本發(fā)明屬于冶金
技術領域：
，特別涉及一種轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝。
背景技術：
：我國是世界第一大鋼產(chǎn)量國，2015年鋼產(chǎn)量超過8億噸，年需要廢鋼8200多萬噸，還原鐵需求量為500萬噸。我國年進口還原鐵300萬噸，而還原鐵(海綿鐵)年產(chǎn)量僅為60萬噸。同時世界鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展以及國際社會對環(huán)境保護的日益重視，加之鐵礦石、廢鋼、焦炭等資源緊缺以及天然氣等價格大幅上漲等綜合影響，使各鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本越來越高，未來如何加大固體廢物資源綜合利用仍是國家改革發(fā)展的重點。通過從數(shù)量巨大的各種廢物中回收利用金屬資源，變廢為寶，達到減量化、無害化和資源化，是環(huán)境、經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。隨著有色金屬行業(yè)大力發(fā)展，冶煉廢渣堆存問題越來越嚴重，目前資源短缺和環(huán)境承載能力脆弱，已經(jīng)是制約我國經(jīng)濟發(fā)展的兩大瓶頸。2015年，全國有色冶煉渣排放1.1億噸，其中鋅浸出渣量約為500萬t。該類渣的主要組成元素是Fe、Zn、Pb，此外部分渣中還含有大量的稀貴金屬銦等，如果不加以處理，會占用大量的土地用于堆存，造成資源的巨大浪費，同時渣中的重金屬離子會隨著雨水滲入土壤和地下水，造成嚴重的環(huán)境污染。技術實現(xiàn)要素：發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝。采用該工藝能夠有效提取鉛鋅渣中的金屬鐵。本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供了上述工藝制備得到的鐵粉。本發(fā)明所要解決的第三個技術問題是提供了上述鐵粉的應用。技術方案：本發(fā)明的技術方案如下：一種轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝，包括以下步驟：1)配料－壓團：按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料，充分混合，壓制成團塊，在30～200℃下干燥獲得干燥的團塊；2)轉底爐直接還原：將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內，控制爐內反應溫度和反應時間，進行直接還原反應得到DRI團塊，團塊里的鐵元素還原成金屬鐵，金屬化率達到85％以上；3)DRI團塊磨礦磁選：將步驟2)轉底爐直接還原反應得到的DRI團塊經(jīng)水淬冷卻后進入磨礦磁選車間，得到還原鐵粉，鐵粉中金屬鐵含量達到80％以上。其中，上述步驟1)中的鉛鋅渣為鉛鋅冶煉系統(tǒng)產(chǎn)生的含鐵量較高的沉鐵渣、鉛銀渣、鐵礬渣和鉛鋅渣中的一種或幾種的混合物。所述鉛鋅渣中的TFe含量為20～40％。其中，上述步驟1)中的還原劑為普通煤粉，煤粉中固定碳含量為60～80％，所述煤粉的加入重量為鉛鋅渣重量的15％～35％。其中，上述步驟1)中添加劑為膨潤土和液體粘結劑。該液體粘結劑中的含水量為90％～98％，其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿、瀝青等中的一種或幾種的混合物。其中，上述膨潤土的加入重量為鉛鋅渣重量的1％～4％，所述液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣重量的2％～5％。其中，上述步驟1)中干燥的團塊含水量為1％～5％。其中，上述步驟2)中轉底爐還原反應溫度為1200～1350℃。其中，上述步驟2)的反應時間為20～40min。本
發(fā)明內容還包括上述的轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝制備得到的鐵粉。本
發(fā)明內容還包括所述的鐵粉在煉鋼方面的應用，可作為煉鋼用原(輔)料使用。有益效果：與現(xiàn)有技術相比，具有如下顯著效果：本發(fā)明采用轉底爐直接還原的方法，實現(xiàn)鉛鋅渣中金屬鐵的同步富集和回收，全過程金屬鐵的回收率≥80％；轉底爐的操作簡單，熱利用率高，同時整個工藝流程短、物料適應性強、金屬鐵回收率高，實現(xiàn)了資源的綜合利用。本發(fā)明還公開了該鐵粉的應用。本發(fā)明方法設計合理，操作簡單，可以有效的提取鉛鋅渣中的金屬鐵，避免工業(yè)廢渣廢棄造成的資源浪費問題和環(huán)境問題，有利于環(huán)境保護，具有較好的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益。附圖說明圖1本發(fā)明工藝流程圖。具體實施方式為進一步了解本發(fā)明的內容，現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。實施例1轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝項目年處理鉛鋅渣20萬噸(干基)，含水率為10％。鉛鋅渣的主要成分如表1：表1鉛鋅渣化學多元素分析TFeFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZnCl22.0132.174.6751.6953.6150.90813.070.0910.0132.783.10.02采用轉底爐進行直接還原冶煉，每年需配入膨潤土0.5萬噸，液體粘結劑0.7萬噸，消耗煤粉5萬噸。1)配料－壓團：按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料，充分混合，壓制成團塊，在200℃下干燥獲得干燥的團塊；其中，添加劑為膨潤土和液體粘結劑，還原劑為煤粉，煤粉中的固體碳重量百分含量為60％，煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的25％，膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的2.5％，液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的3.5％；該干燥的團塊的含水量為1％；該液體粘結劑中的含水量為94％，其主要成分為淀粉水溶物、膠水、瀝青的混合物。2)轉底爐直接還原：將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內，控制爐內反應溫度為1200℃和反應時間為40min，進行直接還原反應得到DRI團塊，團塊里的鐵元素還原成金屬鐵，金屬化率達到85％以上；DRI團塊的成分分析如表2所示。