本发明涉及钢铁冶金方法技术领域，特别涉及一种回收利用烧结机头电除尘灰的方法。
背景技术：
钢铁冶金烧结机头电除尘灰是铁矿石烧结过程中通过电除尘器收集的烟气与粉尘，其产生量约占烧结矿产量的2％-4％。年产钢铁1000万吨规模的联合企业产生的烧结机头电除尘灰高达约30万吨/年。铁矿石原料中常含钾、钠、氟等杂质元素，产生的烧结烟尘中钾、钠含量较高。烧结灰直接回高炉炉循环利用会导致钾、钠等元素在其中逐步富集。可能导致高炉炉壁腐蚀，影响高炉使用寿命和顺行。近几年来，有的钢企为解决上述问题，对钾、钠含量较高电场除尘灰则采取外排处置。这种方式一方面造成铁资源浪费,另一方面易造成二次污染。因此，研究开发烧结机头除尘灰综合利用新技术，是烧结工序节能减排，降本增效的重要内容之一。
中国专利申请号200810101269.3(利用钢铁企业烧结电除尘灰生产氯化钾的方法)介绍了一种利用烧结厂电除尘灰生产氯化钾的方法，它是将烧结电除尘灰加入到自来水中，控制固液比为1/2～1/1，然后浸出，浸出率达到95％以上，过滤后的滤渣重新返回到烧结工艺，浸出液经过加热浓缩后得到结晶后的氯化钾和氯化钠盐。本发明工艺简单易行，耗能较小，无废水排放，同时很大程度上弥补了我国钾资源短缺现状，避免了碱金属的恶性循环影响钢铁工业烧结工序的正常进行。
中国专利申请号201510060378.5(冶金行业烧结机头电除尘灰提取钾盐的方法及设备)介绍了一种冶金行业烧结机头电除尘灰提取钾盐的方法及设备)。步骤包括：搅拌浸取、化学沉淀、机械离心分离和蒸发结晶。设备包括烧结灰浸出池依次连接一级压滤单元、富液粗存箱、化学沉淀罐、机械离心分离单元、蒸发结晶单元。本发明使用工业水对电除尘灰直接浸取钾盐；化学方法使浸取液中的杂质金属离子快速、稳定形成沉淀、产品纯度更高；采用机械离心分离对沉淀后的溶液进行高效分离；加入工业水和蒸发结晶单元返回的冷凝水对滤渣进行二次浸取，并将二级压滤和离心分离产生的贫液返回用作烧结灰浸取液，即保证了烧结灰中钾盐的最大限度的提取，也保证了整个系统浸取液的合理分配，无废水外排。本发明结构简单，经济可靠，通过蒸发结晶干燥后，可获得高纯度钾盐产品。
上述专利存在不足在于，尽管上述两种方法可以有效提纯kcl，但提纯后的尾泥没有被还原处理，仍需经过烧结工序送到高炉中还原，同时还会造成机头灰中没有被提纯的pb元素在高炉内富集，降低高炉一代炉龄。
为克服上述专利和文献中存在不足，本发明采用转底炉直接还原工艺处理烧结电除尘机头灰。将含碳球团还原成金属化球团后，经过破碎、磁选后，分离得到还原铁粉和富钾，铅和钠渣。富k，pb渣可用于后续提纯kcl和pb。提高了烧结机头电除尘灰的利用价值。
技术实现要素：
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种回收利用烧结机头电除尘灰的方法，采用转底炉直接还原工艺处理烧结电除尘机头灰。将含碳球团还原成金属化球团后，经过破碎、磁选后，分离得到还原铁粉或粒铁，同时还有富钾，铅渣。富钾，铅渣可用于后续提纯kcl和pbo。提高了烧结机头电除尘灰的利用价值。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种回收利用烧结机头电除尘灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将高钾烧结机头灰、煤粉、粘结剂用混料机混匀，其中煤粉的配入量为高钾烧结机头灰质量的15％～25％，粘结剂的配入量为烧结机头灰质量的4％～8％；
所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠。
步骤二、控制配料后混合料中的cao/sio2质量比处于0.4～1.2之间；
步骤三、向混合料中加水，加水量为混合料质量的7％～12％；
步骤四、混合料经过混合后采用圆盘造球或对辊压球的方式造块，球团经过烘干后待用；
步骤五、将烘干后的团块铺在转底炉耐火材料上，先在耐火材料上铺一层2～6mm厚的煤粉；
步骤六、将转底炉所用还原段温度控制在1370～1420℃，还原时间10min～20min，配有碳质还原剂的团块中的铁氧化物在高温下被还原和熔融，得到碳含量在1～3％的粒铁，并与富钾渣分离；或是控制还原段温度1150～1300℃，还原时间为20min～80min，配有碳质还原剂的团块中的铁氧化物在高温下被还原，制得金属化球团；
步骤七、将所还原的团块冷却、粉碎、磁选后，最终得到含碳量在0.05～1％的粒铁或是还原铁粉，磁选后的尾矿为富钾渣；
步骤八、制得粒铁或是还原铁粉后，粒铁可以作为炼钢冷却剂或废钢加入转炉和电炉中，富钾渣可以作为生产kcl原料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、不用焦炭，而是以煤为还原剂，符合我国能源结构。；
2、该方法把难以用作高炉炼铁的烧结机头灰中的铁高效率的提炼出来用作炼钢原料，实现了烧结机头灰的大规模综合利用，变废为宝；
3、本分明可以实现钢铁厂工业废料循环利用，减少了烧结机头灰的堆积和对环境的污染，具有良好的经济和社会效益；
4、本发明制备工艺简单，操作灵活，能耗低，投资少；
5、还原后的金属化团块碱金属和铁分离效果好，所得全铁收得率高，kcl在富钾渣中得到进一步富集。
6、充分利用烧结机头灰中kcl和nacl熔点低，容易造渣的特点，可以有效的分离机头灰中的铁资源，全铁回收率高。
具体实施方式
以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
一种回收利用烧结机头电除尘灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将高钾烧结机头灰、煤粉、粘结剂用混料机混匀，其中煤粉的配入量为高钾烧结机头灰质量的15％～25％，粘结剂的配入量为烧结机头灰质量的4％～8％；
所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠。
步骤二、控制配料后混合料中的cao/sio2质量比处于0.4～1.2之间；
步骤三、向混合料中加水，加水量为混合料质量的7％～12％；
