一种从炼钢粉尘回收金属颗粒的方法技术

本发明专利技术提供了一种从炼钢粉尘回收金属颗粒的方法，属于冶金技术领域。所述方法主要是将低品位高碱度炼钢粉尘与煤粉按一定比例进行配料，并充分混合均匀、将混匀后的物料进行热压成型，将得到的高碱度热压块投入转底炉内进行还原、保温处理，还原物排出转底炉后进行自然冷却，自然冷却后，通过筛分，得到铁合金粒和炉渣。本发明专利技术具有工艺简单、不使用任何添加剂、原料适应性强、生产效率高、能耗低、成本低等优点，提出了炼钢粉尘处理新技术，对于降低炼钢粉尘的回收成本有重要的意义，具有广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，具体涉及。
技术介绍
钢铁工业是国民经济发展的基础。特别是近几十年来，随着经济的高速发展，钢铁 行业呈现出跳跃式发展的态势，从而导致高品位冶金资源迅速枯竭，冶金废物产量逐年递 增，严重地威胁生态环境。特别是，炼钢粉尘的利用是一项世界性的难题。普通炼钢粉尘因 炼钢本身的特点而包含大量的CaO,而特殊钢炼钢粉尘中除含有大量的CaO外，更含有Cr、 Ni等其它有价金属。炼钢粉尘因含有大量的CaO致使其极难回收利用。每生产It钢铁可 产生10~50kg粉尘。2014年中国钢铁产量达到8. 2亿吨，其中的不锈钢产量大约为2180 万吨。转炉粉尘通常含50%左右的Fe、14%的CaO;不锈钢粉尘通常含15%的Ca0、30%的 Fe、8-15 %的Cr、1-8 %的Ni。目前对于炼钢粉尘的利用，开发的方法较多，主要是实现有价 金属和炉渣的分离，大体上可以分为三大类。 大部分工艺是炼钢粉尘经还原后通过熔分回收有价金属。 例如：一步法--0XYCUP工艺，含铁炼钢粉尘或不锈钢粉尘、水泥和还原剂混合造 块后投入到竖炉中以生产铁水或铁合金水，供炼钢工艺使用。这些工艺的主要缺点是对粘 结剂（水泥）的要求严格，养护时间长，且需要空分系统和使用昂贵的焦炭，渣量大，焦炭耗 量大，铁水中磷、娃含量高。 二步法--Fastmelt、Inmetco工艺，将含铁粉尘或不锈钢粉尘制备成含碳球团， 在转底炉中进行还原，然后在铁浴炉中进行还原以及熔分。该工艺具有流程短，设备占地面 积少，反应时间短，无废水、废气等二次污染物产生的优点，但是存在如下不足：除铁之外的 铬回收率低，造球时需要很多辅助原料，煤粉的要求高，熔分过程能耗大。 此外，也有些工艺是炼钢粉尘还原后通过水冷却使粒铁与渣分离。例如：公开号为 CN101270399名称为一种用含铁废渣尘生产金属铁粒的方法的专利申请，该方法是将质量 百分含量为55~75%的转炉炉尘、10~25%的高炉瓦斯灰或硫酸渣、12~20%的煤粉混 匀；再经压块或造球、干燥后，于1300~1380°C的条件下，在转底炉内自还原10~15min ; 然后将还原产物卸出，经水淬后进行铁粒和渣子的分离。该方法使用水淬冷却，然后经磁选 实现铁、渣的分离。其过程使用了大量的水资源，造成了严重的水污染，且经水淬后的铁粒， 容易重新氧化成铁氧化物，抗氧化性差，不利于铁粒的进一步工业使用。 综上所述，通过传统典型的冶金工艺流程实现铁和有价金属与炉渣的分离过程， 增大了渣量，同时加大了生产负荷。特别是对于炼钢粉尘来说，其本身铁品位低且渣量多。 因此，目前回收炼钢粉尘的处理方法有很多局限性，缺点明显。因此，有必要开发一种新型 的处理炼钢粉尘冶炼新工艺。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了。本专利技术基于 热压块这一成熟技术，充分利用煤的热塑性将炼钢粉尘与热压还原剂煤热压到一起，提高 其冶金性能，在转底炉中进行还原、保温处理后，经排料装置排出，然后进行自然冷却，通过 筛分实现金属颗粒与炉渣干净彻底地分离。该工艺不使用任何粘结剂和辅助材料，也不经 水淬冷却分离，彻底干净地实现金属颗粒与炉渣的分离，从而可高效回收利用炼钢粉尘中 的有价组元，促进钢铁工业的可持续发展。 