一种低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用钢铁厂粉尘在低温下生产珠铁的方法，该工艺对原料的适应性强，能利用钢铁厂不同流程上产生的粉尘，根据原料的基础物性进行配比。将一种粉尘或者几种粉尘与还原剂、粘结剂以及助熔剂混合均匀后压制成冷固结球团，在转底炉内进行还原、熔化和渣铁分离，得到金属化率高的珠铁和低铁渣。该方法主要由粉尘和助熔剂等原料制备自还原粉尘团块工艺和转底炉低温下冶炼粉尘团块生产珠铁工艺两部分组成，解决了粉尘自还原粉尘团块熔分温度高，有害成分含量高以及渣量大导致的熔分困难等问题。
【专利说明】-种低溫下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法 所属技术领域
[0001] 本发明设及一种钢铁厂粉尘处理工艺，尤其是设及一种利用利用转底炉在低溫下 处理钢铁厂粉尘，生产珠铁的同时回收有价元素锋的转底炉工艺。
【背景技术】
[0002] 钢铁工业作为国民经济的基础产业，其主要产品钢材设及到我们日常生活的方方 面面。近几年来随着钢铁市场产能的严重过剩W及国际社会对环保工作的日益关注，使得 钢铁企业处境艰难，因此寻求节能环保W降低运行成本的出路显得尤为重要。而粉尘是钢 铁企业中污染最重同时也可W作为二次资源进行回收的固体废弃物，粉尘的高效回收利用 会很大程度的提高钢铁厂的竞争力。
[0003] 粉尘主要在烧结、炼铁、炼钢W及社制等工序中产生，具有粒度细、成分复杂、产出 量高的特点，粉尘粒度细容易漂浮在空气中造成环境污染同时也给粉尘的收集带来困难， 成分复杂使得粉尘的回收难度上升。目前钢铁厂处理粉尘的方法主要是返回烧结法，但是 烧结过程不能脱除锋、铅等有害元素，对高炉炼铁会产生一定影响。此外处理粉尘的工艺还 包括湿法工艺和火法工艺，湿法工艺由于存在粉尘的处理效率低、设备腐蚀严重且成本较 高等缺点不作为主要的粉尘处理手段。火法工艺包括直接还原工艺和烙融还原工艺，烙融 还原工艺处理粉尘的效率和锋铅等有害元素的脱除率均较高，但是需要很大的能耗。直接 还原工艺是在海绵铁的烙点之下对粉尘进行的处理，具有有害元素脱除率高、能耗相对较 低的优点，特别是转底炉工艺处理粉尘生产珠铁的前景很大。
[0004] 转底炉工艺主要原料是含碳球团，含碳球团具有还原反应速率快、还原彻底等优 点，因此在利用转底炉处理粉尘时内配碳，将粉尘压制成一种特殊的含碳球团。而转底炉的 问题在于处理效率低，生产珠铁的烙分溫度较高（要求在1400°C W上），尤其是处理脉石成 分多、铁品位低的粉尘团块需要较高的溫度和较长的时间。为此，本发明从改善赔烧环节出 发，提出一种通过添加助烙剂来降低烙分溫度的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明设及一种利用钢铁厂粉尘在低溫下生产珠铁的方法，该方法对原料的适应 性强，能利用钢铁厂不同流程上产生的粉尘，根据原料的基础物性进行配比。本发明提供一 种利用钢铁厂粉尘低溫下快速生产珠铁的工艺，将粉尘与还原剂、助烙剂混合后压制成特 殊的含碳球团，其中还原剂可W为焦粉，助烙剂为铁抓±(Ab化>40% ,18%《Si化《30%， Fe203>10%)或者裡辉石化iAl[Si206]，3.0%<Li20<7.0%，17%<Al20《25%，Si02<80%)， 助烙剂用量为1%-5%。通过配加生石灰和娃石调节球团的二元碱度。将配制好的含碳球团 在低溫下（1250°C~1350°C)能够实现渣铁的快速烙分。
[0006] -种利用钢铁厂粉尘在低溫下生产珠铁的方法，生产过程如下：
[0007] (1)自还原粉尘团块的压制：将烘干后的粉尘与还原剂按C/0=1.0~1.2进行混 合，并配入水泥作为粘结剂W及助烙剂混合均匀后压制成团块，在养护箱内养护72h后烘干 4h即可得到具有一定冷态强度的粉尘自还原团块；
[000引（2)自还原粉尘团块的脱锋：当团块溫度达到907°C后，团块中的锋会被直接还原 出来，随着烟气一起排出，在进入烟尘之前会重新氧化成ZnO,通过烟尘回收装置对其进行 回收用于炼锋工业；
[0009] (3)自还原粉尘团块的还原烙分:在转底炉底部耐火材料上铺一层厚约5~IOmm的 焦粉，防止珠铁粘结。然后在上面铺上1~2层自还原粉尘团块，转底炉W煤、煤气或油作为 燃料通过烧嘴将炉膛溫度控制在1250~1350°C，在此溫度下恒溫10~30min，最后得到金属 化率大于90%的珠铁。
[0010] (4)珠铁和渣壳的分离:生产的珠铁与渣壳镶嵌在一起，首先对产品进行破碎，随 后利用磁选实现渣铁的分离，磁选后所得的珠铁可直接用于炼铁或炼钢工序。
[0011] 利用含锋粉尘生产珠铁的转底炉工艺与传统的转底炉工艺相差不大，只需在原有 的工艺上将炉膛溫度提高50°C~100°C，产品由金属化球团变为珠铁。
[0012] 自还原粉尘团块所用粉尘具有粒度细、比表面积大的特点，与还原剂的接触面积 大，还原时能够快速反应生成金属铁，同时配加的烙剂能够降低渣的烙点，改善渣相的流动 性，运样可W实现低溫下快速烙分。
[0013] 低溫下实现自还原粉尘团块烙分的转底炉工艺的主要设备包括:传统转底炉设 备、混料机、养护车间、破碎机、磁选分离机。
