高爐除塵灰的綜合利用

楊逢庭，趙樹民，徐國慶，楊玉

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東萊蕪 271100）

節(jié)能減排

高爐除塵灰的綜合利用

楊逢庭，趙樹民，徐國慶，楊玉

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東萊蕪 271100）

針對高爐除塵灰對生產(chǎn)和環(huán)境的影響，結(jié)合泰鋼的實際情況，在利用老焦化廠洗煤車間閑置的浮選機(jī)、螺旋選礦機(jī)、跳汰機(jī)、壓濾機(jī)等成套的硬件設(shè)施的同時，采用一種全新高爐除塵灰綜合處理工藝，使高爐除塵灰有效利用率達(dá)到100%，每100 t高爐除塵灰可提取25～42 t的鐵精粉和22～30 t的炭精粉，既減少了環(huán)境污染，又進(jìn)一步降低煉鐵成本。

高爐除塵灰；分離；綜合回收利用；新方法

1 前言

泰山鋼鐵集團(tuán)焦化公司小焦?fàn)t被淘汰后，老焦化廠煤場空置，高爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的除塵灰雖然含有大量的鐵精粉和炭精粉，但由于其中含有鋅、鉛等有害元素，若直接返回鋼鐵廠循環(huán)使用，易生成高鋅爐瘤，會嚴(yán)重破壞爐料和煤氣的正常分布，導(dǎo)致爐況失常，鋅瘤滑落又會引起風(fēng)口灌渣和燒壞；上升管和下降管的鋅瘤會堵塞煤氣通道，導(dǎo)致爐頂壓力異常；大鐘內(nèi)表面的鋅瘤會引起大鐘自動開啟困難。

因此，高爐除塵灰被堆積在泰鋼老焦化廠煤場，如何將高爐除塵灰綜合分離利用，成為亟待解決的問題。

2 存在問題分析

泰鋼高爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高爐除塵灰雖然含有大量的鐵精粉和炭精粉，但由于其中含有鋅、鉛等有害元素，不能直接返回鋼鐵廠循環(huán)使用，若循環(huán)使用會導(dǎo)致鋅的循環(huán)富集。鋅在高爐內(nèi)被CO還原為氣態(tài)鋅，沸點為907℃的鋅蒸汽可滲入爐墻與爐襯結(jié)合，形成低熔點化合物而軟化爐襯，使?fàn)t襯的侵蝕速度加快，縮短爐襯壽命；鋅蒸汽滲入燒結(jié)礦和焦炭的孔隙中，沉積氧化成氧化鋅后體積膨脹，會增加燒結(jié)礦和焦炭的熱應(yīng)力，降低燒結(jié)礦和焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度，使燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的低溫還原粉化指數(shù)有所提高，惡化高爐料柱的透氣性；隨著鋅富集的加劇，可至爐身中上部，懸料頻繁，給高爐冶煉帶來十分不利的影響；鋅蒸汽在上升過程中，還會冷凝粘結(jié)在上升管、下降管、爐喉及爐身上部磚襯上或大鐘內(nèi)表面，形成高鋅塵垢，這些高鋅塵垢在條件具備時就轉(zhuǎn)變?yōu)楦咪\爐瘤，高鋅爐瘤一旦生成，會影響高爐正常生產(chǎn)。因此，高爐除塵灰被堆積在老焦化廠煤場，不能有效利用，況且由于煤場面積有限，隨著高爐除塵灰的增多，勢必會繼續(xù)占用新的土地，同時重金屬的浸出也在污染著環(huán)境。

通過對高爐瓦斯泥、除塵灰現(xiàn)場實地考察以及參考國內(nèi)部分鋼鐵公司處理冶金塵、泥資料，并結(jié)合泰鋼的實際情況，在利用老焦化廠洗煤車間閑置的浮選機(jī)、螺旋選礦機(jī)、跳汰機(jī)、壓濾機(jī)等成套的硬件設(shè)施的同時，采用一種全新高爐除塵灰綜合處理工藝，主要建設(shè)內(nèi)容為高爐除塵灰球磨、磁選、浮選設(shè)施。

3 開發(fā)工藝技術(shù)

3.1 技術(shù)開發(fā)思路和路線

1）高爐除塵灰經(jīng)加水后（灰與水搭配只要能流動即可），進(jìn)入濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，在球磨機(jī)中充分調(diào)漿并細(xì)磨后溢出球磨機(jī)，進(jìn)入出料溜槽。

2）高爐除塵灰漿料從出料溜槽流入一級磁選機(jī)中磁選，選出的鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入二級磁選機(jī)中進(jìn)行精選，精選后得到的富鐵精粉漿料流入鐵精粉沉淀池，沉淀池中沉淀經(jīng)過濾分離出鐵精粉，溢流的沉淀水進(jìn)入尾礦池，一級磁選和二級磁選的尾礦流入非鐵礦溜槽。