根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了，所述 方法是用炼钢粉尘和煤粉制造热压块，热压块经转底炉还原、保温处理，自然冷却、筛分后 分离金属颗粒和炉渣。 本专利技术主要经过以下步骤： (1)将普通的炼钢粉尘和煤粉分别进行破碎筛分，控制炼钢粉尘和煤粉的粒度 均不大于0. 15mm;并且使用的炼钢粉尘中有价金属含量不低于30%，氧化钙含量不低于 10 % ;所使用的煤粉中固定碳含量不低于50 %，灰分不高于15 %，挥发分不超过35 %，胶质 层指数不低于8 ; (2)将破碎后的炼钢粉尘和煤粉按一定的质量百分数进行配料，炼钢粉尘的配比 为75%~85%，煤粉配比为15%~25% ; (3)将配好的混合物进行加热并热压制成炼钢粉尘热压块，其中热压温度为 200~450°C，热压成型磨具压力不小于35MPa ; (4)将炼钢粉尘热压块装入转底炉进行高温还原，转底炉高温还原区的温度为 1400-1450°C，C0分压iVha+P^)不低于79. 20%，还原区运行时间为15-25min ;料层高 度为25~50mm ;在经过高温还原区的还原后进入低温区，低温区温度为1050-1150°C，C0 分压fV^P^+P^)不低于73. 60%，低温保温处理10-20min后，还原产物进入卸料区，将其 排出； (5)保温处理后的物料经装置出料，然后进行隔绝空气自然冷却至粉状物料，通过 使用小于150目的筛子进行筛分，得到粒度大于0. 5mm的金属颗粒以及粒度小于0. 1mm的 炉渣，实现金属颗粒与炉渣彻底干净分离。 本专利技术的优点在于： (1)不使用任何粘结剂制备含碳炼钢粉尘热压块，可以改善炼钢粉尘压块的还原 性能； (2)与传统转底炉工艺相比，使用热压块高温高料层还原，显著提高了热效率和煤 气利用率； (3)本专利技术依据硅酸三钙的分解反应，不使用任何辅助材料，可以高效利用炼钢粉 尘； (4)与传统的炼钢粉尘处理工艺相比，该工艺不使用任何添加剂、辅助材料，冷却 方式简单，生产成本低、处理时间短、渣量少； (5)直接一步冶炼即能得到金属颗粒，金属的回收率高于93%以上，简化了工艺， 降低了冶炼成本。 因此，本专利技术具有工艺简单，不使用任何添加剂、辅助材料，原料适应性强，生产效 率高、能耗低、成本低等优点，对于降低炼钢粉尘的冶炼回收成本有重要的现实意义，具有 广阔的市场工业应用前景。 本专利技术依据的原理主要有以下几点： 炼钢粉尘热压块具有优异的还原特点，热压块中的碳和炼钢粉尘紧密接触，热传 导强，孔隙率低，热压块中挥发分也参与还原，有利于金属氧化物的还原。 炼钢粉尘热压块中进行的反应主要为煤的热解反应、碳的气化反应、水煤气反应、 金属氧化物的还原反应、渗碳及液相形成反应和渣相反应。 渣形成物质存在于炼钢粉尘中为：0&0工&0) 3、3102)1203和1%0。因炼钢粉尘本身 的特性而CaO含量特别高，从而热压块的碱度在2. 8以上。 所以，热压块的还原时，形成大量的硅酸三钙。进行的渣相反应如下： 2Ca0+Si02= Ca2Si04 (1) 3Ca0+Si02= Ca3Si05 (2) CaC03= Ca0+C02 (3) 2CaC03+Si02= Ca 2Si04+2C02 (4) 3CaC03+Si02= Ca 当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从炼钢粉尘回收金属颗粒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将炼钢粉尘和煤粉混匀并且热压成型，以制成热压块；(2)将得到的热压块在转底炉中进行高温高料层还原、还原后在低温区进行保温处理；(3)保温处理后经排料装置出料，然后进行隔绝空气自然冷却至粉状物料；(4)通过筛分装置进行筛分，得到金属颗粒和炉渣。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：储满生，李晰哲，柳政根，唐珏，王峥，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21