一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法

技术领域

本发明涉及钢铁过程中固废处理的技术领域，具体而言，尤其涉及一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，用于处理回收含锌污泥中的锌金属。

背景技术

冶金过程中产生的含锌污泥主要有转炉生产过程中的一次、二次污泥以及其它环节产生的一些固废污泥，其含铁量一般在30-70％，ZnO含量一般在0.5％以上，同时含有CaO、MgO、C等有益元素，如果不加以回收利用，将会造成资源的浪费，也会造成环境的污染。随着能源、资源、环境形式越来越严峻，钢铁企业的压力与日俱增，解决好含铁尘泥，尤其是高锌污泥的回收利用意义重大。

目前对于含锌污泥的处理一部分是送入转底炉进行脱锌处理，将富集后的ZnO进行外卖；但大部分的企业主要还是将含锌污泥与其它冶金固废如料场除尘灰、返矿等混合后直接送入烧结流程进行处理。但由于含锌污泥中锌含量高，直接送入烧结后，容易造成锌在烧结、高炉生产环节的循环，造成烧结矿ZnO含量过高，恶化烧结矿冶金性能，进入高炉后锌负荷升高，部分锌还会进入炉墙破坏砖衬内部结构，影响高炉稳定顺行，缩短使用寿命。

目前，大部分厂家处理含锌污泥的方法依旧是直接配入烧结，这就容易造成锌在铁前系统的富集，影响烧结、高炉的稳定。由于ZnO在908℃就可被还原剂还原为锌蒸汽逸出，降低温度又可快速氧化为ZnO颗粒沉积，因此可利用ZnO易还原再被氧化的特点，开发一种工艺简单，投资小，更易于操作的方法来实现含锌污泥的脱锌处理，达到资源的有效利用。

发明内容

解决的技术问题：

针对直接配入烧结的方法处理含锌污泥，而造成锌在铁前系统的富集，造成烧结矿含锌量过高，影响烧结矿的性能和烧结效率，破坏高炉的稳定，并且造成严重的资源浪费和环境污染等问题，本申请提出一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法以解决上述技术问题。

技术方案：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，包括如下步骤：S1制球:按质量份数配比将含锌污泥1-2份、含碳燃料1.5-3份、粘结剂0.01-0.03份混合均匀得混合物，加入混合物总重量7-9％wt的水造球；

S2布料:在烧结台车布料时首先将铺底料布在台车底部，然后将S1中造好的球均匀布到铺底料上部，最后在球料层的上部继续布烧结混匀矿，至生产要求料层厚度；所述铺底料的厚度为25-50mm，球料层的厚度为10-50mm，整个料层的厚度为700-1000mm；

S3点火、烧结:布料完成后，点火烧结：烧结温度应达到908℃以上；

S4对烧结电除尘器中的除尘灰进行收集:烧结生产过程中收集烧结电除尘器中的除尘灰，得到富集ZnO颗粒的混合物。

优选地，含锌污泥：含碳燃料：粘结剂＝1：1.5；0.01，水的加入量为混合物总重量7wt％。

优选地，含锌污泥：含碳燃料：粘结剂＝2；3：0.03，水的加入量为混合物总重量9wt％。

优选地，含锌污泥：含碳燃料：粘结剂＝1.5：2：0.015，水的加入量为混合物总重量7.5wt％。

优选地，S1中所述的含锌污泥为转炉一次、二次污泥及其它含锌冶金固废污泥，其中的ZnO含量≥0.6％。

优选地，S1中所述的含碳燃料为焦化除尘灰、无烟煤粉、焦粉或其它含碳燃料中的一种或两种以上的混合物，其固定碳含量≥70％，粒级中≤0.15mm的占比≥50％。

优选地，S1中所述的造球后球的粒度在5-10mm，落下强度为≥3次/0.5m。

优选地，S1中所述的粘结剂是改性淀粉粘结剂。

优选地，S2中所述的烧结混匀矿的成分按质量份数配比含有卡粉5-15份，BRBF粉20-30份，SFHT粉3-10份；PB粉15-20份，纽曼粉15-25份，麦克粉2-20份，FB粉2-25份，杨迪粉2-30份；乌克兰精粉3-10份，澳洲精粉2-10份。