[0014] 相对于普通含碳球团采用铁矿粉为主要原料，自还原粉尘团块的优势在于采用钢 铁厂废弃物作为炼铁原料，具有经济价值和环保意义。同时粉尘中含有的C和化0等资源可 W减少焦粉和生石灰的使用量，粉尘粒度细、比表面积大的提高了团块烙分的效率。
[0015] 本发明提供降低粉尘团块烙分溫度的方法不需要对现有的转底炉工艺进行改动， 并且原料为钢铁厂内来源广泛的粉尘，在技术上具有可行性。本发明所需的烙剂为价格低 廉的铁抓±或裡辉石，原料粉尘来自钢铁厂自身，粉尘本身脱除的锋铅可作为二次资源进 行回收利用，因此本发明提供的工艺具有很高的附加值。同时本发明提供的粉尘处理工艺 能够充分利用钢铁厂的固体废弃物，减少了粉尘对环境的污染。
[0016] 使用粉尘自还原团块烙分生产珠铁的转底炉工艺主要有W下特点：
[0017] (1)钢铁厂粉尘作为生产珠铁的原料，具有来源广泛、价值低廉等优势，且粉尘中 自身的有价元素可W减少还原剂和烙剂等的外配；
[0018] (2)助烙剂铁抓±和裡辉石来源丰富、成本低廉，可W利用自身成分能够实现良好 配渣，且不会引起氣污染等问题；
[0019] (3)转底炉的生产效率可W得到提高，自还原粉尘团块在还原生产的珠铁的同时 挥发进入烟尘的化0含量高可W用于炼锋工艺，提高了生产效益；
[0020] (4)自还原粉尘团块的低溫烙分，降低了转底炉能耗，且破碎磁选工艺解决了传统 生产金属化球团含渣多的问题。
【附图说明】
[0021 ]图1为使用自还原粉尘团块生产珠铁的转底炉工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 布袋灰和电炉灰按质量比为3: 7的比例混合，其成分见表1，粉尘按C/0 = 1.0配加 焦粉，粘结剂水泥配加量为混合粉尘质量的10%，助烙剂铁抓±配加量为混合粉尘质量的 2%，将混合料在高速混料机中进行混匀，混匀过程中采用喷雾形式向混合料中添加水分， 总配加水量控制在粉尘、焦炭、水泥W及助烙剂混合后总质量的10%左右。随后将充分混匀 后的混合料在压球机中用SOMPa压强下保压1分钟将混合料制成块。团块在湿度为95%、25 °C的条件下养护7化后烘干4h，得到自还原粉尘团块。自还原团块在转底炉中赔烧一定时间 即可实现渣铁的良好烙分，生产出质量优良的珠铁。
[0024] 实施例2
[0025] 如实施例1，将粉尘改为机尾灰和电炉灰，仍按质量比为3:7的比例混合，其成分见 表2,助烙剂采用裡辉石，配加量为混合粉尘质量的2%。制成的自还原团块在转底炉中赔烧 一定短时间即可实现渣铁的良好烙分且铁氧化物的还原度高于90%，生产出的珠铁可直接 用于炼钢或炼铁工艺。
[00%]表1实施例1粉尘主要成分 [00271
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【主权项】
1. 一种低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于： 步骤一、自还原粉尘团块的压制：将烘干后的粉尘首先通过配加生石灰和硅石调节球 团碱度，随后与还原剂按C/0 = 0.7~1.1进行混合，并配入粘结剂以及助熔剂混合均匀后压 制成团块，在养护箱内养护72h后烘干4h，得到具有一定冷态强度的自还原粉尘团块备用； 步骤二、自还原粉尘团块的还原熔分:在转底炉底部耐火材料上铺一层厚约5~IOmm的 焦粉，然后在上面铺上1~2层自还原粉尘团块，转底炉以煤、煤气或油作为燃料通过烧嘴将 炉膛温度升高至1250~1350°C，在此温度下恒温10~30min，最后得到金属化率大于90 %的 珠铁。 步骤三、珠铁和渣壳的分离：生产的珠铁与渣壳镶嵌在一起，首先对产品进行破碎，随 后利用磁选实现渣铁的分离，磁选后所得的珠铁可直接用于炼铁或炼钢工序。2. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述通过 配加生石灰和硅石调节球团二元碱度为0.5~1.5。3. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述的助 熔剂铁矾土质量百分数要求= Al2O3多40，18%彡SiO2彡30% ,Fe2O3彡10%。4. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述的助 熔剂锂辉石〇^41[3丨20 6])质量百分数要求：3.0%〈1^20〈7.0%，17%〈4120 3彡25%，3102〈 80% 〇5. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述的助 熔剂的配加量为混合后粉尘质量的1%~5%。6. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述的粘 结剂为水泥，配加质量为混合料混合后粉尘质量的10%。7. 如权利要求1所述的低温下利用钢铁厂粉尘生产珠铁的方法，其特征在于:所述的还 原剂为焦粉。
【文档编号】C21B13/14GK105925744SQ201610306128
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】张建良, 刘征建, 陈子罗, 袁骧, 李世钦
【申请人】北京科技大学