本發(fā)明涉及固體廢棄物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種電爐粉塵的處理方法。

背景技術(shù)：

我國電爐煉鋼的鋼鐵年產(chǎn)量占全國18％左右。并且，每生產(chǎn)一噸鋼，相應(yīng)地會產(chǎn)生約2％的電爐粉塵，其中含有Fe、Zn等有價金屬元素。近年來，我國每年的鋼鐵產(chǎn)量約為8億噸，隨之產(chǎn)生了大量的電爐粉塵，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此，電爐粉塵亟需處理。然而，目前的處理技術(shù)中，有的僅僅進(jìn)行了單一元素的回收，有的雖然能進(jìn)行多種元素的綜合回收，但回收效率較低。

電爐粉塵的處理方法有多種，其中，固化、填埋占地面積較大，且粉塵中的有價元素未得到利用而浪費(fèi)；濕法處理過程使用的酸堿溶液對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；火法處理較為普遍，基本實(shí)現(xiàn)了電爐粉塵中Fe、Zn元素的回收利用，但是回收后會產(chǎn)生二次廢棄物待處理。

目前，一些鋼鐵企業(yè)采用將電爐粉塵進(jìn)行返回?zé)Y(jié)的處理方法。通過配加一定比例的該電爐粉塵，進(jìn)行高爐煉鐵，從而回收電爐粉塵中的Fe。但是，由于電爐粉塵顆粒細(xì)小，容易堵塞燒結(jié)料層的空隙，導(dǎo)致料層的透氣性降低，燒結(jié)礦質(zhì)量惡化，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能減少。此外，電爐粉塵中的Zn會影響高爐的運(yùn)行。

現(xiàn)有技術(shù)一公開了一種從電爐粉塵中回收金屬的方法和裝置。所述方法是將氯成分和鋅成分的總計質(zhì)量百分比為12％以上的電爐粉塵主要利用電能進(jìn)行熔融還原，回收其中的鐵液和氧化鋅，所用裝置為熔融還原爐。但是，該技術(shù)采用的是電能熔融還原的方法，溫度高，能耗大；并且會產(chǎn)生廢渣，形成二次污染。

現(xiàn)有技術(shù)二公開了一種含鋅電爐粉塵的處理方法。所述方法是將含鋅電爐粉塵進(jìn)行配碳、造球、干燥，放入轉(zhuǎn)底爐中，在1100～1200℃溫度條件下還原焙燒60～90min。還原產(chǎn)生的Zn蒸汽引入1100～1250℃氧化室氧化成ZnO，然后再引入冷卻室收集ZnO粉末。還原后的球團(tuán)冷卻得到半金屬化球團(tuán)，金屬化率60％左右，TFe含量大于50％，Zn含量小于2％。但是，該技術(shù)還原時間較長，半金屬化球團(tuán)金屬化率低，Zn含量較高，未實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種電爐粉塵綜合處理方法，可以對電爐粉塵進(jìn)行回收，環(huán)境友好，不會產(chǎn)生二次污染。

本發(fā)明公開了一種電爐粉塵的處理方法，所述方法包括以下步驟：

步驟A、將電爐粉塵、鋼渣、還原劑分別進(jìn)行研磨，研磨后進(jìn)行混合、造球，制得球團(tuán)；

步驟B、所述球團(tuán)進(jìn)行還原焙燒，得到揮發(fā)物和還原后球團(tuán)；

步驟C、在隔絕空氣的條件下，對所述揮發(fā)物進(jìn)行冷卻收集，得到鋅粉；所述還原后球團(tuán)經(jīng)水淬、磨礦、磁選分離，得到鐵粉和尾礦；

步驟D、所述鐵粉壓塊得到鐵塊，所述尾礦與生石灰及鋁礬土進(jìn)行混合并預(yù)熔得到預(yù)熔尾礦。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述球團(tuán)中的電爐粉塵、鋼渣、還原劑的質(zhì)量配比為：1:0.5～0.8:0.25～0.5。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述還原焙燒的溫度設(shè)為1200～1300℃，時間設(shè)為≥30min。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述電爐粉塵、鋼渣、還原劑分別進(jìn)行研磨后得到粉末，且目數(shù)≥200目的粉末占所述粉末的百分比為≥70wt％。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述電爐粉塵中的Fe₂O₃含量占所述電爐粉塵的百分比≥40wt％，ZnO含量占所述電爐粉塵的百分比≤10wt％。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述還原劑中的C含量占所述還原劑的百分比≥75wt％。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述還原劑選用非焦煤。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述生石灰和所述鋁礬土的粒徑為5～8㎜。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述鋼渣中的CaO含量占所述鋼渣的百分比≥45wt％；所述生石灰中的CaO含量占所述生石灰的百分比≥90wt％。

