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工业含锌废渣(钢厂的除尘灰含锌是怎样形成的)

工业含锌废渣(钢厂的除尘灰含锌是怎样形成的) 钢铁厂锌铅粉尘综合利用的研究现状及发展方向

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

流程类型

产品状态

应用工厂(公司)

粉尘量t/a

烧结、硫化和焙烧

氯化焙烧

锌电解+含铁氧化物的废渣

锌和铅等氯化物+含有氧化铁的废渣的混合物

日本广和有限公司

23000

酸浸出过程乙酸浸出

硫化锌、硫化铅、石膏和氧化铁废渣

美国快乐公司

24000

强碱浸出工艺

氨浸滤

锌、沉淀舟+氧化铁废渣

氧化锌+氧化铁废渣

法国SERH公司

AMAX加拿大

12000

15000

湿法的一般特点是:①锌、铅浸出率低,浸出渣难以作为钢厂原料回收利用,达不到环保法的堆放要求;②单元操作过多,浸出剂消耗较多,成本较高;③设备腐蚀严重。大部分经营条件恶劣;④对原料敏感,难以优化工艺;⑤硫、氯等。在处理过程中引入易造成新的环境污染;⑥与钢厂现有技术不匹配;⑦效率低。

(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

流程类型

产品状态

应用工厂(公司)

粉尘量为10,000吨/年

等离子体法

PW级金属铅锌+高含量氯化铁渣

美国IMS公司

0.6

EI KEM方法

PW级金属铅锌+氧化铁废渣

雅典冶金研究所公司

电加热竖炉

PW级金属铅锌+氧化铁废渣

美国圣乔公司

10

Inred方法

PW级金属铅锌+铁水

雅典的梅多尔公司和美国的海德公司

6(热金属)

表3铅锌工艺应用现状

流程类型

产品状态

应用工厂(公司)

粉尘量为10,000吨/年

瓦尔兹窑

氧化锌和氧化铅粉尘+含铁废渣

美国IKL资源开发公司

5-55

高温气冷堆

氧化锌和氧化铅粉尘+含铁氧化物的废渣

日本钢铁制造

3.5

高纤维素饮食(High Roughage Diet的缩写)

高纯氧化锌、氧化铅+含铁氧化物的废渣

美国资源开发公司

15

内部回报率

电炉用PW级金属铅锌+金属化球团

美国ZTI公司

6.3

闪烁炉过程

富含铅锌的粉尘+含铁和氧化铁的炉渣

美国矿业公司

2

冲天炉工艺

富含锌和铅的热金属+粉尘

加拿大m工艺有限公司

5-30

表4低铅锌工艺的应用现状

流程类型

产品状态

应用工厂(公司)

粉尘量为10,000吨/年

中心纤维体

氧化锌、氧化铅粉尘+富含氧化铁的炉渣

德国蒂森

中级实验室

因梅特科过程

金属化或热压海绵铁+高纯氧化

德国马德公司

20

旋转式SDR

氧化锌粉尘+海绵铁

和歌山住友钢铁厂

24

Kakawasaki方法

光峰法

SPM方法

氧化锌粉尘+金属化球团

本川崎钢铁公司

氧化锌粉尘+金属化球团

新日铁公司实验工厂

4.8

氧化锌粉尘+金属化球团

住友金属鹿岛工厂

12*1.8

冷溶液颗粒法

高炉冷固结球团法

日本铁松

一点六

火法冶金工艺的总体特点是:①生产效率高,设备占地面积小;②大多数过程中的锌和铅

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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