利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，將高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦和膨潤土按100:20～30:60～70:2～3的重量比混合均勻，所述高爐瓦斯灰泥的水分含量小于8%；混合物料經過潤磨、壓塊、干燥得到生壓塊；將生壓塊送入隧道窯內，進行預熱和還原焙燒，得到金屬化爐料。本發明的工藝根據各原料的成分合理配比，含鐵塵泥中的鐵氧化物、碳、氧化鈣等組份得到合理的利用，產品鐵品位在55%以上，金屬化率在85%以上。其工藝簡單，處理量大、資源回收利用充分且污染小。
【專利說明】利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵冶金領域，具體涉及一種以含鐵塵泥和高硅鐵精礦為原料，利用隧道窯還原生產金屬化爐料的工藝。
【背景技術】
[0002]我國是鋼鐵生產大國，鋼鐵產量至1996年以來一直居世界榜首，但是巨大的生產量也導致了國內鐵資源的減少。高爐瓦斯灰泥和轉爐OG泥都是煉鋼過程中煙氣濕法除塵的產物，均為含鐵塵泥，含鐵量高，是可以二次利用的資源。
[0003]在鋼鐵生產過程中有大量的高爐瓦斯灰泥和轉爐OG泥產生，其總量已占到企業鋼產量的4~7%。高爐瓦斯灰泥主要含有鐵和碳等有益元素，同時還含有少量的鋅、鉛等有害元素。目前，國內大部分鋼鐵企業將高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥等作為燒結原料進行燒結，這種方法雖然實現了資源的再利用，但配入燒結原料中的塵泥由于其粒度較細，會影響燒結料層的透氣性和燒結礦的強度，同時塵泥中含有的Zn、Pb等易揮發元素，還會在高爐內循環富集，導致高爐煤氣中Zn含量不斷上升而在高爐上部結瘤，造成高爐煤氣管道堵塞，影響高爐的正常運行。[0004]為使含鐵廢料得到合理利用，近十年來國內鋼鐵企業在含鐵污泥、粉塵等廢棄物的利用方面做了大量工作。(I)根據煉鋼塵泥中CaO和FeO含量較高的特點，將煉鋼塵泥壓制成冷固球團，加入煉鋼生產中進行二次利用，這種方法雖然較好地利用了煉鋼塵泥中的鐵氧化物及氧化鈣，但由于煉鋼過程中對鐵氧化物的還原量有限，只能在冶煉中進行少量加入，同時這種方法制備的冷固球團成球性能和高溫冶金性能較差，容易粉化，不益單獨使用；(2)高爐瓦斯灰泥由于含有一定量的Zn、Pb等有害元素，當采用轉底爐進行脫Zn、Pb后，再利用其中含有的碳和鐵氧化物，但因其碳含量較高，直接壓塊其強度較低，且壓塊在還原焙燒中容易破碎，雖可通過配加一定量的氧化鐵皮來制成含碳球團，并使其在高溫下進行還原，但存在著能源消耗大和還原溫度高的現象。
[0005]含鐵塵泥中的鋅元素對含鐵塵泥的回收利用有較大影響，一般選擇將含鐵塵泥進行脫鋅并對鋅進行回收。目前，含鐵塵泥火法脫鋅技術主要有豎爐工藝、轉底爐工藝、回轉窯工藝。豎爐工藝中產品為鐵水，副產品為煤氣、爐渣、含鋅污泥，這種工藝對原料的物理性能要求高，粉塵污泥等需壓制成塊。轉底爐工藝能處置各種含鐵粉塵，處理效率較高，且能很好地回收含鋅塵泥中的鐵、鋅、鉛等金屬。但存在著爐膛溫度較高、料層較薄、能源利用效率不高和設備工藝復雜的缺點。回轉窯工藝相對簡單，處理粉塵量大，資源回收利用充分，環境污染小，并可解決高爐瓦斯灰泥中鋅富集的問題，但也存在回轉窯內易結圈的問題。
[0006]高硅難選鐵礦石采用常規的磨礦和磁選工藝，可得到品位較高的高硅鐵精粉，但由于高硅鐵精粉中SiO2含量較高，直接加入高爐進行使用，會產生較大的渣量和較高的焦t匕，同時給高爐的冶煉帶來一定的困難。但當高硅鐵精礦通過直接還原工藝進行處理，采用轉底爐等常規直接還原方法進行利用時，其生產成本較高、資源利用率低，同時直接還原產品硅含量較高，直接供給轉爐做煉鋼爐料很不經濟。
【發明內容】

[0007]本發明克服現有技術中的不足，提供一種含鐵塵泥和高硅鐵精礦隧道窯還原工藝，從而得到配比合理、強度高的金屬化爐料。
[0008]本發明利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，包括以下步驟:
(O生壓塊的制備:將高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦和膨潤土攪拌混合，混合物料經過潤磨、壓塊、干燥得到生壓塊；所述高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦和膨潤土的重量比為100:20~30:60~70:2~3。
[0009]高爐瓦斯灰泥的水分含量優選小于8% ;混合物料進行潤磨和壓塊時，壓塊尺寸控制在53 X 53 X 115mm~53 X 230 X 230mm，壓塊的水分含量控制在5~7% ;干燥的工藝參數為:干燥溫度為100~250°C，干燥煙氣流速為2~3m/s，干燥時間為4~6h。
[0010]根據高爐瓦斯灰泥中含碳量較高、轉爐OG泥中CaO含量較高、高硅精礦中SiO2含量較高的特點，通過對三種物料的合理配料，可使混合物料中鐵品位達到38~43%、碳含量達到15~20%、硅含量達到8~10%、Ca0含量達到3~5%，將這種混合物料進行潤磨、壓塊和干燥后，進入隧道窯直接還原和冷卻等工藝生產的產品鐵品位在55%以上、金屬化率在85%以上。混合物料中膨潤土是作為粘結劑使用，含有6~9% CaO的轉爐OG泥，也有粘結劑的作用。