步骤四、混合料经过混合后采用圆盘造球或对辊压球的方式造块，球团经过烘干后待用；
步骤五、将烘干后的团块铺在转底炉耐火材料上，先在耐火材料上铺一层2～6mm厚的煤粉；
步骤六、将转底炉所用还原段温度控制在1370～1420℃，还原时间10min～20min，配有碳质还原剂的团块中的铁氧化物在高温下被还原和熔融，得到碳含量在1～3％的粒铁，并与富钾渣分离；或是控制还原段温度1150～1300℃，还原时间为20min～80min，配有碳质还原剂的团块中的铁氧化物在高温下被还原，制得金属化球团；
步骤七、将所还原的团块冷却、粉碎、磁选后，最终得到含碳量在0.05～1％的粒铁或是还原铁粉，磁选后的尾矿为富钾渣；
步骤八、制得粒铁或是还原铁粉后，粒铁可以作为炼钢冷却剂或废钢加入转炉和电炉中，富钾渣可以作为生产kcl原料。
实施例1
将某高钾烧结机头灰，重量为机头灰25％的煤粉和重量为机头灰质量8％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至12％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还原段温度为1360～1420℃，还原时间为20min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、粗破碎后送入磁选机磁选，选后的强磁性物质为粒铁，非磁性物质为富钾渣。其成分分别见表1、2和3。
烧结机头电除尘灰成分见表1。
表1烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表2，富钾渣成分见表3。
表2粒铁成分(wt,％)
表3富钾渣成分(wt,％)
实施例2
将某高钾烧结机头灰，重量为机头灰15％的煤粉和重量为机头灰质量4％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至7％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还原段温度为1360～1420℃，还原时间为10min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、粗破碎后送入磁选机磁选，选后的强磁性物质为粒铁，非磁性物质为富钾渣。其成分分别见表4、5和6。
烧结机头电除尘灰成分见表4。
表4烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表5，富钾渣成分见表6。
表5粒铁成分(wt,％)
表6富钾渣成分(wt,％)
实施例3
将某高钾烧结机头灰，重量为机头灰12％的煤粉和重量为机头灰质量6％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至7％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还原段温度为1360～1420℃，还原时间为15min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、粗破碎后送入磁选机磁选，选后的强磁性物质为粒铁，非磁性物质为富钾渣。其成分分别见表7、8和9。
烧结机头电除尘灰成分见表7。
表7烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表8，富钾渣成分见表9。
表8粒铁成分(wt,％)
表9富钾渣成分(wt,％)
实施例4
将高钾烧结机头灰，重量为机头灰18％的煤粉和重量为机头灰质量7％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至7％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还原段温度为1250℃，还原时间为20min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、破碎、磨细至250目下后送入磁选机磁选，选后的磁性物质为还原铁粉，非磁性物质为富钾和铅渣。
烧结机头电除尘灰成分见表10。
表10烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表11，富钾渣成分见表12。
表11粒铁成分(wt,％)
表12富钾渣成分(wt,％)
实施例5
将某高钾烧结机头灰，重量为机头灰15％的煤粉和重量为机头灰质量6％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至7％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还段温度为1230℃，还原时间为80min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、破碎、磨细至250目下后送入磁选机磁选，选后的磁性物质为还原铁粉，非磁性物质为富钾和铅渣。
烧结机头电除尘灰成分见表13。
表13烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表14，富钾渣成分见表15。
表14粒铁成分(wt,％)
表15富钾渣成分(wt,％)
实施例6
将某高钾烧结机头灰，重量为机头灰12％的煤粉和重量为机头灰质量6％的粘结剂经过皮带输送至混料机混匀，并调节混合料水分至7％。将混合好的混匀料经皮带输送至对辊压球机压制成含碳球团，压力为20mpa。生球经干燥后单层铺在转底炉的碳质耐火材料上，实现在耐火材料上铺一层4mm厚左右的碳粉。转底炉还段温度为1260℃，还原时间为35min，然后由出料机在出料口排出。排出产品经过冷却、破碎、磨细至250目下后送入磁选机磁选，选后的磁性物质为还原铁粉，非磁性物质为富钾和铅渣。
烧结机头电除尘灰成分见表16。
表16烧结机头电除尘灰成分(wt,％)
粒铁成分见表17，富钾渣成分见表18。
表17粒铁成分(wt,％)
表18富钾渣成分(wt,％)
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。