一种低质铁锰渣矿和钢铁工业废料的综合利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于低品位矿石和钢铁工业废料综合回收利用领域，涉及一种低品位复杂铁锰渣矿和钢铁工业含铁、铅、锌废料综合利用的方法。
【背景技术】
[0002]锰元素是炼钢的重要合金元素，能够大幅度提高钢材硬度，增加强度，增强耐磨性，对钢铁生产有着重要的意义。随着经济的发展，对高质量锰合金钢材的需要越来越大。
[0003]目前我国有大量的低品位复杂铁锰矿难以被利用，该类矿因铁、锰含量低，选别难度大。如果不能将其开发利用，会造成资源浪费。以熔融炉为主要设备。利用贫锰矿制取富锰渣的基本原理是根据锰矿中Fe、Mn、P等元素对氧元素亲合力的不同，在熔融炉内通过控制适当的护温，使Fe、P元素尽量还原，而Mn元素尽量少还原。由此把Mn富集在渣中，获得富猛渔和副广品镜铁。
[0004]钢铁厂含铁固体废料主要为烧结、球团、高炉、转炉、电炉和乳制等各个工序的除尘工艺产生的粉尘和污泥，以及渣钢、废钢等资源，一般含有铁、碳和一定量的铅、锌等元素。我国粗钢产量大，每年含铁固体废料产生量约为6000-7000万吨，数量非常庞大。因此，对钢铁厂固体废料进行资源化高效回收利用具有非常大的经济和社会效益。
[0005]中国专利CN105296747 A公开了一种低品位复杂铁锰矿的综合利用方法。将原矿破碎至一定粒度，用高梯度磁选机进行磁选，浮选回收尾矿中的Pb、Zn等有价值元素。将浮选精矿与磁选精矿混合均匀后烧结，烧结矿进入高炉冶炼，在高炉炼铁过程中，Pb以液相沉积在高炉底部并与铁水分离回收，Zn在高炉粉尘中富集，Fe以铁水的形式进入下一道工序，锰进入渣相形成富锰渣。中国专利(授权号CN 103614562 B)名为“一种熔融炉处理钢铁厂固体废料工艺方法”，该发明涉及一种利用熔融炉处理钢铁厂含铁固体废料的工艺。该工艺能对钢铁厂不同成分的含锌、铅固体废料进行处理，充分利用废料中Fe、C等资源，成功地回收废料中锌、铅等有价元素，但冶炼炉渣附加值不高。中国专利CN104988322A公开了一种赤泥和钢渣的综合处理方法，包括:(I)将赤泥、钢渣和还原剂进行混合，以便得到混合物料；
(2)将所述混合物料进行焙烧处理；(3)将步骤(2)所得反应产物进行分离处理，以便得到铁产品和尾渣。该方法可以同时实现赤泥和钢渣两种工业废弃物的综合利用，并且可以得到高品质的铁产品。但是，该专利仍存在冶炼炉渣附加值不高的缺点。本发明将低品位复杂铁锰渣矿与钢铁厂不同成分的含锌、铅固体废料相互配合进行处理和利用，使炉渣成为富锰渣，既提高了熔炼炉渣的附加值，又扩大了处理原料的来源。
【发明内容】
[0006]本发明涉及一种利用熔融炉处理低品位复杂铁锰渣矿和钢铁厂含铁固体废料的工艺。本工艺能对低品位复杂铁锰渣矿和钢铁厂含铁固体废料进行处理，充分利用这些原料中的铁、锰、锌、铅、碳等资源，回收原料中铁、锰、锌、铅等有价元素。
[0007]本发明以低品位复杂铁锰渣矿和含锌、铅的高炉粉尘、转炉污泥、电炉除尘灰、渣钢以及废钢等为主要原料，按原料的特性对各种原料进行分类和管理，部分原料需进行预处理。将各种原料按照一定的配比进行配料，经搅拌后送入料仓，然后进行造块，得到成品团块。成品团块与焦炭混合后送入熔融炉进行高温熔炼，熔炼产生的高温气体经烟气处理系统将烟气中的含碳粉尘和富锌、铅粉尘分别回收，同时可得到高热值煤气，用于熔融炉热风预热及后续其他工序。收集到的富锌、铅粉尘进一步处理，得到较高纯度的锌、铅、钾等产品。熔融炉定期打开排渣口，得到富锰渣;通过炉底的排铅口收集铅液，得到粗铅，同时通过排铁口得到铁水等产品。具体技术方案如下:
[0008](I)将低品位复杂铁锰渣矿和钢铁厂含铁固体废料混合后作为制团原料，选用生石灰作为熔剂，水泥作为粘结剂，煤为还原剂，按低品位复杂铁锰矿和钢铁厂含铁固体废料:生石灰:水泥:煤粉:水约为75-86: 1-4: 3-7: 2-7: 7_10的比例进行配料，充分混匀后经对辊压球机或振动压球机在不低于2010^的压力下压制成块，在温度为20-30°(:，湿度2 95%的环境下养护3至4天后送入料场堆放。
[0009](2)含铁锰渣矿和铁废料制成的团块、焦炭和含锌废钢等原料按照一定的配比运至炉顶料仓，由炉顶料钟加料器加入熔融炉进行还原冶炼。
[0010](3)熔融炉配备有热风炉，熔融炉冶炼时富氧热风由风口吹入炉内，使熔融炉下部的焦炭燃烧，放出热量，同时生成富含CO和CO2的高温炉气，炉料通过与炽热焦炭及高温炉气的接触，完成含铁、锰、锌、铅团块的预热、还原、熔化、渣铁分离等冶金过程，最终在炉内生成铁液、铅液和富锰渣，而还原产物金属锌和部分铅从炉料中挥发出来，进入炉气，并在烟气回收系统中以次氧化锌形式被捕集。
