁水罐中熔融还原、氯化和硫化反应后很快熔化,与铁水和熔渣熔融在一起,冒出大量烟气,团块熔融还原、氯化和硫化反应后产生的铁和渣与从高炉排出的铁水和熔渣混合在一起,不太容易将团块熔融还原、氯化和硫化反应后产生的铁和渣挑出之后检验.为验证团块熔融还原、氯化和硫化反应的效果,选择在一个基本无渣的铁水熔池中,分10次分别加入一定量的以上10个配比制成的团块做验证试验,验证结果表明,团块激烈反应、很快熔化,产生大量烟气,基本上都反应3~5分钟左右结束,铁水熔池内团块大幅缩减,仅残留不多的渣浮在铁水面上,消失的团块已变成铁水,熔入铁水熔池内,无法分离,但浮在铁水面上的残渣则是干净的新渣,完全可以验证团块熔融还原、氯化和硫化反应后的实际效果,从铁水熔池内捞出的残渣为玻璃渣,重量轻,检验表明,残渣含铁低,全铁只有0.5~7%,由此可知,团块熔融还原、氯化和或硫化反应后残余物不多,残渣含铁也很低,基本不含锌铅铜锡银等元素,团块中铁和锌铅铜锡银等化合物得到了较充分的还原、氯化和硫化反应,铁元素还原率可以达到93~98%以上,铁进入铁水中,铁的收得率较高,与此同时,残渣sio2较高,碱度在0.35~0.91,远低于高炉正常的渣碱度1.15水平,表明铁水中的si部分变成了si02,铁水发生了si的氧化反应2(feo)+[si]=2fe+sio2等,铁水的脱硅放热反应,有利于减少铁水温降,降低炼钢冶炼的渣量,铁水硅降低有利下道工序转炉脱磷操作,并为后续铁水需要脱硫脱磷创造了条件。

经检验,极易还原、氯化和硫化反应的锌铅铜锡银等元素反应挥发变成烟气从出铁沟活动沟盖罩、处理池盖覃、铁沟沟盖、渣沟沟盖、炉前除尘烟覃等,经除尘管道,被吸入出铁场除尘器中收集,收集的除尘灰中锌铅铜锡银等有色金属含量大幅增加,锌铅铜锡银等有色金属还原、氯化和硫化回收率可以达到90~98%以上。

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