【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含铁固废的处理方法，具体涉及一种采用还原装置对含铁固废进行资源化利用的方法，属于冶金和矿物加工。
技术介绍
1、钢铁冶金和有色冶金过程中会产生大量的含铁含锌尘泥，主要包括炼铁过程的产生的高炉灰、炼钢过程产生的转炉灰、转炉尘泥、电炉灰等，锌、铜等冶炼过程产生的尘泥和渣。由于冶炼原料、装备、工艺条件的不同，上述每种含铁含锌尘泥成分组成差异较大。高炉灰中除了含有大量铁元素外，还含有大量的碳和锌元素，特别是锌元素对高炉冶炼过程有害，因此高炉灰需脱除锌元素后才能返回炼铁流程进行循环利用。炼钢灰中也含有大量的铁的锌元素，不能全部直接返回烧结-高炉流程，需提前脱除锌元素后才能循环利用。
2、现有技术中，钢铁冶金和有色冶金过程中产生的冶金固废，大多数处置的工艺为火法处置工艺，火法冶炼工艺多是采用碳基还原或热解/燃烧的处置方式回收金属，采用碳基还原或热解/燃烧的处置方式通常在金属蒸气冷凝过程容易出现二次氧化现象，降低了回收产品的纯度，并且在反应过程中会排放大量的co2，不符合节能环保的要求。此外，现有技术中通常采用传统回转窑工艺和转底炉工艺进行冶金固废的热解或燃烧还原，回转窑通过固体燃料为还原剂，将回转窑作为反应装置，能处理较广的原料。回转窑内部物质流运动方式为气固逆向运动，窑头烧嘴产生高温气体，由头至尾的流向与窑尾投加的物料形成逆流接触，高温气流与物料接触而进行热量交换，投加的物料在窑头高温环境下完成冶炼过程。回转窑具有投资低、运行简单的显著优点，但是不太适宜处置低锌物料，铁料金属化率也低，由于窑内干燥、预热、还原焙烧
3、中国专利cn 111733330 a中公开一种利用回转窑进行锌富集回收的方法，包括以下步骤：并于窑尾鼓入煤粉和富氧空气，进行煅烧反应80～100min；在窑头抽风机的作用下，煅烧反应产生的烟气的流动方向与所述入窑原料的运动方向保持一致，均从所述窑尾运动至所述窑头；收集焙烧矿，磨矿磁选得到铁精矿；对抽风机抽出的烟气进行收集净化处理，使用收尘系统收集含锌粉尘，并将其与入窑原料混合制粒，得到混合入窑物料，送入变径回转窑，循环进行煅烧工序和含锌粉尘收集工序，实现对锌的循环富集；当烟气中锌含量达到10％以上后，直接收集烟气中的含锌粉尘，利用酸浸工艺进行锌的回收。物料进入回转窑后首先经过干燥段，现有技术中干燥段采用统一的温度范围进行处理，由于物料来源不同，物料中的成分变化巨大，造成现有技术中还原装置的干燥段极易发生物料熔融或者结圈现象，熔融或者结圈的物料对还原装置内部耐火材料侵蚀，使得还原装置变薄甚至脱落。同时，该技术方案中没有对窑内干燥段的温度及各段升温速度进行准确约束，导致回转窑内粉末在局部高温高还原气氛条件下大量融化，结窑严重导致作业率低。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中还原装置采用统一温度范围的干燥段处理含铁固废，造成物料在还原装置内爆裂、结圈或者熔融的技术问题，本专利技术提出一种含铁固废资源化利用的方法，根据待处理含铁物料的成分，合理调节还原装置中干燥段的温度和升温速度，避免物料在还原装置内发生爆裂、结圈或者熔融。本专利技术根据待处理含铁固废预处理得到复合球团的具体情况，提出采用还原装置处理含铁固废的精准控制方法。首先将含铁固废、还原剂、添加剂进行混合、造球，获得复合球团，然后将复合球团输入还原装置，依次经过还原装置的干燥段、预热段、还原焙烧段、初步冷却段，获得高温铁渣，根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的干燥温度和干燥段内的升温速度。本专利技术通过对还原装置干燥段内温度场检测，并根据复合球团的碱度、粒径、水分计算出窑内干燥段的最高温度和最大升温速度，来判断物料还原环境，并做出调整，使得物料从进入还原装置开始，就根据物料的具体情况受到严格的温度控制，避免还原装置内物料在局部高温高还原气氛条件下大量熔化，导致结窑，同时，根据干燥段最高温度和最大升温速度对配料进行控制避免形成大量低熔点物质，从而避免物料在还原装置内发生结圈现象。
2、根据本专利技术的实施方案，提供一种含铁固废资源化利用的方法，该方法包括以下步骤：
3、(1)将含铁固废、还原剂、添加剂进行混合、造球，获得复合球团；
4、(2)将复合球团输入还原装置，依次经过还原装置的干燥段、预热段、还原焙烧段、初步冷却段，获得高温铁渣；
5、根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的干燥温度和干燥段内的升温速度。
6、在本专利技术中，根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的干燥温度具体为：
7、
8、其中，tgz为干燥段内的最高干燥温度，℃；kgz为干燥段最高温度系数，取值为0.5-1，℃·mm；r为复合球团碱度，％；m为最高干燥温度的复合球团碱度指数，取值为0.1-0.3；d为复合球团平均粒径，mm；n为最高干燥温度的复合球团平均粒径指数，取值为0.4-0.6；w为复合球团水分含量，％；x为最高干燥温度的复合球团水分指数，取值为0.4-0.6。
9、在本专利技术中，根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的升温速度具体为：
10、
11、其中，sgz为干燥段内的最大升温速度，℃/min；ks为干燥段最大升温速度系数，取值为0.1-0.3，mm/min；a为最大升温速度的复合球团碱度指数，取值为0.4-0.6；b为最大升温速度的复合球团平均粒径指数，取值为0.1-0.4；e为2.71828。
