一種利用水力旋流分離法從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉的方法
【專利說明】一種利用水力旋流分離法從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于冶金工業(yè)固體廢棄物資源化處理利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用水力旋流分離法從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉，同時除去K、Na，聯(lián)產(chǎn)鉀鹽的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著中國鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量的迅速提升，各鋼鐵廠的粉塵廢料的排放量逐年增加。鋼鐵企業(yè)的粉塵產(chǎn)生量一般為鋼產(chǎn)量的10%左右，以年產(chǎn)8億鋼計算，我國鋼鐵行業(yè)每年的粉塵量達8000萬噸左右。鋼鐵冶金粉塵中Fe、C含量$父尚，而當如全世界尚品位鐵礦資源日趨枯竭，我國又面臨鐵礦石資源供給安全問題。若不對粉塵中的鐵氧化物加以有效利用，不僅污染環(huán)境，也是對寶貴資源的極大浪費。因此，綜合回收和資源化循環(huán)利用鋼鐵冶金粉塵，對于提高我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟效益和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0004]目前，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)將大部分粉塵直接返回燒結(jié)廠利用。但大部分粉塵的全鐵含量不高，難以直接滿足燒結(jié)和煉鐵過程的要求，需要進一步提高鐵品位。而且其中含有較高的Zn、Pb、K、Na等對鋼鐵生產(chǎn)有害的元素，直接作為鐵原料返回燒結(jié)循環(huán)利用，由于有害元素的循環(huán)富集會嚴重影響燒結(jié)過程的透氣性，降低燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，進而影響高爐煉鐵的順行和高爐的壽命。因此，如何利用這部分粉塵是擺在我國鋼鐵企業(yè)面前的難題。
[0005]鑒于此，本發(fā)明提出一種利用水力旋流分離方法，從鋼鐵冶金粉塵中回收鐵精粉，以獲得鐵品位較高的煉鐵和燒結(jié)原料。同時，可除去大部分溶于水的K、Na，降低有害元素在循環(huán)利用過程中對燒結(jié)、煉鐵工藝的危害，并聯(lián)產(chǎn)鉀鹽。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明技術(shù)的目的在于提供一種從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉的方法，該方法可以獲得鐵品位較高的煉鐵和燒結(jié)原料，同時除去粉塵中的有害元素，實現(xiàn)鋼鐵冶金粉塵的資源化循環(huán)利用。
[0008]本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種利用水力旋流分離法從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉的方法，實現(xiàn)步驟如下:
(1)將鋼鐵冶金粉塵通過16目級篩，濾去粒徑大于Imm的大顆粒雜質(zhì)；
(2)將所述步驟(I)中的粉塵與水配成固含量5?30%楽液；
(3)將所述步驟(2)中的漿液加入攪拌槽中以60r/min?120 r/min的速度充分攪拌10?30min使粉塵漿液均勻并減小沉降效應(yīng)。同時，在制漿、攪拌過程中將大部分K、Na溶于水中，實現(xiàn)了有害元素的分離； (4)將所述步驟(3)中的粉塵漿液栗入水力旋流分離系統(tǒng)中。針對不同成分，不同粒度分布的粉塵選擇相應(yīng)的旋流分離系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)核心參數(shù)(底流口尺寸、旋流器進口壓力)進行分離除雜；
(5)最后，將所述步驟(4)中的產(chǎn)品分別收集溢流、底流產(chǎn)物，并過濾、干燥。
[0009]所述步驟(4)中水力旋流分離系統(tǒng)以單支或兩級串聯(lián)為最小循環(huán)單元。單支旋流器采用:Φ50ηιηι(旋流分離器筒體直徑)、Φ 75mm、Φ 10mm單獨使用。兩級旋流器串聯(lián)采用:Φ50ι?πι-Φ75πιπι串聯(lián)，或Φ75ι?πι-Φ 10mm串聯(lián)，或Φ50ι?πι-Φ 10mm串聯(lián)。
[0010]所述步驟(4)中針對不同成分、粒度范圍的粉塵，選擇使用不同底流口尺寸對底流口進行參數(shù)調(diào)整。Φ 50mm的旋流器分別調(diào)節(jié)Φ 4mm、Φ 6mm、Φ 8mm口徑的底流尺寸，Φ 75mm的旋流器分別調(diào)節(jié)Φ 8mm、Φ 10mm、Φ 12mm口徑的底流尺寸，Φ 10mm的旋流器分別調(diào)節(jié)Φ12_、Φ 14mm、Φ 16mm口徑的底流尺寸。
[0011]所述步驟(4)中針對不同成分、粒度范圍的粉塵，對旋流器進口壓力進行參數(shù)調(diào)整。Φ 50mm的旋流器進口壓力為0.05?0.2Mpa，Φ 75mm的旋流器進口壓力為0.05-0.25Mpa，Φ 10mm的旋流器進口壓力為0.05-0.3Mpa。
