本發明屬于鋼鐵冶煉工藝技術領域，具體涉及一種高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝。

背景技術：

鋼鐵冶煉塵主要包括瓦斯灰、機頭灰等。機頭灰、瓦斯灰是鋼鐵企業燒結、煉鐵環 節的主要固廢之一。

鐵礦石燒結是鋼鐵生產中的重要環節，而燒結機頭電除塵灰，簡稱機頭灰，是鐵礦 石燒結過程中，通過燒結機頭煙氣電除塵器所撲集的粉塵，其鐵、鉀、鉛、碳含量較高，并含 有可觀數量的貴金屬。如果直接把機頭灰回用于燒結混合料，則鉀、鈉、鋅等元素的循環富 集會給高爐的運行帶來負面影響。

高爐瓦斯灰中同樣含有堿金屬以及鋅、鉛等有色重金屬，如果不經處理直接回用 作為燒結配料或制作球團用于煉鐵生產，那么勢必造成堿金屬、鋅、鉛等有害元素在鋼鐵冶 煉過程中不斷的富集，不僅易造成爐缸、爐底侵蝕速度加快，而且可能使煤氣除塵管路堵塞 等，安全隱患重大。

為此如何采用先進、實用的高新技術，對電除塵灰、瓦斯灰進行無害化、資源化綜 合治理，是目前鋼鐵企業需研究的重要課題。而由于這些鋼鐵冶煉塵顆粒粒徑小、質量輕、 易擴散，運輸及處理過程極易產生大量的廢氣、廢塵，污染環境，具有嚴重危害人體健康的 可能，同時冶煉塵比表面積大、表面自由能高、吸附能力強，普通的洗礦過程無法達到好的 除雜清洗效果，造成了選冶方法在綜合利用冶煉塵的過程中還存在較大的難度。

技術實現要素：

發明目的：本發明針對現有技術中的不足，提出一種工藝方法簡單、操作方便，較好地實現了冶煉過程中的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發有了大大的降低的高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝。

技術方案：本發明所述的一種高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕；

（2）將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或多種，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為0.05％ -2％；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在 20-100℃下處理 1-3h，使其充分潤濕；

（4）將充分潤濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液；

（5）將懸濁液進行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預富集系統完成堿金屬和氯離子的預富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量5～30g/L 的低鹽水和氯化鉀含量30～100g/L 的濃鹽溶液；

（7）將濃鹽溶液進行冷凍干燥得鉀鹽和淡水。

進一步的，步驟（1）中水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的 0.1-2.0 倍，步驟（2）中所形成的混合液的固液比為 1:3-1:15。

進一步的，步驟（2）中將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm。

進一步的，步驟（4）中所述沉淀劑的加入量為洗滌廢水質量的 0.1％－ 1.5％。

進一步的，步驟（4）中的沉淀劑為氧化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、硫化鉀、氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉或硫化鈉中的一種或 兩種以上的混合物。

進一步的，步驟（4）中絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的 0.05％－ 1.0％，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚合氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。

進一步的，步驟（6）中反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種。

進一步的，步驟（6）中預富集溫度為 15 ～ 45℃，液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整 pH 至 7.5 ～ 8.5。

進一步的，步驟（7）中冷 凍干燥操作的溫度為 -10℃～ -30℃，氣壓為 1.5 ～ 9Pa。

有益效果：本發明工藝方法簡單、操作方便，較好地實現了冶煉過程中的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發有了大大的降低，同時這種預富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應用前景，整個工藝環境友好，經濟高效。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明：

實施例1

一種高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕，水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的 0.1倍，所形成的混合液的固液比為 1:3；

（2）將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為0.05％，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在 20℃下處理 1h，使其充分潤濕；

（4）將充分潤濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質量的 0.1％，沉淀劑為氧化鉀；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的 0.05％，絮凝劑為聚合硫酸鐵；

（5）將懸濁液進行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預富集系統完成堿金屬和氯離子的預富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量5g/L 的低鹽水和氯化鉀含量30g/L 的濃鹽溶液，反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預富集溫度為15℃，液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整 pH 至7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為 -10℃，氣壓為1.5Pa。

實施例2

一種高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕，水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的2.0 倍，所形成的混合液的固液比為 1:15；

（2）將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為水玻璃、三聚磷酸鈉兩種混合，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為2％，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在100℃下處理 1-3h，使其充分潤濕；

（4）將充分潤濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質量的1.5％，沉淀劑為氧化鉀、氫氧化鉀兩種混合物；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的 1.0％，絮凝劑為聚丙烯酰胺；

（5）將懸濁液進行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預富集系統完成堿金屬和氯離子的預富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量30g/L 的低鹽水和氯化鉀含量100g/L 的濃鹽溶液，反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預富集溫度為 45℃，液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整 pH 至7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為-30℃，氣壓為9Pa。

實施例3

一種高效率鋼鐵冶煉過程及后期處理工藝，包括如下步驟：

（1） 將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕，水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的 1.0倍，所形成的混合液的固液比為 1:9；

（2）將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液，表面活性藥劑為三聚磷酸鈉，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為1.5％，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm；

（3）利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在 60℃下處理 2h，使其充分潤濕；

（4）將充分潤濕后的混合液廢水中加入沉淀劑和絮凝劑，形成懸濁液，沉淀劑的加入量為洗滌廢水質量的 1.0％，沉淀劑為硫化鉀；絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的 0.5％，絮凝劑為聚丙烯酸；

（5）將懸濁液進行固液分離，并分別收集固相和液相；

（6）液相輸送至反滲透預富集系統完成堿金屬和氯離子的預富集后得可用于冶煉塵洗 滌的氯化鉀含量15g/L 的低鹽水和氯化鉀含量50g/L 的濃鹽溶液，反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一種，預富集溫度為 30℃，液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整 pH 至 7.5～8.5；

（7）將濃鹽溶液進行冷凍干燥得鉀鹽和淡水，冷凍干燥操作的溫度為 -20℃，氣壓為5Pa。

本發明工藝方法簡單、操作方便，較好地實現了冶煉過程中的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集及冷凍干燥，能耗相比高鹽水蒸發有了大大的降低，同時這種預富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應用前景，整個工藝環境友好，經濟高效。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。