某鋼廠含鐵粉塵處理及綜合利用

朱波

摘要：本文主要介紹了陽春新鋼鐵有限責任公司年處理13萬噸含鐵粉塵生產(chǎn)線，本生產(chǎn)線工藝主要分為原料攪拌混合、壓球系統(tǒng)兩部分，本生產(chǎn)線用自發(fā)熱劑代替了加熱爐干燥系統(tǒng)，減少了能耗，為合理利用鋼鐵廠含鐵粉塵提供了可行方案。

Abstract： This paper mainly introduces the Production Line of treating 130，000 tons iron-containing dust annually in Yangchun New Iron and Steel Co.， Ltd.. The production line technology is mainly divided into two parts： raw material mixing and ball pressing system， in this production line， self-heating agent is used instead of heating furnace drying system， which reduces energy consumption and provides a feasible scheme for reasonable utilization of iron-containing dust in iron and steel plant.

關(guān)鍵詞：含鐵粉塵;壓球系統(tǒng);自發(fā)熱劑

Key words： iron-containing dust;ball pressing system;self-heating agent

中圖分類號：X757? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）22-0142-02

0? 引言

高爐煉鐵瓦斯灰的產(chǎn)出率約為生鐵產(chǎn)量的0.8～1.5%，我國每年的產(chǎn)出量高達600～1000萬噸;冶煉廢鋼產(chǎn)生的電爐灰數(shù)量也達百萬噸級。中國的生鐵產(chǎn)量占全球60%以上，每年產(chǎn)生的上千萬噸含鐵塵泥，對我國的環(huán)境形成嚴重的威脅，并持續(xù)造成寶貴二次資源的嚴重浪費，給社會和環(huán)境帶來嚴重的負擔。

目前，陽春新鋼鐵有限責任公司（以下簡稱新鋼鐵）需處理的含鐵粉塵為：轉(zhuǎn)爐泥8000（含水～40%，含TFe～60%）t/m，瑞興回收鐵精粉（含TFe～50%）1200t/m，煉鐵爐前除塵灰（含TFe～68%）800t/m，煉鋼除塵粉（含TFe～63%）600t/m，合計10600t/m。

1? 處理工藝

目前國內(nèi)含鐵粉塵主要處理工藝有：

①轉(zhuǎn)底爐法：轉(zhuǎn)底爐法是采用高溫輻射能量將低氣化溫度的物質(zhì)（如Zn、Pb、K、Na等）氣化分離。同時經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的高溫處理實現(xiàn)了粉料中的氧化鐵直接還原成金屬鐵，正常情況下的金屬化率約為70%。但是，轉(zhuǎn)底爐法存在二次粉化現(xiàn)象，以及仍然有20～25%的殘留率（即脫鋅率75～80%），并且轉(zhuǎn)底爐處置過程無法對除塵灰中的硫、磷等雜質(zhì)實現(xiàn)減量化。而且，轉(zhuǎn)底爐采用的低效率輻射加熱、薄料層操作和高溫產(chǎn)品需隔絕空氣的快速冷卻等高耗能因素導致其運行成本居高不下。

②回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法：鋅浸出渣、煤粉混合后加入回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)處理，揮發(fā)窯煙氣經(jīng)余熱利用、收塵脫硫后達標排放，生成的氧化鋅煙塵經(jīng)收塵捕集后，送入氧化鋅粉倉，窯渣經(jīng)水淬后外售。本工藝只有在布袋灰和瓦斯灰Zn含量達到4%以上時才能有效收得次氧化鋅。

③冷壓球法：冷壓球團生產(chǎn)的原料為除塵灰（轉(zhuǎn)爐細顆粒、爐前除塵灰等）、氧化鐵皮，以及根據(jù)甲方生產(chǎn)、工藝需要加入的其它原料。乙方可以根據(jù)甲方要求隨時調(diào)整產(chǎn)量。壓球后的球團因含水率較高，不適宜直接進入下一道工序，目前的做法為通過加熱爐進行干燥，這樣即增加了能耗，也增加了一定的粉化率。

我院于2018年承擔了新鋼鐵年處理13萬噸含鐵粉塵生產(chǎn)線，本工藝實現(xiàn)了投資及運行雙低成本處理含鐵粉塵。本項目最大的特點為用自發(fā)熱劑代替了加熱爐干燥工序。

1.1 總處理工藝

各種原料攪拌均勻，經(jīng)24h消解后，再加入粘結(jié)劑和發(fā)熱劑，經(jīng)過2次攪拌混勻后，最后通過壓球機制成塊狀金屬球，抗壓強度由剛出壓球機的>200N/球，經(jīng)3～4小時自發(fā)熱，成品的含水率由15%降至5%以下，抗壓強度增強到>1000N/球，再運輸至轉(zhuǎn)爐高位料倉加入轉(zhuǎn)爐?？偣に嚵鞒虉D如圖1。