12、在本专利技术中，所述还原装置为回转窑，所述含铁固废为含铁含锌尘泥。
13、作为优选，该方法具体为：
14、(1)将含铁含锌尘泥、还原剂、添加剂进行混合、造球，获得复合球团；
15、(2)将复合球团输入回转窑，复合球团在回转窑内依次经过干燥段、预热段、还原焙烧段、初步冷却段；
16、(3)从回转窑排出的烟气任选地经过余热利用，然后除尘获得含锌物料，除尘后的气体任选地经过烟气净化后排放；
17、(4)从回转窑排出的渣相经过冷却处理，获得含铁物料。
18、作为优选，所述回转窑为窑身不进风回转窑；根据回转窑上干燥段的工艺条件，调节步骤(1)的工艺，控制制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，使得tgz大于等于回转窑干燥段内的温度。
19、作为优选，根据回转窑上干燥段的工艺条件，调节步骤(1)的工艺，控制制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，使得sgz大于等于回转窑干燥段内的温度。
20、作为优选，所述回转窑为窑身进风回转窑；根据步骤(1)中制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，调节回转窑的进风量，使得回转窑干燥段内的温度小于等于tgz。
21、作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含铁固废资源化利用的方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的干燥温度具体为：
3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于：根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的升温速度具体为：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述还原装置为回转窑，所述含铁固废为含铁含锌尘泥；该方法具体为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述回转窑为窑身不进风回转窑；根据回转窑上干燥段的工艺条件，调节步骤(1)的工艺，控制制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，使得Tgz大于等于回转窑干燥段内的温度；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述回转窑为窑身进风回转窑；根据步骤(1)中制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，调节回转窑的进风量，使得回转窑干燥段内的温度小于等于Tgz；
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：还原装置预热段内的温度为500～1000℃，优选为600
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述含铁固废为高炉灰、转炉灰、电炉灰、铜渣、湿法提锌产生的尘泥和火法提锌产生的尘泥中的一种或几种；所述添加剂为石灰、石灰石、消石灰、白云石中的一种或几种；所述还原剂为褐煤、烟煤、无烟煤、焦粉、兰炭、生物质、有机热解碳、煤焦油中的一种或几种；
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(4)所述冷却为干冷却或湿法冷却；优选采用干法冷却；和/或
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：复合球团中的CaO/SiO2质量比>0.5，优选为CaO/SiO2质量比>1.5，更优选为CaO/SiO2质量比>2；
...【技术特征摘要】
1.一种含铁固废资源化利用的方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的干燥温度具体为：
3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于：根据复合球团的粒径、碱度和水分含量，控制还原装置干燥段内的升温速度具体为：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述还原装置为回转窑，所述含铁固废为含铁含锌尘泥；该方法具体为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述回转窑为窑身不进风回转窑；根据回转窑上干燥段的工艺条件，调节步骤(1)的工艺，控制制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，使得tgz大于等于回转窑干燥段内的温度；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述回转窑为窑身进风回转窑；根据步骤(1)中制备获得复合球团的粒径、碱度和水分含量，调节回转窑的进风量，使得回转窑干燥段内的温度小于等于tgz；
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶恒棣，郑富强，魏进超，胡兵，刘臣，王兆才，师本敬，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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