一.导言
随着钢铁工业的快速发展,每年锌铅粉尘的排放量巨大。目前,由于长期得不到有效处理,这种粉尘在许多钢厂堆积如山,不仅占用大量土地,而且污染环境,危害人们的身体健康,浪费铁、锌、铅、碳等宝贵资源。作为烧结原料,不仅会缩短炉衬寿命,还会影响高炉的正常运转,严重制约钢厂的可持续发展。
锌铅尘富含铁、碳、锌、铅等物质,具有良好的综合利用价值。如果能回收利用,铁和碳可以节省一部分煤炭和铁矿石资源,铅和锌可以用来做电池、导电材料和各种锌合金。因此,如何高效利用钢铁厂的锌铅粉尘,提高其综合附加值,减少环境污染,已成为冶金企业面临的重要课题。
二、钢铁厂锌铅粉尘处理工艺的发展现状及特点
该研究旨在以尽可能低的成本回收锌铅尘中的锌、铅、铁和碳等有价元素,并使残渣不污染环境。现将湿法和火法处理工艺介绍如下:
(一)湿法处理技术的发展现状和特点
根据铅和锌的含量,铅尘可分为高、中、低三种。中高铅锌粉尘一般采用湿法处理,其中低铅锌粉尘必须经过物理方法富集后再进行湿法处理。湿法应用见表1。
表1湿法应用现状
(2)火法冶金处理工艺的发展现状和特点
火工品一般分高、中、低三类使用。其应用情况见表2、3和4。
表2高铅锌工艺的应用现状
表3铅锌工艺应用现状
表4低铅锌工艺的应用现状
如彻底去除重金属,完全可以满足环保要求;伴生的铁和碳资源可以充分回收;④单元操作少,对原料组成变化不敏感,工艺稳定,易于优化;⑤钢厂在火法冶金方面有优势。钢厂内部处理粉尘时,还原剂、能源和动力消耗较少。因此,火法处理虽然有设备投资大的缺点,但综合效益好。
三。我国钢厂铅锌粉尘处理工艺发展方向分析
通过比较火法和湿法的应用现状和特点,说明火法比湿法更有竞争力,主要体现在综合效益上。所以火法冶金工艺是真正应用的,效果很好。我国钢铁厂含锌铅粉尘处理技术的发展方向应该是火法冶金技术。火法冶金工艺中,球团-直接还原工艺成本低,其产品适合我国高炉多的特点。环炉法属于球团-直接还原法,可同时获得两种产品:高纯度的富锌、铅二次粉尘和高炉用金属化球团。此外,粉尘的粒度非常细,因此适合于造粒。用煤作还原剂,并作为还原过程的部分热源,可以充分利用高碳高炉含铅锌粉尘中的碳资源,降低工艺成本。与其他方法相比,环形炉法(转底炉法)简单而经济。该工艺的优点如下:
(一)原材料和能源的灵活性。
转底炉法以煤、焦炭或木炭为还原剂,以天然气、丙烷、燃料油、煤粉为加热燃料,可以更好地利用世界各地的便利能源,不受天然气供应的限制,因此应用领域广泛。首次采用转底炉工艺处理含铅锌灰的含铁废料,扩大了原料的应用范围。转底炉煤基热风熔融炼铁和Itmk3工艺的研发,使原料选择范围更广。
(2)生产成本低
炼铁工艺80 ~ 90%的生产成本集中在铁矿石、能源和基建投资上,转底炉工艺在这些方面具有优势。具体来说,原料适用性广,只能使用普通粉矿,完全不需要块矿和成品氧化球团,从而将铁矿石成本降到最低;煤粉作为还原剂和部分燃料,利用废气显热预热空煤气和煤气,降低能源成本。由于煤直接用于还原,不需要球团焙烧等预处理。
(3)设备和基础设施投资相对较低。
与其他煤基工艺相比,在保持高度机械化和自动化的同时,该工艺的原料、成品处理系统和转底炉本身的结构相对简单,投资成本约低25 ~ 30%。此外,由于工艺各环节均选用成熟的技术和设备,降低了施工难度,节省了基建投资。
(4)设备运行稳定。
比较了几种转底炉工艺,如Fastmet、Inmetco、Comet等。,可以发现生产过程的每一个环节都是成熟的技术,每一道工序都有常用的设备,使得整个工艺流程更加紧凑,可靠性提高,易于操作和维护。其关键设备——环形炉,已在轧制过程中服役多年。易于设备的调整和维护,易于防止与其他辅助系统的调整。特别是转底炉还原对含碳球团的机械强度要求低,可以在运行稳定的静态床中快速还原。
(5)有效的环境保护措施。
转底炉是一种密封性能好的高温设备。还原气大部分在炉内燃烧,剩余部分可在烟气管道中吹烧回收热量,保证了CO气体在炉内排除不逃逸。此外,由于物料在转底炉中停留时间短,在生产出现故障时可以快速调整工艺参数,内部粉尘可以并入原料系统,从而减少有害废弃物的扩散,造成环境污染的可能性较小。
四。结束语
在我国钢铁厂的高炉炼铁中,不可避免地会产生含有铅、锌元素的粉尘。以沙钢为例:锌含量在0.8%-8%之间,铅含量在0.3%左右。因此,含铅锌粉尘处理技术的研究将是今后企业发展的重要研究课题。选择合理的方法实现含铅锌高炉粉尘的综合利用是非常重要的。因此,通过本文的研究,用火法冶金工艺处理铅锌粉尘是今后工业的主要发展方向。相比较而言,火法冶金工艺中,转底炉工艺是最经济合理的;最接近我国钢铁企业铅锌粉尘排放现状,对经济发展和科技进步具有重要意义。
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