上述電爐粉塵的處理方法中，所述尾礦、生石灰、鋁礬土的質(zhì)量配比為1:0.2～0.4:0.5～0.7；所述預(yù)熔溫度設(shè)為1300～1500℃。

本發(fā)明在對電爐粉塵進(jìn)行處理的過程中，采用價格低廉的鋼渣作為還原添加劑，降低了處理成本。并且，本發(fā)明的方法可綜合回收電爐粉塵和鋼渣中的Fe、Zn金屬元素，并利用磁選尾礦制備煉鋼精煉劑。處理過程全程零廢棄，環(huán)境友好，成本低廉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中電爐粉塵的處理方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電爐粉塵的處理方法，由圖1所示，該方法包括四個步驟。

步驟A、制備球團(tuán)：將電爐粉塵、鋼渣、還原劑分別進(jìn)行研磨得到粉末，將該三種物質(zhì)的粉末進(jìn)行混合，然后向混合后的粉末中加入淀粉溶液，得到球團(tuán)。

其中，本發(fā)明所選用的電爐粉塵中的Fe₂O₃占電爐粉塵的百分比為≥40wt％(wt％為質(zhì)量百分比)，ZnO占電爐粉塵的百分比為≤10wt％。鋼渣中的CaO占鋼渣的百分比為≥45wt％。

本發(fā)明選用的還原劑為具有還原作用的含碳物質(zhì)，其中C含量≥75wt％，并且價格比較低廉。在工業(yè)應(yīng)用中，焦煤的價格較高，因此本發(fā)明實(shí)施例中選用的是價格比較便宜的非焦煤，在其他實(shí)施例中也可以選用蘭炭。

上述步驟中電爐粉塵、鋼渣、非焦煤分別進(jìn)行研磨得到的粉末中，目數(shù)≥200目的粉末占各自粉末的量為70wt％及以上。

將電爐粉塵、鋼渣、非焦煤的粉末進(jìn)行混合時的質(zhì)量配比為：1:0.5～0.8:0.25～0.5，由該配比可以看出，在該球團(tuán)中，電爐粉塵的含量是最多的。

其中，鋼渣中還含有部分Fe的氧化物。本發(fā)明中通過加入鋼渣作為還原添加劑，可回收其中的Fe，并且其中含有的CaO能粗精還原，且為后續(xù)預(yù)熔步驟的進(jìn)行提供鈣源。

向混合后的粉末中加入淀粉溶液制備球團(tuán)，加入的淀粉溶液占總的粉末的量為1wt％～5wt％。在其他實(shí)施例中，淀粉溶液可以用糖蜜代替，或用糖蜜與淀粉溶液的混合液代替。

步驟B、還原焙燒：將步驟A得到的球團(tuán)干燥至含水率≤1.5wt％，然后送入還原爐中鋪設(shè)1～3層，在其中的還原氣氛中對球團(tuán)進(jìn)行焙燒。球團(tuán)經(jīng)焙燒后得到揮發(fā)物和還原后球團(tuán)。

上述對球團(tuán)進(jìn)行干燥的步驟，可以防止?jié)穸容^大的球團(tuán)直接進(jìn)入還原爐后發(fā)生爆裂現(xiàn)象。還原爐中進(jìn)行還原焙燒的溫度為1200～1300℃，焙燒時間≥30min。還原焙燒過程保證還原爐中的還原性氣氛。

步驟C、收集鋅粉和鐵粉：將步驟B還原焙燒得到的揮發(fā)物抽出至外壁水冷管道中進(jìn)行冷卻收集。該揮發(fā)物中包含有Zn蒸汽，在隔絕空氣的還原性氣氛中冷卻收集后，可獲得Zn品位＞50wt％的金屬鋅粉。

同時，將步驟B中還原焙燒得到的還原后球團(tuán)進(jìn)行水淬破碎、磨礦、磁選分離，獲得金屬鐵粉和尾礦。

其中，還原后球團(tuán)經(jīng)水淬破碎、磨礦后，得到的粉末中粒度為200目占90wt％以上。磁選分離的強(qiáng)度為1000～1800Oe。

本發(fā)明實(shí)施例中，所獲得金屬鐵粉的TFe品位＞90wt％，其中TFe為全鐵含量。

步驟D、制備鐵塊及預(yù)熔尾礦：將步驟C獲得的鐵粉進(jìn)行壓塊得到鐵塊。同時，將尾礦、生石灰、鋁礬土三種物質(zhì)進(jìn)行混合，然后預(yù)熔得到預(yù)熔尾礦。

