一種低質鐵錳渣礦和鋼鐵工業廢料的綜合利用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于低品位礦石和鋼鐵工業廢料綜合回收利用領域，涉及一種低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料綜合利用的方法。
【背景技術】
[0002]錳元素是煉鋼的重要合金元素，能夠大幅度提高鋼材硬度，增加強度，增強耐磨性，對鋼鐵生產有著重要的意義。隨著經濟的發展，對高質量錳合金鋼材的需要越來越大。
[0003]目前我國有大量的低品位復雜鐵錳礦難以被利用，該類礦因鐵、錳含量低，選別難度大。如果不能將其開發利用，會造成資源浪費。以熔融爐為主要設備。利用貧錳礦制取富錳渣的基本原理是根據錳礦中Fe、Mn、P等元素對氧元素親合力的不同，在熔融爐內通過控制適當的護溫，使Fe、P元素盡量還原，而Mn元素盡量少還原。由此把Mn富集在渣中，獲得富猛漁和副廣品鏡鐵。
[0004]鋼鐵廠含鐵固體廢料主要為燒結、球團、高爐、轉爐、電爐和乳制等各個工序的除塵工藝產生的粉塵和污泥，以及渣鋼、廢鋼等資源，一般含有鐵、碳和一定量的鉛、鋅等元素。我國粗鋼產量大，每年含鐵固體廢料產生量約為6000-7000萬噸，數量非常龐大。因此，對鋼鐵廠固體廢料進行資源化高效回收利用具有非常大的經濟和社會效益。
[0005]中國專利CN105296747 A公開了一種低品位復雜鐵錳礦的綜合利用方法。將原礦破碎至一定粒度，用高梯度磁選機進行磁選，浮選回收尾礦中的Pb、Zn等有價值元素。將浮選精礦與磁選精礦混合均勻后燒結，燒結礦進入高爐冶煉，在高爐煉鐵過程中，Pb以液相沉積在高爐底部并與鐵水分離回收，Zn在高爐粉塵中富集，Fe以鐵水的形式進入下一道工序，錳進入渣相形成富錳渣。中國專利(授權號CN 103614562 B)名為“一種熔融爐處理鋼鐵廠固體廢料工藝方法”，該發明涉及一種利用熔融爐處理鋼鐵廠含鐵固體廢料的工藝。該工藝能對鋼鐵廠不同成分的含鋅、鉛固體廢料進行處理，充分利用廢料中Fe、C等資源，成功地回收廢料中鋅、鉛等有價元素，但冶煉爐渣附加值不高。中國專利CN104988322A公開了一種赤泥和鋼渣的綜合處理方法，包括:(I)將赤泥、鋼渣和還原劑進行混合，以便得到混合物料；
(2)將所述混合物料進行焙燒處理；(3)將步驟(2)所得反應產物進行分離處理，以便得到鐵產品和尾渣。該方法可以同時實現赤泥和鋼渣兩種工業廢棄物的綜合利用，并且可以得到高品質的鐵產品。但是，該專利仍存在冶煉爐渣附加值不高的缺點。本發明將低品位復雜鐵錳渣礦與鋼鐵廠不同成分的含鋅、鉛固體廢料相互配合進行處理和利用，使爐渣成為富錳渣，既提高了熔煉爐渣的附加值，又擴大了處理原料的來源。

【發明內容】

[0006]本發明涉及一種利用熔融爐處理低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵廠含鐵固體廢料的工藝。本工藝能對低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵廠含鐵固體廢料進行處理，充分利用這些原料中的鐵、錳、鋅、鉛、碳等資源，回收原料中鐵、錳、鋅、鉛等有價元素。
[0007]本發明以低品位復雜鐵錳渣礦和含鋅、鉛的高爐粉塵、轉爐污泥、電爐除塵灰、渣鋼以及廢鋼等為主要原料，按原料的特性對各種原料進行分類和管理，部分原料需進行預處理。將各種原料按照一定的配比進行配料，經攪拌后送入料倉，然后進行造塊，得到成品團塊。成品團塊與焦炭混合后送入熔融爐進行高溫熔煉，熔煉產生的高溫氣體經煙氣處理系統將煙氣中的含碳粉塵和富鋅、鉛粉塵分別回收，同時可得到高熱值煤氣，用于熔融爐熱風預熱及后續其他工序。收集到的富鋅、鉛粉塵進一步處理，得到較高純度的鋅、鉛、鉀等產品。熔融爐定期打開排渣口，得到富錳渣;通過爐底的排鉛口收集鉛液，得到粗鉛，同時通過排鐵口得到鐵水等產品。具體技術方案如下:
[0008](I)將低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵廠含鐵固體廢料混合后作為制團原料，選用生石灰作為熔劑，水泥作為粘結劑，煤為還原劑，按低品位復雜鐵錳礦和鋼鐵廠含鐵固體廢料:生石灰:水泥:煤粉:水約為75-86: 1-4: 3-7: 2-7: 7_10的比例進行配料，充分混勻后經對輥壓球機或振動壓球機在不低于2010^的壓力下壓制成塊，在溫度為20-30°(:，濕度2 95%的環境下養護3至4天后送入料場堆放。
[0009](2)含鐵錳渣礦和鐵廢料制成的團塊、焦炭和含鋅廢鋼等原料按照一定的配比運至爐頂料倉，由爐頂料鐘加料器加入熔融爐進行還原冶煉。
[0010](3)熔融爐配備有熱風爐，熔融爐冶煉時富氧熱風由風口吹入爐內，使熔融爐下部的焦炭燃燒，放出熱量，同時生成富含CO和CO2的高溫爐氣，爐料通過與熾熱焦炭及高溫爐氣的接觸，完成含鐵、錳、鋅、鉛團塊的預熱、還原、熔化、渣鐵分離等冶金過程，最終在爐內生成鐵液、鉛液和富錳渣，而還原產物金屬鋅和部分鉛從爐料中揮發出來，進入爐氣，并在煙氣回收系統中以次氧化鋅形式被捕集。