3)DRI團塊磨礦磁選：將步驟2)轉底爐直接還原反應得到的DRI團塊經(jīng)水淬冷卻后進入磨礦磁選車間，得到還原鐵粉，還原鐵粉成分如表3所示；還原鐵粉的產(chǎn)量為5萬噸/年，鐵品位～82.75％，鐵回收率達到86.52％。表2DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZnCl40.9711.934.536.782.236.180.170.0040.100.110.02表3還原鐵粉成分分析TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZn82.750.161.081.790.471.640.170.000580.010.01實施例2轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝項目年處理鉛鋅渣20萬噸(干基)，含水率為10％。鉛鋅渣的主要成分如表4：表4鉛鋅渣化學多元素分析TFeFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZnCl22.0132.174.6751.6953.6150.90813.070.0910.0132.783.10.02采用轉底爐進行直接還原冶煉，每年需配入膨潤土0.2萬噸，液體粘結劑0.4萬噸，消耗煤粉3萬噸。1)配料－壓團：按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料，充分混合，壓制成團塊，在30℃下干燥獲得干燥的團塊；其中，添加劑為膨潤土和液體粘結劑，還原劑為煤粉，煤粉中的固體碳重量百分含量為80％，煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的15％，膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的1％，液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的2％；該干燥的團塊的含水量為5％；該液體粘結劑中的含水量為90％，其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿的混合物。2)轉底爐直接還原：將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內，控制爐內反應溫度為1350℃和反應時間為20min，進行直接還原反應得到DRI團塊，團塊里的鐵元素還原成金屬鐵，金屬化率達到85％以上；DRI團塊的成分分析如表5所示。3)DRI團塊磨礦磁選：將步驟2)轉底爐直接還原反應得到的DRI團塊經(jīng)水淬冷卻后進入磨礦磁選車間，得到還原鐵粉，還原鐵粉成分如表6所示；還原鐵粉的產(chǎn)量為4.5萬噸/年，鐵品位～81.36％，鐵回收率達到85.44％。表5DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZnCl39.5812.795.437.192.766.780.210.0050.140.120.025表6還原鐵粉成分分析TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZn81.360.231.682.350.871.840.220.000490.0150.016實施例3轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝項目年處理鉛鋅渣20萬噸(干基)，含水率為10％。鉛鋅渣的主要成分如表7：表7鉛鋅渣化學多元素分析TFeFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZnCl22.0132.174.6751.6953.6150.90813.070.0910.0132.783.10.02采用轉底爐進行直接還原冶煉，每年需配入膨潤土0.8萬噸，液體粘結劑1萬噸，消耗煤粉7萬噸。1)配料－壓團：按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料，充分混合，壓制成團塊，在115℃下干燥獲得干燥的團塊；其中，添加劑為膨潤土和液體粘結劑，還原劑為煤粉，煤粉中的固體碳重量百分含量為70％，煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的35％，膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的4％，液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的5％；該干燥的團塊的含水量為3％；該液體粘結劑中的含水量為98％，其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿、瀝青的混合物。2)轉底爐直接還原：將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內，控制爐內反應溫度為1275℃和反應時間為30min，進行直接還原反應得到DRI團塊，團塊里的鐵元素還原成金屬鐵，金屬化率達到85％以上；DRI團塊的成分分析如表8所示。3)DRI團塊磨礦磁選：將步驟2)轉底爐直接還原反應得到的DRI團塊經(jīng)水淬冷卻后進入磨礦磁選車間，得到還原鐵粉，還原鐵粉成分如表9所示；還原鐵粉的產(chǎn)量為4.8萬噸/年，鐵品位～82.16％，鐵回收率達到85.93％。表8DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZncl40.2412.384.736.802.256.190.1750.0050.110.110.03表9還原鐵粉成分分析TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPAgPbZn82.360.181.301.880.511.690.190.00060.020.018對比例：回轉窯揮發(fā)法是我國處理鉛鋅渣所用的典型工藝流程。該工藝是在浸鋅渣中配入焦炭或煤粉后，在回轉窯中焙燒，浸出渣中容易揮發(fā)的金屬元素，Zn、Pb隨煙氣凈化進入氧化鋅粉中，Ag、Fe等金屬元素進入窯渣。該處理工藝流程相比于轉底爐法處理鉛鋅渣，具有以下缺點：設備維修量大且要求持續(xù)耐高溫，設備龐大，投資增加，工作環(huán)境相對較差，耗能高，需要配入大量燃煤和焦炭，煤粉的加入量為鉛鋅渣重量的35％～55％，且進入煙氣中的Fe含量較大，占煙氣總重量的5％～8％(轉底爐法煙氣中鐵含量占煙氣總重量的0.5％～1.5％)，鐵回收率為小于60％，明顯低于轉底爐法的鐵回收率。以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3