节能隔焰火法脱锌工艺的制作方法

本发明属于冶金技术领域，具体地说，本发明涉及一种节能隔焰火法脱锌工艺。

背景技术：

在高炉炼铁过程中由于原料条件及工艺设置等原因不可避免的会产生含锌的炼铁尘泥，为钢铁厂的固体废弃物。其中以瓦斯泥最为显著，其含锌量可高达3％～20％。锌对于高炉来讲属于有害元素，影响高炉使用寿命和炉况。除了含锌外，这些尘泥中还含有相当部分的铁。传统的处理方法是将这些尘泥返回参与烧结，但这样会导致锌在炼铁环节不断的循环富集，从而使高炉中锌的毒害作用越来越大。

对我国现有的钢铁产量来讲，炼铁尘泥的产量是非常大的，瓦斯泥的年产生量约为铁水产量的1％，就全国而言每年会产生约650万吨瓦斯泥。对于年产500万吨铁的中型钢铁厂而言，每年会产生瓦斯泥约5万吨。从这些数据可以看出无论是单个钢铁公司还是整个钢铁行业每年都会产生大量的瓦斯泥。所以将锌开环，将其从瓦斯泥中还原出来，再将剩下的被还原的含铁熟料返回高炉参与炼铁，既能解决锌对高炉的毒害作用，变废为宝，同时又能改善高炉原料的入炉条件，改善炉况，从而实现真正的资源综合利用。

目前，对于含锌固废的处理，较为成熟的方法是采用转底炉脱锌工艺，原理是利用锌的沸点较底，在高温还原条件下，锌的氧化物被还原，并气化挥发成锌蒸汽，随着烟气一起排出，使得锌与固相分离，在气化相中，锌蒸汽又很容易被氧化而形成锌的氧化物颗粒，同烟尘一起在烟气处理系统中被收集。

转底炉脱锌工艺的优点是脱锌率高、处理物便于利用，但是还存在一些不足，主要体现在：

1、工艺设备庞大、投资大、运行成本较高；

2、消耗钢铁厂紧缺的焦炉煤气，节能效果有限；

3、回收的粗锌粉杂质含量高；

4、烟气处理量过大，导致处理系统庞大；

5、烟气中粉尘粘结性强，易导致烟气通道堵塞，系统作业率无法提高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种节能隔焰火法脱锌工艺，主要目的是解决烟气通道堵塞的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：节能隔焰火法脱锌工艺，包括步骤：

用含锌物料制造生球或生块；

将生球或生块布入内置有隔焰结构的转底炉中进行还原和锌分离；

回收转底炉内的含锌烟尘获得粗锌粉和还原后的金属化球团。

所述隔焰结构将所述转底炉的炉膛分割成上、下两个腔室，生球布入下腔室的环形炉床上。

所述转底炉的炉体上腔室对应的位置处设有用于提供还原反应所需热量和温度的多个燃烧室。

还原反应过程中，煤气燃烧产生的高温烟气处于上腔室中，隔焰结构将上腔室中的高温烟气与下腔室中生球或生块还原产生的含锌烟尘分割开来。

每个燃烧室至少设有一对蓄热式烧嘴。

所述转底炉还具有与下腔室连通且提供让下腔室中的含锌粉尘输出的载气 的烟气燃烧室。

所述烟气燃烧室内为正压环境，所述下腔室内为负压环境。

所述烟气燃烧室设置于所述转底炉的物料进、出口处，且在物料进、出口处分别设有一个。

制造生球或生块时，将含锌物料与其它物料配制成含碳10％～16％的混合料。

隔焰结构的材料为高导热耐火材料。

本发明的节能隔焰火法脱锌工艺，采用内置有隔焰结构的新型转底加热炉，隔焰结构将提供热量燃烧产生的大量高温烟气与生球或生块还原产生的少量含锌烟尘分割开来，大量高温烟气的通道由此可避免堵塞，而下腔室的少气量高含锌高温烟尘直接被高效收尘装置收集，避免大烟气量把杂质混入，同时得到更高附加值的粗锌粉；由于燃烧室采用蓄热式烧嘴，燃烧产生的高温烟气能直接进入蓄热式烧嘴中对侧蓄热体，循环交替加热煤气和助燃空气，解决现有转底炉需要高热值煤气以及高温烟气余热利用效率低的问题，实现节约能源的目的。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明节能隔焰火法脱锌工艺的工艺流程图；

图2是转底炉的结构示意图；

图中标记为：

1、炉床；2、炉体；3、上腔室；4、下腔室；5、隔焰结构；6、蓄热式烧嘴。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步 详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种节能隔焰火法脱锌工艺，其主要包括如下的步骤：