[0011](4)爐氣從熔融爐頂部出來后，首先進入旋風除塵器，使爐氣中含碳粉塵得到分離，得到含碳量較高、含鋅和鉛量較低的粉塵，這部分粉塵返回配料造塊。爐氣經過旋風除塵器后的進入布袋除塵室，得到含鋅、鉛量較高的次氧化鋅，次氧化鋅可外售，或通過濕法處理得到鋅、鉛產品。
[0012](5)殘余煙氣經凈化除塵后得到高發熱值的煤氣和少量含鋅、鉛污泥，含鋅、鉛污泥返回配料造塊，高發熱值煤氣可作為熱風爐或其他加熱用途的氣體燃料。
[0013](6)熔融爐爐缸中生成的鉛可定期通過虹吸裝置從爐底排鉛孔排出，得到含銀的粗鉛，可通過電解精煉獲得高純度鉛和含銀、金的鉛陽極泥。同時從熔融爐爐缸中還可通過放鐵口和放渣口放出鐵液和富錳渣。
[0014]本發明的突出特點是通過熔融爐高溫熔煉處理鐵錳渣礦和鋼鐵廠含鐵固體廢料，使鋅、鉛等元素進入煙氣，在爐頂通過旋風除塵器和布袋除塵器，從煙氣中回收鋅和鉛，同時得到高發熱值的煤氣，并能從熔融爐爐缸中定期排放鉛，鐵和高錳渣等產品。本發明可處理難選的低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵企業各種含鋅、鉛固體廢料，處理原料范圍廣，生產效率高，可生產鋅、鉛、富錳渣等高附加值產品，經濟效益和環境效益顯著。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合實施例對本發明作進一步說明，而非限制本發明。
[0017]實施例1:按低品位復雜鐵錳渣礦:鋼鐵廠含鐵固體廢料:生石灰:水泥:煤粉:水約為45:36: 2:5:4:8的比例進行配料，充分混勻后壓制成塊，在溫度為20-30 °C，濕度2 95 %的環境下養護3至4天后送入料場堆放。將含鐵錳渣礦和鐵廢料制成的團塊、焦炭等原料按照一定的配比運至爐頂料倉，由爐頂料鐘加料器加入熔融爐進行還原冶煉。團塊與焦炭的比例為94: 6 ο鉛水、鐵水和富錳渣分別通過各自出口回收。富錳渣中Mn品位達到20 %以上，粉塵中Zn品位大于45%。
【主權項】
1.一種低質鐵錳渣礦和鋼鐵工業廢料的綜合利用方法，其特征在于:將低品位復雜鐵錳礦渣礦破碎至-1mm，破碎后的渣礦使用磁選設備進行磁選，磁選產品與鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料混合后作為制團原料，對制團后的團礦進行熔融爐冶煉，從熔融爐底部將鉛液和鐵水進行分別回收，鐵水用于煉鋼，元素錳進入熔融爐渣相形成富錳渣，而鋅揮發并在熔融爐煙塵中以次氧化鋅形式回收，回收次氧化鋅后的煙氣為高發熱值煤氣。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的低品位復雜鐵錳礦渣礦含鐵23-29%，錳8-20%，還有少量的鉛、鋅。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:渣礦破碎后使用濕式高梯度磁選機進行磁選，獲得磁選鐵錳精礦。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料通常為含鋅、鉛的高爐粉塵、轉爐污泥、電爐除塵灰、渣鋼以及廢鋼等原料。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:將磁選精礦與鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料混合后作為制團原料，在混合料水分為7-10%，燃料配比為2-7%條件下制備成團礦。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:將團礦在熔融爐中還原，使鉛、鐵、鋅充分還原而錳盡量少還原;還原后的鉛液在熔融爐底部富集并回收得到鉛產品，鐵以鐵水形式進入鋼鐵冶煉的下一道工序，鋅元素在含鋅的粉塵中富集并回收利用，錳元素進入渣相，成為含錳品位在20%以上的富錳渣產品，回收次氧化鋅后的煙氣為高發熱值煤氣。
【專利摘要】一種低質鐵錳渣礦和鋼鐵工業廢料的綜合利用方法。一種低品位復雜鐵錳渣礦和鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料的綜合利用方法，其特征在于：將低品位復雜鐵錳礦渣礦破碎至-1mm，破碎后的渣礦使用磁選設備進行磁選，磁選產品與鋼鐵工業含鐵、鉛、鋅廢料混合后作為制團原料，對制團后的團礦進行熔融爐冶煉，從熔融爐底部將鉛液和鐵水進行回收，鐵水用于煉鋼，元素錳進入高爐渣相形成富錳渣，而鋅揮發并在高爐煙塵以次氧化鋅形式回收，回收次氧化鋅后的煙氣為高發熱值煤氣。
【IPC分類】C22B7/00, C22B13/02, C22B1/243, C22B5/10, C21B11/00, C22B19/34, C22B47/00, C22B19/30
【公開號】CN105714120
【申請號】CN201610220766
【發明人】趙秦生, 趙洪, 龍婧, 王德, 張強, 王建軍
【申請人】唐山市金嶺工貿有限公司, 中南大學