1.2 原料攪拌混合系統(tǒng)

原料攪拌混合系統(tǒng)工藝流程如圖2：煉鐵爐前除塵粉、煉鋼除塵粉通過廠內(nèi)吸排車運來，再通過氣力分別輸送進1#、2#干粉倉，經(jīng)過1#、2#定量螺旋輸送機計量后分別輸送至1#膠帶輸送機。鐵精粉經(jīng)過廠內(nèi)自卸汽車運進，卸入鐵精粉上料斗，振動給料機進入1#斗提機，進直線振動篩（篩網(wǎng)3mm），篩上物料通過溜管溜入鐵皮斗外運，篩下物料進入鐵精粉倉，經(jīng)1#稱重皮帶進行定量計量后，送至1#膠帶輸送機，再進入1#雙軸攪拌機。氧化鈣粉通過吸排車運入，通過氣力輸送進氧化鈣粉倉，經(jīng)過倉下1#電液動三通落地或者進入2#定量螺旋給料機定量計量后進入螺旋輸送機。轉(zhuǎn)爐泥通過廠內(nèi)自卸車運入，堆放在轉(zhuǎn)爐泥堆存區(qū)，經(jīng)過加入落地的氧化鈣粉預混后，由裝載機加入轉(zhuǎn)爐泥上料斗，再經(jīng)過斗下螺旋輸送機輸送進強力混合攪拌機，經(jīng)過3#膠帶輸送機進入1#雙軸攪拌機。進入1#雙軸攪拌機的物料經(jīng)過攪拌混合后，經(jīng)過4#膠帶輸送機、5#膠帶輸送機、6#膠帶輸送機分別進入1#～6#消解倉進行24小時消解。

1.3 壓球系統(tǒng)

壓球系統(tǒng)工藝流程如圖3。

添加劑（噸包）經(jīng)過行車吊至添加劑倉的頂部，解包后分別進入1#、2#、3#添加劑倉，再經(jīng)由倉下的8～10#稱重皮帶進行定量計量給料至8#膠帶輸送機，然后轉(zhuǎn)至9#膠帶輸送機。經(jīng)消解后的物料，通過消解倉下的2～7#稱重皮帶進行定量計量給料至7#膠帶輸送機，然后轉(zhuǎn)至9#膠帶輸送機。9#膠帶輸送機上的物料輸送至2#雙軸攪拌機，經(jīng)一次攪拌后再進入3#雙軸攪拌機，同時根據(jù)需要，再由1#液體泵、2#液體泵定量加入液體添加劑至3#雙軸攪拌機。經(jīng)充分攪拌后的物料通過1#大傾角皮帶機進入壓球機進料斗，再通過2#電液動三通分別給料至1#壓球機、2#壓球機。壓出的球團料通過10#膠帶輸送機輸送至滾軸篩，篩上成品通過伸縮式膠帶布料機在成品堆存區(qū)堆存，經(jīng)過3～4小時自發(fā)熱蒸發(fā)，成品含水率由15%降至5%以下，抗壓強度增強到1000N/球，再輸送至轉(zhuǎn)爐高位料倉加入轉(zhuǎn)爐。成品堆存區(qū)的碎料由裝載機轉(zhuǎn)運至原料區(qū)配料。滾軸篩篩下碎料經(jīng)過11#膠帶輸送機、2#斗提機進壓球機進料斗，再次壓球。

2? 物料平衡

本生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品及物料平衡圖如圖4。

3? 社會經(jīng)濟效益

本生產(chǎn)線占地2940.28m2，建設(shè)總投資2700萬，建設(shè)期半年，投資回收期5.5年。經(jīng)過本生產(chǎn)線處理，含鐵粉塵原來的處理方式為付費10元/t，由外單位運出自行處理，沒有任何回收。經(jīng)過本生產(chǎn)線的處理，這些含鐵粉塵全部回收利用。

4? 結(jié)束語

本項目的實施，不僅能夠減少除塵灰對環(huán)境的污染，而且能夠優(yōu)化企業(yè)原料結(jié)構(gòu)，節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本，同時還可以實現(xiàn)含鐵資源的循環(huán)再利用。本項目符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策，是促進企業(yè)降本增效，改善環(huán)境的新興項目。本項目的經(jīng)濟效益和社會效益顯著，具有良好的發(fā)展前景。

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作者簡介：朱波（1984-），男，安徽宿州人，本科，工程師，研究方向為機械、機運。