[0011](2)隧道窯還原焙燒:將生壓塊送入隧道窯內，與逆流的高溫煙氣熱交換進行預熱，預熱后的生壓塊進入加熱段進行還原焙燒，還原后的高溫焙燒礦在隧道窯冷卻段冷卻，出爐，得到金屬化爐料；所述還原焙燒的具體工藝參數為:還原焙燒溫度為1050~1200°C，燒結時間為8~12h ;還原后的高溫焙燒礦進入隧道窯冷卻段采用高爐煤氣進行冷卻，預熱后的高爐煤氣流動到隧道窯加熱段與助燃空氣混合后進行燃燒，產生的高溫煙氣流向隧道窯的預熱段對物料進行加熱。
[0012](3)金屬化爐料的篩分:焙燒礦經過破碎和篩分后，粒度為5~50mm的作為高爐原料；粒度小于5mm，金屬化率在92%的以上作為轉爐原料；粒度大于50mm的進行再次破碎。
[0013](4)鋅的回收:脫鋅工藝主要是利用鋅的沸點較低，在高溫還原條件下，鋅的氧化物被還原，并汽化揮發變成金屬蒸汽，隨著煙氣排出，使鋅從生壓塊中分離，鋅蒸汽又很容易被氧化形成鋅的氧化物顆粒，同煙塵一起在除塵系統中被收集，得到ZnO含量為30~50%的富鋅粉塵，從而解決了鋅的循環富集問題。
[0014]本發明的有益效果:
1、針對高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦的冶金組分特征，采用在含鐵塵泥中配加一定比例的轉爐OG泥和高硅鐵精礦，混合壓塊后經過隧道窯高溫還原，可含鐵塵泥中的鐵氧化物、碳、氧化鈣等組份得到合理的利用，得到的金屬化爐料鐵品位在55%以上、金屬化率在85%以上，實現含鐵塵泥和高硅鐵精礦的高附加值利用。
[0015]2、本發明生產的金屬化爐料，其強度可滿足高爐配料的冶金性能要求。
[0016]3、工藝流程簡單，解決了含鐵物料中金屬鋅的去除問題，熱量合理利用，節約能源。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]圖1為本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例的主要原料包括:高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦。其中高爐瓦斯灰泥由高爐副產的重力除塵灰、瓦斯灰和瓦斯泥按照100:50~60:40~50的重量比混合而成的。
[0019]主要原料化學成分如下表所示:
【權利要求】
1.利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，包括以下步驟: (1)將高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦和膨潤土攪拌混合，混合物料經過潤磨、壓塊、干燥得到生壓塊；所述高爐瓦斯灰泥、轉爐OG泥、高硅鐵精礦和膨潤土的重量比為100:20 ~30:60 ~70:2 ~3 ； (2)將生壓塊送入隧道窯內，與逆流的高溫煙氣熱交換進行預熱，預熱后的生壓塊進入加熱段進行還原焙燒，還原后的高溫焙燒礦在隧道窯冷卻段冷卻，出爐，得到金屬化爐料。
2.如權利要求1所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于，還包括如下步驟:收集隧道窯煙塵除塵系統中的富鋅粉塵。
3.如權利要求1所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于，還包括如下步驟:將步驟(2)中得到的金屬化爐料進行破碎和篩分，粒度為5~50_的作為高爐原料；粒度小于5mm，金屬化率在92%以上的作為轉爐原料；粒度大于50mm的進行再次破碎。
4.如權利要求1所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于:所述高爐瓦斯灰泥的水分含量小于8%。
5.如權利要求1-4任意一項所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于:步驟(1)中，所述干燥的工藝參數為:干燥溫度為100~250°C，干燥煙氣流速為2~3m/s,干燥時間為4~6h。
6.如權利要求1-4任意一項所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于:步驟(2)中，所述還原焙燒的具體工藝參數為:還原焙燒溫度為1050~1200°C，燒結時間為8~12h。
7.如權利要求1-4任意一項所述的利用含鐵塵泥和高硅鐵精礦生產金屬化爐料的工藝，其特征在于:步驟(2)中所述還原后的高溫焙燒礦進入隧道窯冷卻段采用高爐煤氣進行冷卻，預熱后的高爐煤氣流動到隧道窯加熱段與助燃空氣混合后進行燃燒，產生的高溫煙氣流向隧道窯的預熱段對物料進行加熱。
【文檔編號】C22B1/212GK103952540SQ201410110177
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】王明華, 權芳民, 雷鵬飛, 展仁禮, 邊立國, 張志剛, 白江虎, 王欣 申請人:甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司