钢铁企业含锌尘泥回转窑处置设计原理及工业实践

钢铁企业产生的含锌尘泥主要是高炉、转炉、电炉除尘系统收集的除尘灰或湿式除尘产生的污泥,该含锌尘泥含有大量的锌元素等杂质,直接返回钢铁冶炼流程会影响高炉等设备的正常运行并造成锌资源浪费。回转窑工艺因成熟稳定、投资及运行成本低、原料适应性强,已成为处置含锌尘泥的主流工艺。随着“固废不出厂”等理念的深入推进,含锌尘泥回转窑处置技术也将在钢铁企业中得到广泛的应用。本文主要介绍某钢铁企业1.5×10^(5)t/a含锌尘泥回转窑处置生产线的设计原理、工艺流程和实际运行情况。该生产线设计采用具有“低碳、稳定、协同、智能、环保”的新型回转窑处置技术,有效解决了回转窑易结圈问题、智能控制水平较高、原料的适用性广泛,且具有工序能源消耗低、锌回收率高、窑渣铁金属化率高等特点,可实现含锌尘泥的资源化综合利用。项目投产后,运行稳定,生产指标达到或超过设计要求,取得了良好的经济效益。

不同氯化胆碱基低共熔溶剂的制备及其浸出含锌尘泥中的锌试验研究

研究了以氯化胆碱为氢键受体,分别以尿素、乙二酸、丙二酸为氢键供体制备3种低共熔溶剂(DESs),即ChCl-2Urea DES、ChCl-OA DES和ChCl-MA DES,并用于从含锌尘泥中浸出锌。通过红外光谱对3种低共熔溶剂进行了结构表征,考察了浸出温度、液固体积质量比和浸出时间对锌浸出率的影响。结果表明:在浸出温度70℃、液固体积质量比16 mL/1 g、浸出时间7 h、搅拌速度500 r/min最佳条件下,ChCl-MA DES、ChCl-OA DES、ChCl-2Urea DES的锌浸出率分别为99.30%、52.42%、40.08%,ChCl-MA DES浸出效果最佳。

含锌尘泥火法挥发的次氧化锌制备硫酸锌研究

为了实现含锌尘泥的高值化利用,本文以含锌尘泥火法处理挥发得到的次氧化锌为原料,开展了硫酸浸出次氧化锌制备硫酸锌的研究。结果表明:在硫酸质量分数为22.42%、浸出时间为20 min、液固比为2.5∶1、搅拌速度为300 r/min的条件下,滤渣中Zn质量分数由61.17%降低至2.61%,Pb质量分数由5.86%提高至34.24%,硫酸锌溶液中Zn离子质量浓度高达243.01 g/L,Pb离子质量浓度降低至1.50 g/L;试验得到的硫酸锌溶液在结晶温度为20℃,结晶时间为60 min条件下,得到纯度大于99%的硫酸锌产品,且该产品满足饲料添加剂硫酸锌的质量标准。

回转窑处理含锌尘泥技术现状及改进方向

通过对入窑原料粒度、回转窑结圈、回转窑焙烧制度、环境保护措施等影响回转窑生产运行的关键因素进行了分析和研究,提出通过调整入窑原料的粒度、加强配料管理、合理控制窑内温度、完善环保设施等手段,能够改进现有回转窑生产线存在的难题,促进回转窑处理钢铁企业含锌尘泥技术的推广和应用,助力钢铁行业技术提升与绿色发展。

含锌尘泥球团直接还原过程中渣相行为与固结强度关系研究

通过表征不同直接还原温度下碱性含锌尘泥球团外观形貌、物相组成、微观结构及抗压强度变化,并结合FactSage热力学计算,分析了碱性尘泥球团直接还原过程中渣相行为及其对球团固结强度的影响。结果表明,随着还原温度升高,碱性尘泥球团体积先膨胀后收缩,对应抗压强度也先减小后增加,碱性氧化物一直参与球团渣相的形成过程并最终形成复杂的含钙化合物渣相。固相反应是渣相形成的基础,其中间产物Ca 2SiO 4良好的固溶性促进了钙铁和钙镁低熔点物相的固相生成,铁氧化物的初步还原产物FeO有利于液相生成,促进球团中物相的迁移和重新排列,球团体积收缩,强度明显提高。