用含锌物料制造生球或生块；

将生球或生块布入内置有隔焰结构的转底炉中进行还原和锌分离；

回收转底炉内的含锌烟尘，获得粗锌粉。

如图1所示，在步骤(1)中，制造生球或生块时，将含锌物料与其它物料按照一定的比例配置成含碳10％～16％(重量百分比)的混合料。然后将混合料润磨，接着加水造球或压块，再进行烘干后，制成干的生球或生块。

如图1所示，在步骤(2)中，将烘干后的生球或生块均匀布入转底炉的环形炉床上形成1至2层的待焙烧球层或块层；生球或生块通过环形炉床的旋转，依次进入升温段、还原一段、还原二段完成生球或生块的升温、还原、固结，实现锌、铅、碱金属的还原、气化、分离及铁氧化物的还原，达到含锌物料的脱锌和铁元素的金属化的目的，其间产生含锌粉尘主要含有金属锌、ZnO并含有少量的金属铅、ZnCl、PaO、PaCl、K₂O、Na₂O、KCl、NaCl；提供含锌物料还原的温度来自于隔焰结构的辐射热，而隔焰结构的表面温度来自于带有蓄热式烧嘴的燃烧室中已被蓄热体加热的煤气与助燃空气燃烧产生的热量。由于煤气燃烧的烟气被燃烧室下端的隔焰结构隔离，使得燃烧的高温烟气与焙烧含锌生球或生块产生的含锌烟尘隔离，故燃烧室中的高温烟气能直接进入蓄热烧嘴中对侧蓄热体，循环交替加热煤气与助燃空气，解决现有转底炉需要高热值煤气以及高温烟气余热利用效率低的问题，实现节约能源的目的。

具体地说，如图2所示，横置于炉体内的隔焰结构将转底炉的炉膛分割成 上、下两个腔室，分别为位于隔焰结构上方的上腔室和位于隔焰结构下方的下腔室，生球布入位于下腔室中的环形炉床上。而且，在转底炉的炉体上对应上腔室的燃烧室设有用于提供还原反应所需热量的蓄热式烧嘴，每个燃烧室至少设有一对蓄热式烧嘴。在步骤(2)的还原反应过程中，蓄热式烧嘴燃烧产生的高温烟气处于上腔室中，由隔焰结构将上腔室中的高温烟气与含锌烟尘分割开来，同时传递热量到下腔室。

隔焰结构采用高导热率的耐火材料制作，隔焰结构表面的高温来自于蓄热式烧嘴燃烧产生的热量，通过隔离和高温辐射，为下腔室的生球或生块提供必要的还原温度和还原气氛。

隔焰结构的转底炉上腔燃烧室采用蓄热式烧嘴，燃烧产生的高温烟气能直接进入蓄热式烧嘴中对侧蓄热体，循环加热煤气与助燃空气，从而可以采用低热值的煤气提供高温烟气效果，实现节约能源的目的。

在步骤(3)中，由于隔焰结构将上腔室中的高温烟气与下腔室中的含锌烟尘分割开来，一方面可以让大量高温烟气免于处理被直接利用，另一方面又能使含锌烟尘能够在低载气量下缓慢流动，避免快速流动烟气扬起下腔室中的粉尘杂质进入含锌烟尘中，使收集的粗锌粉的品位得到提高而变成更高附加值产品；最终该结构可以简化烟气处理系统，使烟气处理设备结构简单，减少投资和运行成本。

作为优选的，隔焰结构的转底炉还具有与下腔室连通的烟气燃烧室，烟气燃烧室内设有烧嘴。烟气燃烧室内为正压环境，下腔室内为负压环境，烧嘴通过燃烧，使烟气燃烧室能够提供让下腔室中的含锌烟尘输出的少量高温载气。另外，隔焰结构的转底炉的下腔室并连接有引风系统，引风系统主要包括引风机，引风机运转，并在烟气燃烧室内产生的少量载气的吹载下，一并将隔焰结 构的转底炉的下腔室内的高温含锌烟尘抽出，高效降温和收集而获得高品位的粗锌粉。

作为优选的，烟气燃烧室设置于转底炉的物料进、出口处，且在物料进、出口处分别设有一个。转底炉内隔焰结构的设置，使带出含锌粉尘的载气气量大为减少，从而可以简化后续烟气处理系统，同时含锌粉尘的杂质少，使收集的粗锌粉的附加值得以提高。

如图1所示，在步骤(2)中，生球或生块随转底炉的炉床旋转并还原为高温金属化球或金属化块，然后高温金属化球或金属化块在转底炉的物料出口处通过排料机排出炉外，并进行冷却等步骤后，获得成品金属化球团。

本发明的节能隔焰火法脱锌工艺，具有如下的优点：

(1)即能充分利用低热值的煤气实现高温焙烧，又能实现烟气低温直接排放，同时提高焙烧区域温度场的均匀度；

(2)收集到的粗锌粉含杂质低，附加值更高；

(3)能简化后续高温含尘烟气处理系统，减少投资和运行成本。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。