鋼鐵冶金粉塵的特點(diǎn)及處置技術(shù)分析

李淑清

（遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 本溪 117022）

1 鋼鐵冶金粉塵的特點(diǎn)

鋼鐵行業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著不可忽視的作用，而在鋼鐵生產(chǎn)過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生不同程度的粉塵，不僅造成了大量的資源浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境帶來負(fù)面的影響。通常鋼鐵生產(chǎn)主要包括燒結(jié)、煉鐵、煉鋼等不同生產(chǎn)工序，而每個(gè)生產(chǎn)工作所產(chǎn)生的冶金粉塵量也有所不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)工序中所產(chǎn)生的粉塵大概占燒結(jié)礦的（2～4）%，而煉鐵和煉鋼工序中所產(chǎn)生的粉塵約占鐵水、鋼產(chǎn)量的（3～4）%，如果不能有效對(duì)這些冶金粉塵處理利用的話，會(huì)損耗很大的資源，同時(shí)也會(huì)給環(huán)境造成重金屬污染的現(xiàn)象，甚至威脅到人們的身體健康。鋼鐵冶金粉塵的產(chǎn)生會(huì)受到不同工序的影響而產(chǎn)生，同時(shí)，入爐原材料的化學(xué)組成以及冶金工藝參數(shù)等都與鋼鐵冶金粉塵有著緊密的聯(lián)系。鋼鐵冶金粉塵具有較高的回收價(jià)值，其中含有的金屬元素可以通過粉塵處理的方式對(duì)其進(jìn)行處理，并結(jié)合實(shí)際情況實(shí)施多種回收方式，進(jìn)而將其價(jià)值發(fā)揮出來，同時(shí)也更有利于避免粉塵對(duì)環(huán)境的污染。鋼鐵冶金粉塵中含有污染性較強(qiáng)的金屬元素，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效處理的話，這些金屬元素將會(huì)影響到環(huán)境，造成重金屬污染等情況，后果不堪設(shè)想。粉塵雜亂增加治理難度。鋼鐵冶金粉塵的產(chǎn)生與其工藝以及原材料有著直接的關(guān)系，而粉塵的組成物質(zhì)也與其有著直接的關(guān)聯(lián)，這就造成鋼鐵冶金粉塵較為雜亂，含有多種金屬元素的粉塵混合到一起，直接增加了粉塵的處理難度[1，2]。

2 鋼鐵冶金粉塵再利用處置技術(shù)的現(xiàn)狀

鋼鐵冶金粉塵的危害較大，在對(duì)其進(jìn)行處理的過程中，更應(yīng)注重粉塵資源的再利用，才能將資源的效能最大化。通常在鋼鐵生產(chǎn)中，會(huì)采用返燒結(jié)的方式將粉塵再次經(jīng)過高爐中，充分利用粉塵中的鐵和碳，但這種反復(fù)循環(huán)燒結(jié)的方式，會(huì)造成鋼鐵冶金粉塵中的鋅、鉛、鉀等濃度越來越高，進(jìn)而引起高爐結(jié)瘤的情況，不僅會(huì)影響到高爐的正常運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)影響到高爐的使用壽命。因此，在粉塵回收再利用處理技術(shù)中，如果依舊采用這種內(nèi)循環(huán)返燒結(jié)方式，則需要在循環(huán)到一定程度對(duì)粉塵中的鉛、鋅、鉀等進(jìn)行外排，才能避免高爐結(jié)瘤的問題發(fā)生。

3 鋼鐵冶金粉塵處置技術(shù)分析

3.1 生物納膜抑塵技術(shù)

通過以上的分析了解到鋼鐵冶金粉塵的特點(diǎn)和危害，如果不對(duì)其進(jìn)行有效處置的話，所帶來的負(fù)面影響非常嚴(yán)重。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展中，針對(duì)鋼鐵冶金粉塵處置技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，例如，生物納膜抑塵技術(shù)則是其一。該技術(shù)主要適合運(yùn)用到層間的間距達(dá)到納米級(jí)的雙電離層膜，并在此過程中可以使水分子的延展性最大程度的增加，進(jìn)而增強(qiáng)電荷的吸附性。將生物納膜材料噴附在鋼鐵冶金物料的表面，這樣鋼鐵冶金過程中所產(chǎn)生的細(xì)小粉塵就會(huì)相互吸引，逐漸團(tuán)聚使得粉塵顆粒不斷變大，在此過程中粉塵顆粒的自重也會(huì)逐漸增加，而在自重增加的影響下，這些粉塵顆粒也會(huì)沉降，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵的處理。在大量實(shí)踐研究中，生物納膜抑塵技術(shù)在鋼鐵冶金粉塵處理中的應(yīng)用，除塵率最高可以達(dá)到99%以上，而且，該種處理技術(shù)的成本較低，被廣泛應(yīng)用到鋼鐵冶金粉塵處理中。

3.2 云霧抑塵技術(shù)

鋼鐵冶金粉塵的產(chǎn)生對(duì)環(huán)境以及人體危害極大，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其開展有效的抑塵技術(shù)，避免或降低鋼鐵冶金粉塵帶來的危害。云霧抑塵技術(shù)是利用超聲波霧化、高壓離子霧化的先進(jìn)抑塵技術(shù)，在針對(duì)鋼鐵冶金粉塵處理中，主要產(chǎn)生（1～100）的超細(xì)小干霧，這些超細(xì)小的干霧會(huì)與鋼鐵冶金粉塵進(jìn)行接觸，并會(huì)伴隨著與粉塵的接觸面不斷增加，使得水霧顆粒逐漸與粉塵顆粒凝聚到一起，使得粉塵逐漸形成團(tuán)聚物，并在團(tuán)聚物不斷變大變重的情況下，使得凝聚的粉塵團(tuán)聚物自然沉降，進(jìn)而達(dá)到消除鋼鐵冶金粉塵的目的。待粉塵團(tuán)聚物下沉后再進(jìn)行回收再利用，一方面可以節(jié)省大量的資源，另一方面可以避免粉塵對(duì)環(huán)境以及人體的危害。