宝钢含锌尘泥的循环利用工艺简介

对宝钢的含锌尘泥 (转炉二次粉尘、电炉粉尘和高炉瓦斯泥 )的厂内循环利用进行了研究 ,通过将含锌尘泥分别应用于铁水三脱、转炉造渣和电炉造泡沫渣工艺对循环利用工艺进行了试验 ,具体如下 :将转炉二次粉尘和电炉粉尘的混合物取代烧结矿粉作为铁水脱磷剂 ,通过改善流动性 ,达到了与烧结矿粉相当的脱磷效果 ,在三脱处理中粉尘中的锌和铅含量得到了明显的富集 ,为下一步回收处理打下了基础。将转炉二次粉尘和电炉粉尘的混合物通过添加一定量生白云石和锰矿加工成冷压块 ,在转炉吹炼前期加入 ,促进了石灰的溶解 ,改善了前期化渣 ,提高了脱磷率 ,LT压块和矿石的耗量减少。造渣剂加入没有引起钢水的增硫明显 ,粉尘造渣剂的加入对钢水和炉渣成分没有影响。将高炉瓦斯泥通过添加一定量生石灰和生白云石并加工成冷压块后 ,在电炉熔炼期加入 ,强化泡沫渣操作 ,减少金属损失和碳粉用量。瓦斯泥压块加入后对钢水。

复合黏结剂提高含锌尘泥团块干燥热稳定性能研究

针对国内某钢铁厂含锌尘泥还原脱锌工艺过程中团块成球率低、干团块强度差、返料比高、黏结剂成本高等问题,本文开发了一种新型复合黏结剂FHB,并考察了黏结剂类型、用量、混合料水分及成型压力对含锌尘泥生团块和干团块性能的影响,同时对生团块动态干燥性能进行了对比分析。结果表明:在成型压力为20 MPa、黏结剂添加量为3.3%及混合料水分为14%的条件下,添加复合黏结剂FHB生团块性能与采用单一有机黏结剂YJB时相近,但生团块干燥性能、热稳定性大幅度提高,粉化率大幅度降低,从单一添加剂的18%降低至2.10%,可在保证还原脱锌工艺顺行的同时,降低运行成本。

微波场下冶金含锌尘泥的脱锌效果

研究了在微波场下用C和S iC作还原剂时,氧化锌在精矿粉中的还原率,以模拟钢铁企业冶金含锌尘泥中锌的去除。结果表明:微波处理冶金含锌尘泥,脱锌反应快,效果显著,并且S iC作还原剂时效果较好,得到的氧化锌纯度可达97.7%。因此,微波处理钢铁企业冶金含锌尘泥是可行的。

冶金含锌尘泥资源化的现状与展望

详尽分析了钢铁企业二次资源含锌尘泥综合利用的方式、各自的优缺点,并在此基础上提出了一种新的处理思路:微波加热还原冶金含锌尘泥。

利用含砷氧化锌尘制备活性氧化锌

用 NH3- (NH4) 2 SO4溶液浸取处理含砷氧化锌尘 ,可彻底清除砷 ,制备出合格的活性氧化锌。对于含砷质量分数为 1%～ 2 %的原料 ,产品中所含砷质量分数可降至 0 .0 0 0 5 %以下。该方法具有除砷彻底、不易产生二次污染的优点 ,为含砷氧化锌尘的综合利用提供了一种新方法。

钢铁工业含锌尘泥的资源化利用现状与发展方向

比较了钢铁工业含锌尘泥的传统处理工艺,介绍了宝钢含锌尘泥研究和利用的实践,调研了国外钢铁厂含锌尘泥的利用途径,列举了转底炉处理含锌尘泥的国内外进展,指出火法回用是妥善处理钢铁工业含锌尘泥的最佳途径,转底炉在资源化利用钢铁工业含锌尘泥及环境保护方面潜力巨大。

响应曲面法优化含锌尘泥选择性浸出工艺

本文利用稀硫酸作为浸出剂,进行了从含锌尘泥中选择性浸出实验研究。采用SEM、XRD及EDS表征含锌尘泥原料以及浸出渣的结构和形貌,揭示锌选择性浸出行为。根据Box-Behnken实验设计原理,采用响应曲面法建立硫酸浓度、浸出时间、液固比及三者之间交互作用对锌浸出率影响的多元回归方程,对实验结果进行了ANOVA分析。在硫酸浓度为0.42 mol/L,液固比为7:1、浸出时间为25.29 min,此条件下模型预测锌的浸出率达到95.58%。

