一种含锌固废尘泥处理方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含锌固废尘泥处理方法和系统，通过控制原料中的碳氧比，利用原料不同的物化性质，通过造粒和造球工艺优化现场生产消解过程，并充分利用OG泥粘性高的性质，省去了粘结剂，极大的降低了成本，之后将造粒和造球工艺制备的球团在高温下实现直接还原反应与间接还原反应分别进行，提高高炉二次灰中碳的利用效率，减少了碳排放量。减少了碳排放量。减少了碳排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种含锌固废尘泥处理方法和系统


[0001]本专利技术属于冶金尘泥资源化利用领域，涉及一种含锌固废尘泥处理方法和系统。

技术介绍

[0002]钢铁工业是我国经济发展的重要基础产业，也是固废排放大户，在冶炼过程中会产生大量冶金尘泥粉尘；据统计，钢铁企业产生的各类粉尘总量一般为钢铁产量的8％～15％，而其中含锌粉尘约占20％～30％；以2022年的数据推断，钢铁企业每年产生的含锌粉尘超过2000万吨，若不加处理会造成环境污染以及资源浪费，因此如何合理处置冶金尘泥已经成为钢铁行业可持续发展的关键问题。
[0003]为构建资源循环利用体系，加强大宗固体废弃物综合利用，因此钢铁冶金行业推广“固废不出厂”，利用先进工艺技术，加强全量化利用，可以有效的减少二氧化碳排放，助力中国“碳达峰、碳中和”目标的实现。
[0004]目前在处理冶金尘泥的方式中，因转底炉工艺的适应性较好、可靠性高、易于操作和维护、且对环境污染相对较小，具有较大应用价值，更适合钢铁企业流程化生。在常规转底炉工艺中，通常将冶金尘泥、粘结剂和水混合均匀后进行压团或造球成型，经干燥后送入转底炉进行还原脱锌；其中，所用原料的碳氧比控制在0.9以上。冶金尘泥中电炉灰、LT灰等炼钢过程干法除尘灰作为主要原料，其中常含有大量的游离氧化钙，若不经过消解预处理而直接进行造球或者消解程度较低时，电炉灰、LT灰中的f
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CaO在混合料中水化成Ca(OH)2，导致球团体积膨胀、强度劣化和粉化等现象，需要加入大量的粘结剂保证球团强度。因此，优化现场生产消解和造球工艺，对提高转底炉产量和产品质量、降低生产成本以及减少碳排放具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种含锌固废尘泥处理方法和系统，通过控制原料中的碳氧比，利用原料不同的物化性质，通过造粒和造球工艺优化现场生产消解过程，并充分利用OG泥粘性高的性质，省去了粘结剂，极大的降低了成本，之后将造粒和造球工艺制备的球团在高温下实现直接还原反应与间接还原反应分别进行，提高高炉二次灰中碳的利用效率，减少了碳排放量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种含锌固废尘泥处理方法，包括以下步骤：
[0008]S1，造粒，含锌固废尘泥与高炉二次灰在圆筒造粒机中混合造粒获得含碳小球团；在所述造粒过程中向所述圆筒造粒机内补充水分，以促进所述含锌固废尘泥中游离钙的消解；
[0009]S2，造球，所述含碳小球团进入到圆盘造球机中，与OG泥进行二次造球获得二次球团；在所述造球过程中向圆盘造球机中补充水分，以促进含锌固废尘泥中游离钙的进一步消解；
[0010]S3，烘干，将二次球团烘干处理得到烘干球团；
[0011]S4，转底炉还原，将烘干球团送入转底炉中，所述烘干球团在所述转底炉的加热区预热后进入到所述转底炉的还原区内进行还原获得金属化球团；在所述还原过程中，所述烘干球团OG泥包裹层内的含碳小球团发生直接还原反应，所述直接还原反应过程中生成的CO与所述烘干球团OG泥层中的氧化铁、氧化锌发生间接还原反应。
[0012]优选的，所述步骤S1中：
[0013]所述含锌固废尘泥的铁含量为42～48％，锌含量为2～5％，游离钙含量为3～4.5％，其中铁以氧化铁的形式存在，锌以氧化锌的形式存在；和/或
[0014]所述含锌固废尘泥包括电炉灰、LT灰、转炉二次灰中的一种或多种；和/或
[0015]所述高炉二次灰中碳含量为18～25％；和/或
[0016]所述高炉二次灰与含锌固废尘泥按碳氧比为0.6～0.7的比例混合造粒。
[0017]优选的，所述步骤S1中：
[0018]所述含碳小球团的含水率为9～13wt％；和/或
[0019]所述含碳小球团的粒径为4～6mm。
[0020]优选的，所述步骤S2中：
[0021]所述OG泥采用转炉炼钢过程中产生的湿法除尘泥，其含水率为30～35％；在所述OG泥进入所述圆盘造球机前，将其水分烘干至5wt％以下，并通过破碎机破碎至200目以下；和/或
[0022]所述OG泥与所述含碳小球团的用量为3～3.5:2；和/或
[0023]所述二次球团的直径为10～13mm；和/或
[0024]所述二次球团的含水率为9～13wt％；和/或
[0025]所述二次球团中的游离钙的消解率达到50％以上。
[0026]优选的，所述步骤S3中，所述烘干球团0.5m的落下强度大于10次。
