含铁尘泥是钢铁企业在原料准备、烧结、球团、炼铁、炼钢和轧钢等工艺过程中进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后得到的固体废物,产出量约占总钢产量10%。
目前,国内外处理含铁尘泥的途径主要有多种尘泥经混匀均质化或造粒后回用烧结工艺、og泥与氧化铁皮造块回用转炉造渣工艺和高含锌的尘泥脱锌工艺。高含锌的尘泥脱锌工艺有物理法、湿法和火法3种,其中火法工艺应用较为普遍的为转底炉直接还原工艺。国内有几家大型钢铁企业正在建转底炉生产线。马钢新区20万t尘泥脱锌转底炉工程已于2009年7月中旬正式投产,处理含锌12%左右的尘泥,回收含锌量达到60%~65%的富锌粉供锌冶炼厂作锌富料,获得较好的经济效益。转底炉处理高锌尘泥发展前景广阔,但处理中低锌尘泥是否经济合理尚有待探讨。
鞍钢含铁固废的产出量逐年增多,每年在烧结炼铁系统利用的含铁固废就有百余万吨,但仍有部分固废没有得到合理利用,瓦斯泥因含锌较高未在烧结中利用而堆存。针对含铁固废的特点,鞍钢进行了全尘泥废料冷固团块自还原试验研究。在此基础上,*用含碳尘泥和含铁尘泥配制成自还原性冷固团块,在不添加其他还原剂的条件下,利用转炉或铁水罐热环境,将含锌尘泥中的铁氧化物自还原而利用,开辟了尘泥利用新途径,减轻高炉锌负荷,避免高炉结瘤,同时解决了含锌尘泥的对外处理和堆存问题,不仅降低了冶金炉料消耗,也减少了废弃物排放量。
尘泥团块的自还原试验
鞍钢进行了尘泥团块自还原试验,试验结果表明:在温度低于800℃以前,fe2o3被还原率已高于95%,当温度高于900℃时,fe2o3基本被还原了,金属化率和feo还原率存在着一致的趋势,feo还原成为金属铁温度应高于850℃。
而随着温度的升高,尘泥团块中锌、铅的脱出率提高,当温度在800℃~900℃时,随着温度的提高,锌、铅的脱出速率提高,锌、铅的脱出率增加的幅度大;当温度继续升高,增加的幅度稍有降低;当温度达到1000℃以上时,增加的幅度趋缓,当温度达到1200℃时,尘泥团块的锌、铅脱除率已接近100%。
随着温度的升高,尘泥团块中碱金属的脱除率不断提高,当温度达到1100℃时,碱金属的脱除率达到zui高,但仍不到70%。
用不同含碳量的尘泥团块在1100℃恒温还原30分钟进行自还原,随着尘泥团块中游离碳含量的增加,铁金属化率不断提高,当尘泥团块中游离碳含量为13.32%时,铁金属化率已达95%;而尘泥团块中的游离碳含量继续增加时,尘泥团块的金属化率增加趋势迅速减小。随着尘泥团块中游离碳含量的增加,锌脱除率反而降低。这是由于随着尘泥团块中游离碳含量的增加,含锌高的瓦斯泥用量也相应增加,随之带入的锌总量必然增加。另外,试验结果表明,铅脱除率、氧化钠脱除率、氧化钾脱除率与游离碳含量关系不大。而添加促进渣铁分离的添加剂后,尘泥团块的渣铁分离效果非常明显,可保证投入铁水罐后的铁收得率。