微波场下冶金含锌尘泥的脱锌效果

研究了在微波场下用C和SiC作还原剂时,氧化锌在精矿粉中的还原率,以模拟钢铁企业冶金含锌尘泥中锌的去除。结果表明:微波处理冶金含锌尘泥,脱锌反应快,效果显著,并且SiC作还原剂时效果较好,得到的氧化锌纯度可达97.7%。

炼铁厂含锌尘泥中铁、锌、碳分离技术探讨

为充分利用炼铁厂的二次资源,在归纳分析采用湿法、火法和物理方法处理含锌尘泥的基础上,针对炼铁厂含锌尘泥矿物组成的差异,探讨了不同的选矿方法回收铁、碳和锌的可行性,提出了多段磁选—浮碳—浮锌、磁选—重选—浮碳—浮锌以及水力/风力分级-浮锌、直接浮锌的联合工艺流程,以实现含锌尘泥中铁、锌、碳有用资源的高效分离及回收利用,满足高炉冶炼的需求。

以含锌尘泥为原料的含碳球团强度及金属化率的影响因素

将含锌尘泥、铁精矿及粘结剂混合造成的含碳球团在1050～1250℃条件下还原，研究了不同粘结剂、不同温度对其强度及金属化率的影响。结果表明，以水玻璃为粘结剂的含碳球团具有较好的强度和金属化率。

冶金高锌尘泥制备ZnO-ZnFe_2O_4复合光催化剂降解苯酚

利用冶金固体废弃物高锌尘泥制备了ZnO-ZnFe2O4纳米级复合光催化剂,通过对苯酚的降解实验,研究了该材料在可见光下的光催化效果。与用纯试剂制备的ZnO相比较,发现用高锌尘泥制备的ZnO-ZnFe2O4复合材料在可见光下的光催化活性明显优于纯ZnO,二者分别参与的降解过程都符合一级反应动力学模型.尘泥制备产物的高催化活性主要得益于:ZnFe2O4与ZnO的结合,有效抑制了光生电子/空穴对的复合,同时显著细化了晶粒。

含锌尘泥中锌的浸出行为及动力学

采用单因素浸出试验对含锌尘泥中锌的浸出动力学进行研究,并探讨硫酸浓度、液固比、搅拌速度、反应温度等因素对锌浸出率的影响。结果表明:在硫酸浓度为0.5 mol/L,液固比为6:1(mL:g),搅拌速度为300 r/min,反应时间40 min的条件下,锌的最终浸出率达到96.30%;含锌冶金尘泥在硫酸体系中锌的浸出过程符合n=0.16的Avrami动力学模型,浸出反应表观活化能为10 k J/mol,表明整个浸出过程受边界层扩散控制。采用SEM、XRD及EDS表征含锌尘泥原料以及浸出渣的结构和形貌,结果表明绝大部分锌被浸出,而铁、硅、碳等元素则被留在浸出渣中。

含锌尘泥在八钢欧冶炉循环利用的生产实践

对八钢欧冶炉循环利用含锌尘泥过程分析表明,其处置消纳固体废弃物符合无害化、减量化和资源化的原则,能将含锌污泥中Zn元素进行循环富集。对含锌污泥循环利用生产试验表明,其工艺流程能满足处置含锌污泥生产组织和操作过程需要,不需要增加新的辅助处理设施,可处理冶金行业多种形态含锌废弃物。

钢厂含锌尘泥锌铁火法分离研究

含锌尘泥是钢铁生产过程产生的主要固废,为了更好地对其进行综合利用,本文分别模拟回转窑工艺、转底炉工艺和Oxycup■工艺对某钢铁企业含锌尘泥进行火法分离研究。结果表明,3种工艺均可以有效实现含锌尘泥中的锌铁分离。回转窑工艺得到的焙烧矿经过磁选分离,可得到铁品位高达86.31%,铁回收率为90.37%,含锌量为0.09%的磁选精矿;转底炉工艺可得到铁品位为56.71%,金属化率96.13%,含Zn量为0.07%的焙烧产品;Oxycup■工艺可得含铁量为94.25%的金属铁粒。

钢铁厂含锌尘泥的除锌工艺

介绍适合我国钢铁厂应用的含锌尘泥除锌工艺及其应用状况，即水力旋流器脱锌系统，循环流化床，利用铁水显热回收锌，二次燃烧熔炼技术，环形转底炉（RHF）法等。