其中，制備鐵塊時的壓塊規(guī)格為Φ(100～150)×(30～60)㎜。本發(fā)明中對壓塊規(guī)格沒有限制，壓塊的目的是便于鐵粉的貯存、運(yùn)輸以及使用。

預(yù)熔過程在熔分爐中進(jìn)行，預(yù)熔溫度為1200～1500℃，預(yù)熔時間為20～40min。其中，各組分的質(zhì)量配比為尾礦：生石灰：鋁礬土＝1:0.2～0.4:0.5～0.7。并且，生石灰和鋁礬土的粒徑范圍為5～8㎜。

本發(fā)明實(shí)施例中，生石灰中的CaO占生石灰的百分比為≥90wt％，鋁礬土中的Al₂O₃占鋁礬土的百分比為≥75wt％。其中CaO和Al₂O₃在該步驟中可形成CaO-Al₂O₃基精煉渣，該精煉渣在工業(yè)上已實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例得到的鐵塊可用作煉鋼冷卻劑，預(yù)熔尾礦可用作煉鋼精煉劑。

實(shí)施例1

將電爐粉塵(Fe₂O₃：43.81wt％，ZnO：4.23wt％)、鋼渣(CaO：48.32wt％)、非焦煤(C：81.51wt％)分別進(jìn)行研磨，至粒徑為200目的粉末占各自粉末量的72wt％，然后將三種粉末按照質(zhì)量比為1:0.7:0.3的比例混合制備球團(tuán)。在1230℃下還原焙燒35min，并隔絕空氣冷卻收集揮發(fā)物，獲得Zn品位為54.33％的金屬鋅粉。還原后球團(tuán)經(jīng)水淬破碎、磨礦、磁選分離后獲得TFe品位為90.3％的金屬鐵粉，將鐵粉壓塊制成煉鋼冷卻劑。將尾礦、生石灰、鋁礬土按照1:0.3:0.7的質(zhì)量配比，在1350℃進(jìn)行預(yù)熔制成煉鋼精煉劑。

實(shí)施例2

將電爐粉塵(Fe₂O₃：51.22wt％，ZnO：8.52wt％)、鋼渣(CaO：52.11wt％)、非焦煤(C：80.51wt％)分別進(jìn)行研磨，至粒徑為200目的粉末占各自粉末量的78wt％，然后將三種粉末按照質(zhì)量比為1:0.6:0.4的比例混合制備球團(tuán)。在1250℃下還原焙燒40min，并隔絕空氣冷卻收集揮發(fā)物，獲得Zn品位為62.24％的金屬鋅粉。還原后球團(tuán)經(jīng)水淬破碎、磨礦、磁選分離后獲得TFe品位為89.5％的金屬鐵粉，將鐵粉壓塊制成煉鋼冷卻劑。將尾礦、生石灰、鋁礬土按照1:0.4:0.6的質(zhì)量配比，在1380℃進(jìn)行預(yù)熔制成煉鋼精煉劑。

實(shí)施例3

將電爐粉塵(Fe₂O₃：52.43wt％，ZnO：8.67wt％)、鋼渣(CaO：54.28wt％)、蘭炭(C：80.92wt％)分別進(jìn)行研磨，至粒徑為200目的粉末占各自粉末量的76wt％，然后將三種粉末按照質(zhì)量比為1:0.5:0.5的比例混合制備球團(tuán)。在1300℃下還原焙燒45min，并隔絕空氣冷卻收集揮發(fā)物，獲得Zn品位為63.56％的金屬鋅粉。還原后球團(tuán)經(jīng)水淬破碎、磨礦、磁選分離后獲得TFe品位為91.02％的金屬鐵粉，將鐵粉壓塊制成煉鋼冷卻劑。將尾礦、生石灰、鋁礬土按照1:0.4:0.6的質(zhì)量配比，在1500℃進(jìn)行預(yù)熔制成煉鋼精煉劑。

本發(fā)明提供的電爐粉塵的處理方法，可實(shí)現(xiàn)電爐粉塵中Fe和Zn的回收。并且，采用CaO含量較高的鋼渣作為還原添加劑，既可為預(yù)熔過程提供鈣源，又可在還原焙燒過程中回收其中的Fe。該處理過程，無二次廢棄物產(chǎn)生，并實(shí)現(xiàn)零廢棄。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。