[0011](4)炉气从熔融炉顶部出来后，首先进入旋风除尘器，使炉气中含碳粉尘得到分离，得到含碳量较高、含锌和铅量较低的粉尘，这部分粉尘返回配料造块。炉气经过旋风除尘器后的进入布袋除尘室，得到含锌、铅量较高的次氧化锌，次氧化锌可外售，或通过湿法处理得到锌、铅产品。
[0012](5)残余烟气经净化除尘后得到高发热值的煤气和少量含锌、铅污泥，含锌、铅污泥返回配料造块，高发热值煤气可作为热风炉或其他加热用途的气体燃料。
[0013](6)熔融炉炉缸中生成的铅可定期通过虹吸装置从炉底排铅孔排出，得到含银的粗铅，可通过电解精炼获得高纯度铅和含银、金的铅阳极泥。同时从熔融炉炉缸中还可通过放铁口和放渣口放出铁液和富锰渣。
[0014]本发明的突出特点是通过熔融炉高温熔炼处理铁锰渣矿和钢铁厂含铁固体废料，使锌、铅等元素进入烟气，在炉顶通过旋风除尘器和布袋除尘器，从烟气中回收锌和铅，同时得到高发热值的煤气，并能从熔融炉炉缸中定期排放铅，铁和高锰渣等产品。本发明可处理难选的低品位复杂铁锰渣矿和钢铁企业各种含锌、铅固体废料，处理原料范围广，生产效率高，可生产锌、铅、富锰渣等高附加值产品，经济效益和环境效益显著。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合实施例对本发明作进一步说明，而非限制本发明。
[0017]实施例1:按低品位复杂铁锰渣矿:钢铁厂含铁固体废料:生石灰:水泥:煤粉:水约为45:36: 2:5:4:8的比例进行配料，充分混匀后压制成块，在温度为20-30 °C，湿度2 95 %的环境下养护3至4天后送入料场堆放。将含铁锰渣矿和铁废料制成的团块、焦炭等原料按照一定的配比运至炉顶料仓，由炉顶料钟加料器加入熔融炉进行还原冶炼。团块与焦炭的比例为94: 6 ο铅水、铁水和富锰渣分别通过各自出口回收。富锰渣中Mn品位达到20 %以上，粉尘中Zn品位大于45%。
【主权项】
1.一种低质铁锰渣矿和钢铁工业废料的综合利用方法，其特征在于:将低品位复杂铁锰矿渣矿破碎至-1mm，破碎后的渣矿使用磁选设备进行磁选，磁选产品与钢铁工业含铁、铅、锌废料混合后作为制团原料，对制团后的团矿进行熔融炉冶炼，从熔融炉底部将铅液和铁水进行分别回收，铁水用于炼钢，元素锰进入熔融炉渣相形成富锰渣，而锌挥发并在熔融炉烟尘中以次氧化锌形式回收，回收次氧化锌后的烟气为高发热值煤气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的低品位复杂铁锰矿渣矿含铁23-29%，锰8-20%，还有少量的铅、锌。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:渣矿破碎后使用湿式高梯度磁选机进行磁选，获得磁选铁锰精矿。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:钢铁工业含铁、铅、锌废料通常为含锌、铅的高炉粉尘、转炉污泥、电炉除尘灰、渣钢以及废钢等原料。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:将磁选精矿与钢铁工业含铁、铅、锌废料混合后作为制团原料，在混合料水分为7-10%，燃料配比为2-7%条件下制备成团矿。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:将团矿在熔融炉中还原，使铅、铁、锌充分还原而锰尽量少还原;还原后的铅液在熔融炉底部富集并回收得到铅产品，铁以铁水形式进入钢铁冶炼的下一道工序，锌元素在含锌的粉尘中富集并回收利用，锰元素进入渣相，成为含锰品位在20%以上的富锰渣产品，回收次氧化锌后的烟气为高发热值煤气。
【专利摘要】一种低质铁锰渣矿和钢铁工业废料的综合利用方法。一种低品位复杂铁锰渣矿和钢铁工业含铁、铅、锌废料的综合利用方法，其特征在于：将低品位复杂铁锰矿渣矿破碎至-1mm，破碎后的渣矿使用磁选设备进行磁选，磁选产品与钢铁工业含铁、铅、锌废料混合后作为制团原料，对制团后的团矿进行熔融炉冶炼，从熔融炉底部将铅液和铁水进行回收，铁水用于炼钢，元素锰进入高炉渣相形成富锰渣，而锌挥发并在高炉烟尘以次氧化锌形式回收，回收次氧化锌后的烟气为高发热值煤气。
【IPC分类】C22B7/00, C22B13/02, C22B1/243, C22B5/10, C21B11/00, C22B19/34, C22B47/00, C22B19/30
【公开号】CN105714120
【申请号】CN201610220766
【发明人】赵秦生, 赵洪, 龙婧, 王德, 张强, 王建军
【申请人】唐山市金岭工贸有限公司, 中南大学