3.3 含堿金屬粉塵除雜技術(shù)

在對(duì)鋼鐵冶金粉塵產(chǎn)生的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，由于受到多種因素的影響，鋼鐵冶金粉塵的含金屬量以及金屬元素有著很大的差異性，如何能夠有效排除其中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)粉塵再利用是鋼鐵冶金行業(yè)發(fā)展中重點(diǎn)思考的問題。例如，在鋼鐵生產(chǎn)中會(huì)含有很多可溶堿金屬氯化物以及難溶于水的雜質(zhì)等，針對(duì)這類含堿金屬粉塵的雜質(zhì)去除，可以通過水溶分離、結(jié)晶提純技術(shù)去除雜質(zhì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)將可溶于水的氯化物再從水中分離出來，并根據(jù)分離出的物質(zhì)再對(duì)其進(jìn)行分別利用，進(jìn)而將其作用最大化。首先，該技術(shù)在實(shí)施的過程中先將鋼鐵冶金粉塵與水進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛Ｆ浯?，再利用工具浸出殘?jiān)@些殘?jiān)酁椴蝗苡谒碾s質(zhì)。再次對(duì)其進(jìn)行攪拌凈化、真空過濾，該過程能夠讓一些上一部沒有浸出的細(xì)微殘?jiān)恋恚M(jìn)而提高雜質(zhì)去除的效率。第四，通過蒸發(fā)的方式濃縮液體溶液，然后再進(jìn)行冷卻結(jié)晶，在冷卻結(jié)晶后分別進(jìn)行兩種處置方式，一種是離心分離→濃縮結(jié)晶→分離干燥的方式最后得出混合鹽。而另一種則是進(jìn)行分離干燥得出氯化鉀，兩種處理工藝分別得出不同的物質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵冶金粉塵的有效處理和回收，降低能源損耗的同時(shí)，也避免了對(duì)環(huán)境造成污染。

3.4 含重金屬粉塵處置技術(shù)

眾所周知，鋼鐵生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生不同的粉塵，而含重金屬的粉塵更不在少數(shù)，例如，含有Zn、Pb等重金屬的分鐘很多，尤其是Zn含量較高的粉塵，在對(duì)這類粉塵進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇處置基礎(chǔ)。

通常在針對(duì)這類重金屬粉塵就行處理的過程中，會(huì)選擇物理分離、濕法、火法等不同處置技術(shù)，在物理分離處置技術(shù)實(shí)施的過程中，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這類方法的處置效率很低，而在采用濕法處置粉塵的過程中，主要是利用氧化鋅不溶于水或乙醇可溶于氫氧化鈉、酸、氯化銨的特性，實(shí)施堿浸、酸浸、氨聯(lián)合浸出的方式，將鋅從混合物中分內(nèi)出來，而這種處置技術(shù)則需要大量的藥劑和水，而且處置的過程中還會(huì)生成難以處理的泥漿，這些砂漿會(huì)增加設(shè)備的腐蝕和磨損。相對(duì)來說，火法處置工藝在針對(duì)重金屬粉塵處置中較為有效，在高溫的環(huán)境下，可以使得粉塵中的Zn、Pb等雜質(zhì)元素?fù)]發(fā)，并對(duì)排除的煙氣進(jìn)行收集，但這種處置的方法所產(chǎn)生的成本相對(duì)較高。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，針對(duì)重金屬粉塵的處置技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。例如，轉(zhuǎn)底爐脫除冶金粉塵重金屬工藝的研發(fā)，對(duì)含有重金屬的粉塵有著很好的處置效果。該處理技術(shù)主要是將鋼鐵冶金粉塵和煤粉進(jìn)行混合，并加入粘結(jié)劑進(jìn)行加濕造塊并進(jìn)行干燥處理，然后將其送入到轉(zhuǎn)底爐高溫金屬化，并對(duì)其輔以余熱回收和尾氣處理，該處置技術(shù)工藝運(yùn)用的時(shí)間比較短，而且產(chǎn)品的性能用途比較廣，在處置過程中還具有較好的環(huán)?？刂菩?。

此外，粉塵與煤粉的混合可以部分地臺(tái)還原劑煤粉，對(duì)提高鋼鐵冶金效率、降低資源浪費(fèi)以及環(huán)境保護(hù)有著巨大的作用。例如，以下是鋼鐵冶金粉塵轉(zhuǎn)底爐脫除冶金粉塵重金屬處置技術(shù)工藝（如圖1所示）。

圖1 鋼鐵冶金粉塵轉(zhuǎn)底爐脫除冶金粉塵重金屬處置技術(shù)工藝

4 總結(jié)

綜上所述，在鋼鐵生產(chǎn)的過程中，冶金粉塵的處置不當(dāng)不僅會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)污染到環(huán)境，以及危害到人體健康。在本文的研究中，主要針對(duì)鋼鐵冶金粉塵的特點(diǎn)以及處置技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行具體分析，希望能夠?yàn)殇撹F企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來一定的幫助。