[0027]优选的，所述步骤S4中：
[0028]所述转底炉还原过程中，转底炉的温度为1150～1280℃；和/或
[0029]所述转底炉还原过程中，转底炉内采用还原性气氛，所述还原性气氛中CO的浓度为15～25％；和/或
[0030]所述转底炉转动一圈的时间为20～28min。
[0031]优选的，所述步骤S4中：
[0032]所述直接还原反应过程中，所述含碳小球团中氧化铁被还原成金属铁和CO，含碳小球团中氧化锌被还原成锌蒸汽和CO；
[0033]所述间接还原反应过程中，所述直接还原反应过程中生成的CO将所述含碳小球团中氧化铁还原成金属铁和CO2，所述直接还原反应过程中生成的CO将所述含碳小球团中氧化锌还原成锌蒸汽和CO2。
[0034]优选的，所述步骤S4中，所述金属化球团的铁金属化率＞80％：和/或
[0035]所述烘干球团的脱锌率＞90％。
[0036]本专利技术的第二方面提供了一种用以执行如本专利技术第一方面所述的含锌固废尘泥处理方法的含锌固废尘泥处理系统，包括
[0037]圆筒造粒机，用以将含锌固废尘泥和高炉二次灰混合造粒，并促进含锌固废尘泥
中的游离钙消解；该圆筒造粒机上设有冶金尘泥料仓和高炉二次灰料仓，该圆筒造粒机与水箱连接；
[0038]OG泥处理装置，用以将OG泥进行烘干和破碎处理；该OG泥处理装置包括OG泥料仓、与所述OG泥料仓连接的烘干筒以及与所述烘干筒连接的破碎机；
[0039]圆盘造球机，用以将所述圆筒造粒机制备的含碳小球团与所述破碎机处理获得的OG泥进行二次造球，并进一步促进含锌固废尘泥中的游离钙消解；该圆盘造球机分别与所述圆筒造粒机的出料口、所述破碎机的出口连接；该圆盘造粒机设有与水箱连接的进水口；
[0040]烘干装置，用以将所述圆盘造球机制备的二次球团烘干处理；该烘干装置与所述圆盘造粒机出料口连接；
[0041]转底炉，用以将所述烘干装置处理得到的烘干球团进行还原处理；该转底炉内依次设有加热区、还原区和出料区，所述加热区、还原区和出料区之间均设有隔墙。
[0042]优选的，所述转底炉转动一圈的时间为20～28min。
[0043]本专利技术所提供的一种含锌固废尘泥处理方法和系统，还具有以下几点有益效果：
[0044]1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锌固废尘泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，造粒，含锌固废尘泥与高炉二次灰在圆筒造粒机中混合造粒获得含碳小球团；在所述造粒过程中向所述圆筒造粒机内补充水分，以促进所述含锌固废尘泥中游离钙的消解；S2，造球，所述含碳小球团进入到圆盘造球机中，与OG泥进行二次造球获得二次球团；在所述造球过程中向圆盘造球机中补充水分，以促进含锌固废尘泥中游离钙的进一步消解；S3，烘干，将二次球团烘干处理得到烘干球团；S4，转底炉还原，将烘干球团送入转底炉中，所述烘干球团在所述转底炉的加热区预热后进入到所述转底炉的还原区内进行还原获得金属化球团；在所述还原过程中，所述烘干球团OG泥包裹层内的含碳小球团发生直接还原反应，所述直接还原反应过程中生成的CO与所述烘干球团OG泥层中的氧化铁、氧化锌发生间接还原反应。2.根据权利要求1所述的含锌固废尘泥处理方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述含锌固废尘泥的铁含量为42～48％，锌含量为2～5％，游离钙含量为3～4.5％，其中铁以氧化铁的形式存在，锌以氧化锌的形式存在；和/或所述含锌固废尘泥包括电炉灰、LT灰、转炉二次灰中的一种或多种；和/或所述高炉二次灰中碳含量为18～25％；和/或所述高炉二次灰与含锌固废尘泥按碳氧比为0.6～0.7的比例混合造粒。3.根据权利要求1所述的含锌固废尘泥处理方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述含碳小球团的含水率为9～13wt％；和/或所述含碳小球团的粒径为4～6mm。4.根据权利要求1所述的含锌固废尘泥处理方法，其特征在于，所述步骤S2中：所述OG泥采用转炉炼钢过程中产生的湿法除尘泥，其含水率为30～35％；在所述OG泥进入所述圆盘造球机前，将其水分烘干至5wt％以下，并通过破碎机破碎至200目以下；和/或所述OG泥与所述含碳小球团的用量为3～3.5:2；和/或所述二次球团的直径为10～13mm；和/或所述二次球团的含水率为9～13wt％；和/或所述二次球团中的游离钙的消解率达到50％以上。5.根据权利要求1所述的含锌固废尘泥处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述烘干球团0.5m的落下强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩佩，余志友，刘安治，张梦露，刘坤鹏，曹志成，
申请(专利权)人：宝武集团环境资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：