优选地，S4中所述的电除尘器包括烧结二次电除尘器、三次电除尘器。

有益效果：

由于采用上述方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：与现有技术相比，本发明提供一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，将含碳燃料与含锌污泥通过配加一定的粘结剂与水制粒后布料到烧结台车进行烧结。烧结本身是一个以氧化气氛为主的氧化过程，将含碳燃料与含锌污泥制成球，在热风抽过时，球表面被快速干燥，形成一层保护层，在球内部形成污泥和焦化除尘灰的隔绝空间，产生局部的还原气氛，将含锌污泥中的ZnO还原为锌，在高温下锌以气体形式逸出到除尘管道中然后氧化为ZnO颗粒沉积，富集，便于后期的集中处理，达到烧结富集处理含锌污泥的目的；同时在含碳燃料的选择上选择生产过程中富碳但不便于直接利用的燃料除尘灰，如焦化除尘灰等，可以达到钢铁冶炼过程中资源的协同利用。

具体实施方式

以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明，以下实施例和对比例都在360m

实施例1

一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，其步骤为：

1)制球

选取ZnO≥0.6％的含锌污泥，固定碳含量≥80％的焦化除尘灰，按照含锌污泥：焦化除尘灰：粘结剂按重量比1.5：2：0.015，水的加入量为混合物总重量7.5wt％，混合均匀后在圆盘造球机上制球。

2)筛选

使用5mm、10mm的套筛，将球进行筛分，选取粒径在5-10mm的球继续试验，同时对筛选后的球进行落下强度检测，保证落下强度≥3次/0.5m。

3)烧结布料、点火烧结

将筛选后的球装入烧结配料仓，首先布铺底料到30mm，然后将球均匀布到铺底料上部，厚度控制在15mm，最后将烧结混匀矿布到球料层上部至800mm，将料面进行压料、平整处理；烧结混匀矿的成分按质量份数配比含有卡粉5份，BRBF粉20份，SFHT粉3份；PB粉15份，纽曼粉15份，麦克粉20份，FB粉5份，杨迪粉2份；乌克兰精粉10份，澳洲精粉5份。

设定点火负压7kPa，烧结负压12-14kPa，机速控制在2m/min，进行点火烧结，烧结本身是一个以氧化气氛为主的氧化过程，将含碳燃料与含锌污泥制成的球，在热风抽过时，球表面被快速干燥，形成一层保护层，在球内部形成污泥和焦化除尘灰的隔绝空间，产生局部的还原气氛，将含锌污泥中的ZnO还原为锌，在高温下锌以气体形式逸出到除尘管道中然后氧化为ZnO颗粒沉积，富集。烧结过程中涉及到含锌物质的变化过程为：ZnO+C＝Zn(蒸汽)+CO。

4)含ZnO颗粒收集

收集烧结二次、三次电除尘器中的除尘灰，得到富集后的ZnO颗粒混合物。

实施例2

一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，其步骤为：

1)制球

选取ZnO≥0.6％的含锌污泥，固定碳含量≥80％的焦化除尘灰，按照含锌污泥：焦化除尘灰：粘结剂按重量比1：1.5；0.01，水的加入量为混合物总重量7wt％，混合均匀后在圆盘造球机上制球。

2)筛选

使用5mm、10mm的套筛，将球进行筛分，选取粒径在5-10mm的球继续试验，同时对筛选后的球进行落下强度检测，保证落下强度≥3次/0.5m。

3)烧结布料、点火烧结

将筛选后的球装入烧结配料仓，首先布铺底料到25mm，然后将球均匀布到铺底料上部，厚度控制在10mm，最后将烧结混匀矿布到球料层上部至700mm，将料面进行压料、平整处理；烧结混匀矿的成分按质量份数配比含有卡粉15份，BRBF粉30份，SFHT粉5份；PB粉15份，纽曼粉15份，麦克粉3份，FB粉5份，杨迪粉5份；乌克兰精粉5份，澳洲精粉2份。

