分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法

2023-05-26 14:48:26 1

專利名稱：：分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法
技術領域：
：本發明涉及一種固廢資源處理方法，適用於鋼鐵冶金工業產生的高爐幹法除塵灰中分離含鋅物質，解決高含鋅除塵灰循環利用影響高爐順行的問題。
背景技術：
：高爐生產中鋅的富集存在於兩個循環上，第一個循環是高爐內部的小循環，第二個循環是燒結——高爐生產環節間的大循環。小循環是指高爐原料中鋅的複雜化合物在100(TC以上的高溫區被一氧化碳還原成金屬鋅，隨煤氣氣流上升達到溫度較低的區域時又被氧化成氧化鋅，一部分附著於下降的爐料再次進入高溫區，周而復始，這就形成了鋅在高爐內的富集現象；大循環是指另一部分氧化鋅細粒混合與上升煤氣的粉塵中被帶出爐外，由收塵裝置撲集下來。當這部分除塵灰直接被用於燒結原料時，由於燒結過程不能脫鋅，導致含鋅燒結礦作為高爐的主要原料重新回到高爐中來，即所謂的鋅富集的大循環。鋅在高爐中循環富集產生的危害主要表現在:經常出現高爐熱制度的穩定性失常、高爐煤氣流穩定性失常、高爐消耗升高、煤氣取樣孔極易堵塞、煤氣切斷闊閥杆易卡死、高爐結瘤頻度增多等現象。這些現象直接影響高爐長壽、穩產、高產。如何採用有效措施既能實現最大限度進行資源利用又能擺脫不利因素，已成為鋼鐵冶金部門重點攻關的研究課題。煉鐵高爐中每年產生大量高含鋅的除塵灰，總鋅含量一般超過2%，某些企業可達10%以上，而其鐵素品位仍達40%左右，但是，灰中的總鋅含量相對於鋼鐵冶金太高，而對於鋅冶煉又太低。這種情況給有價資源的回收利用造成相當大的尷尬局面——棄之可惜，用之有害。目前，鋼鐵企業在不能採用回用燒結做法的背景下，只能將高鋅灰暫時堆存起來，積極尋求新方法、新技術成為當務之急。現有高爐幹法除塵灰脫鋅的方法主要有高溫法、化學法、物理法、水力旋流法等。高溫法和化學法以最終完全脫除鋅元素為目的，雖然國內已建成幾條高溫法生產線，但項目投資巨大、生產運行成本高，經測算，當處理量達到30萬t/a以上的規模才能體現效益，因此，並不適合高鋅灰產生量較為分散的現狀；化學法由於存在含酸汙水處理和設備腐蝕問題而被淘汰；物理法和水力旋流法屬於高爐除塵灰脫鋅預處理工藝，實現大部分低鋅灰回用，小部分高鋅灰另外進行終端處理的目的。物理法主要是磁選工藝，如"從瓦斯泥中回收鐵精礦的方法"(專利申請號為01113048.2)、"一種高爐瓦斯泥選鐵工藝及其專用磁選機"(ZL03143156.9)，分溼法和幹法兩種方式，實質是根據高爐除塵灰中高含鋅部分與低含鋅部分存在順磁性差異而被分選出來的方法，起到降低除塵灰中鋅含量的作用，實際運行的效率很低，只能回收40%以下的高爐除塵灰，因此不適合工業化應用；水力旋流法，如"高爐瓦斯泥旋流脫鋅後含鋅率實時估測方法"(ZL200410025547.3)、"一種從瓦斯泥中提取鐵、碳的工藝方法"(申請號為200710061640.3)需要將除塵灰與水配製成一定濃度的漿液，採用關鍵設備——水力旋流器在分離出頂流含鋅較高部分和底流低含鋅部分，含鋅高部分經壓濾機脫水形成泥餅，乾燥後進行終端脫鋅，底流部分進行回用。水力旋流法特別適用於高爐溼法除塵灰的處理，但其主要缺陷是1、設備系統較複雜；2、過程參數不易控制；3、含水泥餅不便於後續工序使用。
發明內容本發明克服溼法工藝中存在的設備系統複雜、操作難度大、產品有後處理要求等問題，為高爐幹法除塵灰提供一種投資小、工藝穩定的含鋅物質分離富集的方法，對高爐幹法除塵灰直接進行鋅元素的分離富集處理，降低高鋅灰的終端脫鋅處理量。由於高爐幹法除塵灰的鋅元素主要富集在小尺度顆粒範圍內，因此，可以通過氣流分級的方法分離出高含鋅的除塵灰，然後再另行處理，而含鋅量低的除塵灰回用鋼鐵流程。本發明所採用的技術方案是在真空度為0.40.6kgf/cm2的負壓條件下，粒度小於80目的高爐除塵乾粉被抽送至氣流分級主機內，通過自分流效應將高鋅灰分為兩部分，較細的乾粉在氣流作用下上升至分級機主機的分級輪部位，再次被高速切割成兩部分，一部分為粒徑小於800目的氧化鋅含量很高的細粉，由旋風收集器和布袋收塵器收集下來，並通過粉末包裝機定量裝袋，另一部分與自分流下沉的大部分物料一同匯集在分級機主機底倉並排出。分級機主機分級輪轉速的調速範圍為在2000rpm9000rpm。高爐高鋅除塵灰氣流分級的切割粒徑依據鋅含量低於1%和不低於75%的低鋅灰回收率進行確定。