[0012]所述步驟(4)中水力旋流分離系統(tǒng)最小循環(huán)單元為兩級串聯(lián)時，第一級旋流器的底流或溢流先進入漿料槽，再通過漿料栗栗入第二級旋流器。
[0013]所述步驟(5)中產(chǎn)品過濾后的濾液，若其中K含量低于8%，則直接返回步驟(I)中回用制漿。若其中K含量高于8%，則作為母液生產(chǎn)鉀鹽，蒸發(fā)結(jié)晶后的冷凝水再返回步驟(I)中回用制漿，實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)。
[0014]所述步驟(5)中產(chǎn)品過濾后濾渣作為鐵精粉返回燒結(jié)和煉鐵工序，實現(xiàn)回收循環(huán)利用。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本發(fā)明中分離出的鐵精粉全鐵含量達到52?56%，與粉塵原料全鐵含量30?46%相比有很大幅度提升，鐵精粉中的K、Na含量下降到3%以下。既獲得了滿足燒結(jié)和煉鐵工序的鐵原料，又除去K、Na等有害元素，聯(lián)產(chǎn)鉀鹽。
[0016](2)本發(fā)明的處理成本低，原料價格低廉。整個處理過程僅以鋼鐵冶金含鐵粉塵和工業(yè)水為原料，并實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)，節(jié)約用水。而且水力旋流器構(gòu)造簡單，占面積小，造價低，能耗小，具有投資低、操作簡單、經(jīng)濟實用的特點。
[0017](3)本發(fā)明的處理對象有較廣的適用性，包括燒結(jié)除塵灰、高爐瓦斯灰、轉(zhuǎn)底爐灰等全鐵含量大于30%的粉塵。并且可針對不同成分、粒度范圍的粉塵，調(diào)整水力旋流分離系統(tǒng)的核心參數(shù)，以達到最佳的分離效果和回收率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明從鋼鐵冶金含鐵粉塵中回收鐵精粉聯(lián)產(chǎn)鉀鹽的工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明中水力旋流分離系統(tǒng)的串聯(lián)方案I;
圖3為本發(fā)明中水力旋流分離系統(tǒng)的串聯(lián)方案2。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體實施例詳細介紹本發(fā)明。但以下的實施例僅限于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)包括權(quán)利要求的全部內(nèi)容，不僅僅限于本實施例。
[0020]本發(fā)明的方法是:本發(fā)明的方法是:首先將全鐵含量大于30%的粉塵通過篩分濾去粒徑大于I _的大顆粒雜質(zhì)，再將粉塵與水配成固含量5?30%楽液。然后將漿液栗入水力旋流分離系統(tǒng)中進行除雜分離，分別收集溢流、底流產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)過濾、干燥后濾渣作為鐵精粉返回燒結(jié)和煉鐵工序。濾液直接回用制漿，或作為母液生產(chǎn)鉀鹽，蒸發(fā)結(jié)晶后冷凝水再回用制漿，實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)。本發(fā)明可分離出全鐵含量大于50%的鐵精粉，K、Na含量小于3%，同時聯(lián)產(chǎn)鉀鹽。并且可針對不同成分、粒度范圍的粉塵，調(diào)整水力旋流分離系統(tǒng)的核心參數(shù)，以達到最佳的分離效果和回收率，因此具有較廣的適用范圍。
[0021]實施例1
(1)將一種全鐵含量為43.98%的鋼鐵冶金粉塵通過16目級篩，濾去粒徑大于Imm的大顆粒雜質(zhì)；
(2)將所述步驟(I)中的粉塵與水配成固含量10%楽液；
(3)將所述步驟(2)中的漿液加入攪拌罐中以100r/min的速度充分攪拌20min;
(4)將所述步驟(3)中的攪拌均勻的粉塵漿液栗入單支Φ10mm的水力旋流分離系統(tǒng)中，使用底流口直徑為Φ14_進行除雜分離，進口壓力為0.2Mpa;
(5)將所述步驟(4)中的產(chǎn)品分別收集溢流、底流產(chǎn)物，并過濾、干燥；
(6)所述步驟(5)中產(chǎn)品過濾后的濾液，若其中K含量低于8%，則直接返回步驟(I)中回用制漿。若其中K含量高于8%，則作為母液生產(chǎn)鉀鹽，蒸發(fā)結(jié)晶后的冷凝水再返回步驟(I)中回用制漿；
本發(fā)明的分離產(chǎn)品鐵精粉的全鐵含量達到55.80%，K、Na含量為2.72%。
[0022]實施例2
(1)將一種全鐵含量為34.27%的鋼鐵冶金粉塵通過16目級篩，濾去粒徑大于Imm的大顆粒雜質(zhì)；
(2)將所述步驟(I)中的粉塵與水配成固含量20%楽液；
(3)將所述步驟(2)中的楽液加入攪拌罐中以60r/min的速度充分攪拌1min;
(4)將所述步驟(3)中的攪拌均勻的粉塵漿液栗入Φ50mm-Φ 10mm串聯(lián)的水力旋流分離系統(tǒng)中進行除雜分離，第一級Φ 10mm旋流器的底流口直徑為Φ 14mm，進口壓力為
0.1Mpa，第二級Φ 50mm旋流器的底流口直徑為Φ 6mm，進口壓力為0.15Mpa，串聯(lián)方案如圖2所示；
(5)將所述步驟(4)中的產(chǎn)品分別收集溢流、底流產(chǎn)物，并過濾、干燥；
(6)所述步驟(5)中產(chǎn)品過濾后的濾液，若其中K含量低