设定点火负压7kPa，烧结负压12-14kPa，机速控制在2m/min，进行点火烧结，烧结本身是一个以氧化气氛为主的氧化过程，将含碳燃料与含锌污泥制成的球，在热风抽过时，球表面被快速干燥，形成一层保护层，在球内部形成污泥和焦化除尘灰的隔绝空间，产生局部的还原气氛，将含锌污泥中的ZnO还原为锌，在高温下锌以气体形式逸出到除尘管道中然后氧化为ZnO颗粒沉积，富集。烧结过程中涉及到含锌物质的变化过程为：ZnO+C＝Zn(蒸汽)+CO。

4)含ZnO颗粒收集

收集烧结二次、三次电除尘器中的除尘灰，得到富集后的ZnO颗粒混合物。

实施例3

一种利用烧结工艺处理含锌污泥的方法，其步骤为：

1)制球

选取ZnO≥0.6％的含锌污泥，固定碳含量≥80％的焦化除尘灰，按照含锌污泥：焦化除尘灰：粘结剂按重量比2：3：0.03，水的加入量为混合物总重量9wt％，混合均匀后在圆盘造球机上制球。

2)筛选

使用5mm、10mm的套筛，将球进行筛分，选取粒径在5-10mm的球继续试验，同时对筛选后的球进行落下强度检测，保证落下强度≥3次/0.5m。

3)烧结布料、点火烧结

将筛选后的球装入烧结配料仓，首先布铺底料到45mm，然后将球均匀布到铺底料上部，厚度控制在30mm，最后将烧结混匀矿布到球料层上部至900mm，将料面进行压料、平整处理；烧结混匀矿的成分按质量份数配比含有卡粉10份，BRBF粉20份，SFHT粉10份；PB粉20份，纽曼粉15份，麦克粉5份，FB粉5份，杨迪粉5份；乌克兰精粉5份，澳洲精粉5份。

设定点火负压7kPa，烧结负压12-14kPa，机速控制在2m/min，进行点火烧结，烧结本身是一个以氧化气氛为主的氧化过程，将含碳燃料与含锌污泥制成的球，在热风抽过时，球表面被快速干燥，形成一层保护层，在球内部形成污泥和焦化除尘灰的隔绝空间，产生局部的还原气氛，将含锌污泥中的ZnO还原为锌，在高温下锌以气体形式逸出到除尘管道中然后氧化为ZnO颗粒沉积，富集。烧结过程中涉及到含锌物质的变化过程为：ZnO+C＝Zn(蒸汽)+CO。

4)含ZnO颗粒收集

收集烧结二次、三次电除尘器中的除尘灰，得到富集后的ZnO颗粒混合物。

对比例1

与实施例1的含锌污泥和含碳燃料用量相同相同，直接将含锌污泥与含碳燃料混合均匀后加入烧结混匀矿，进行布料烧结。

试验用含锌污泥与含碳燃料成分及粒度：

对比例1和实施例1烧结过程指标：

实施例1和对比例1烧结后电除尘灰中ZnO含量：

通过对比实施例1和对比例1，实施例1相比对比例1由于料面底部有15mm的球，透气性增加，烧结速度较对比例1快，但烧结成品率降低1个百分点，利用系数下降1.6％，固体燃耗升高0.6kg/t；实施例1由于烧结速度加快，转鼓强度较对比例1下降了0.34个百分点，但从整体烧结指标来看，实施例1和对比例1相差不大，对烧结指标及烧结质量基本无影响。

实施例1将含锌污泥与含碳燃料造球，在烧结过程中球内部形成了局部还原气氛，烧结后球内部的ZnO含量较还原前降低了65.74％，电除尘器中除尘灰较传统方式及对比例1，ZnO含量从痕量增加到了0.68％，说明通过实施例1可以在烧结过程中实现锌的富集。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。