本發明提供的分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法新穎靈活、工況易於控制，在適應不同處理規模要求的同時與鋼鐵生產企業現有幹法除塵系統配套性良好，便於在實際生產中推廣應用。採用氣流分級機切割分離高鋅灰的回收率為7080%，低鋅灰的總鋅含量能夠控制到小於1%的程度，總鐵含量為45%左右。本發明的有益效果是1、工況容易控制，快速直觀，可以根據鋅含量的分布任意調節分割粒徑，分離出可以回用的低鋅灰，分級精度高，分級精度為±4%左右；2、為全乾法處理過程，對高爐幹法除塵灰直接進行處理無需對除塵灰加水配漿；3、生產線佔地面積小，布置靈活，與生產現場易於銜接；4、設備系統投資規模適中、運行成本低、處理能力適用範圍較寬，最大能力可達20萬噸/年，滿足鋼鐵企業不同生產規模的需求。下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。圖l為本發明的裝置系統圖中，1、料鬥、2、螺旋進料器，3、分級機主機，4、旋風收集器，5、布袋收塵器，6、粉末包裝機，7、羅茲引風機。具體實施例方式以處理某企業實際產生的高鋅灰為實施例通過實驗裝置對需要處理的高鋅灰進行幾何粒徑分布及對應的總鋅含量進行測定，如表1所示，粒度小於5pm的灰佔總灰量的19.3%，而總鋅含量達到4.71%，總鐵含量僅為35.18%;粒度為513um的高鋅灰佔總灰量的5.07X，其總鋅含量明顯下降，為1.62%，相應地總鐵含量增加了，達到39.30%，顯然這樣的總鋅含量的這種分布規律為幹法分離高鋅灰提供了有力依據。通過對測定的數據進行分析，在生產中以5wm作為目標切割粒徑進行分離為宜。實施過程中，將總鋅含量為1.36%的高鋅灰加入螺旋進料器2中，按5t/h的處理量和工藝要求控制羅茲引風機7的風量和分級機主機3進風閥的開度，調整系統真空度為0.38kgf/cm2，乾粉在氣流的作用下吸入氣流分級機主機3內，進入氣流分級機的高鋅灰在重力場中先實現自分流，40%的粉塵上升到分級機主機3上部高速旋轉的分級輪位置，通過調整變頻器調整分級輪轉速為5100rpm，依切割粒徑的要求再由分級輪切割出粒徑相符的除塵灰，被旋風收集器4和布袋收塵器5收集起來，這部分總量不到原料總量的20%的含鋅量較高的高鋅灰另外進行終端脫鋅處理。其它截留下來的粒徑較粗的低鋅灰，佔總量的80%以上，實際平均總鋅含量降至1%以下為0.45%，實現了回收81%的高鋅灰。表1總鋅含量與粒度關係tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、一種分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法，其特徵在於在真空度為0.4～0.6kgf/cm2的負壓條件下，粒度小於80目的高爐除塵乾粉被抽送至氣流分級主機(3)內，通過自分流效應將高鋅灰分為兩部分，較細的乾粉在氣流作用下上升至分級機主機(3)的分級輪部位，再次被高速切割成兩部分，一部分為粒徑小於800目的氧化鋅含量很高的細粉，由旋風收集器(4)和布袋收塵器(5)收集下來，並通過粉末包裝機(6)定量裝袋，另一部分與自分流下沉的大部分物料一同匯集在分級機主機(3)底倉並排出。2、根據權利要求1所述的分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法，其特徵在於分級機主機(3)分級輪轉速的調速範圍為在2000rpm9000rpm。3、根據權利要求1所述的分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法，其特徵在於高爐高鋅除塵灰氣流分級的切割粒徑依據鋅含量低於1%和不低於75%的低鋅灰回收率進行確定。全文摘要本發明公開一種分離高爐幹法除塵灰含鋅物質的方法，對高爐幹法除塵灰進行預處理實現降低高爐幹法除塵灰終端脫鋅負荷的目的。其要點是通過羅茲風機產生真空度為0.4～0.6kgf/cm2的負壓將高爐幹法除塵灰吸入氣流分級機主機內，在重力場中實現自分流，大部分粗大的顆粒沉降在分級機底部，在2000rpm～9000rpm範圍內調整分級機主機分級輪的轉速，並調節進風量，對細粒除塵灰進行二次分級切割，切割出佔進料量10％～30％的高含鋅除塵灰，收集後經粉末包裝機包裝，再另行處理。本發明可以回收不低於75％的低鋅灰且總鋅含量低於1％，適用於高爐幹法除塵灰脫鋅的前處理，減輕高含鋅除塵灰再利用過程中的鋅富集。文檔編號B07B7/00GK101428278SQ20071017690公開日2009年5月13日申請日期2007年11月7日優先權日2007年11月7日發明者冷廷雙,廖洪強,時朝昆申請人:首鋼總公司