3）一級磁選和二級磁選的尾礦從非鐵礦溜槽流入攪拌桶中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬罅魅敫∵x機(jī)浮選，得到的富炭精粉漿料流進(jìn)入炭精粉沉淀池，沉淀池中的沉淀泥經(jīng)壓濾分離得到炭精粉，浮選后的尾礦流入尾礦池。

4）將尾礦池中的尾礦送入螺旋溜槽中分選，分離出鐵精粉、炭精粉，分選后的廢水進(jìn)入廢水池，并用振動篩網(wǎng)進(jìn)一步篩出廢水中的炭精粉，剩余尾礦流入廢水沉淀池中。

5）廢水沉淀池中沉淀尾泥經(jīng)過壓濾后，固體堆放至貨場，壓濾水與步驟2）的炭精粉壓濾水合并流入集中水池用于高爐除塵灰調(diào)漿。

3.2 工藝流程

高爐除塵灰處理經(jīng)過備料、球磨、二級磁選、浮選、壓濾、廢水回收工序，達(dá)到綜合分離利用的效果，高爐除塵灰處理工藝流程見圖1。

圖1 高爐除塵灰處理工藝流程

3.2.1 備料工序

高爐除塵灰由汽車運來后，經(jīng)計量卸入除塵灰貨場，然后由鏟車裝入受料倉。在露天除塵灰貨場設(shè)有固定管道水噴灑系統(tǒng)，潤濕除塵灰表面達(dá)到一定程度，防止除塵灰對空氣污染，使含塵排放程度達(dá)到國家允許標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 球磨工序

高爐除塵灰從受料倉中經(jīng)擺式給料機(jī)落入皮帶運輸機(jī)的皮帶上，在皮帶機(jī)的終端設(shè)有加水給料斗，高爐除塵灰經(jīng)加水后，以水為載體并以螺旋方式進(jìn)入濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨。

3.2.3 磁選工序

1 780 m3高爐除塵灰主要以布袋灰為主，其品位較低而且細(xì)度在200目以下的占90%以上，給磁選工作帶來很大的困難，利用弱磁回收率達(dá)不到10%，而且品位在50%以下。經(jīng)過實踐，對現(xiàn)有的磁輥進(jìn)行改造，由原來的雙磁聯(lián)選改為單磁單選，弱磁改為中磁和強(qiáng)磁，從而提高了回收率，確保了鐵精粉的品位在50%以上，回收率由10%提高到25%。其主要原理是因除塵灰的細(xì)度過細(xì)，弱磁吸附力低，經(jīng)高壓噴淋水沖洗后，很容易把鐵精粉沖進(jìn)尾礦中，造成尾礦的品位過高。而采用中磁及強(qiáng)磁后，它的吸附力大，經(jīng)過高壓噴淋水沖洗，僅僅沖掉了部分低品位的磁礦及硫磺渣，不但回收率提高而且品位也有了保障。

球磨后的高爐除塵灰漿料從球磨機(jī)出料溜槽自然流入一級磁選機(jī)中，分選出的鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入二級磁選機(jī)中進(jìn)行精選。精選后得到的鐵精礦經(jīng)鐵精礦溜槽自然流入鐵精礦沉淀池，磁選尾礦流入非鐵礦溜槽。

3.2.4 浮選工序

磁選鐵礦后的高爐除塵灰漿料從非鐵礦溜槽自然流入攪拌桶中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬罅魅敫∵x機(jī)。礦漿加入浮選藥劑后經(jīng)三組浮選，得到炭精礦進(jìn)入炭精礦溜槽,并自然落入炭精礦池，尾礦流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池。

3.2.5 壓濾工序

炭精礦池中的炭精礦經(jīng)泥漿泵打入板筐式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的炭精礦落入皮帶輸送機(jī)上傳出，并運至炭精礦貨場。尾礦池中的尾礦經(jīng)泥漿泵打入板筐式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水后的尾礦落入皮帶輸送機(jī)上傳出，并運至尾礦貨場。

3.2.6 廢水回收工序

鐵精礦沉淀水流入尾礦溜槽進(jìn)入了尾礦池與尾礦同時進(jìn)行脫水處理，產(chǎn)生了尾礦壓濾水。尾礦壓濾水與炭精礦壓濾水通過管道可以直接自然流入集中水池，實現(xiàn)了系統(tǒng)水的閉路循環(huán)，沒有廢水排放。

4 效益分析

項目實施后，每100 t高爐除塵灰可提取25～42 t的鐵精粉和22～30 t的炭精粉，比其他工藝多提取5～7 t鐵精粉和3～5 t炭精粉，而且鐵粉的品位基本穩(wěn)定在70%左右，炭精粉品位穩(wěn)定在80%左右，滿足鋼鐵冶煉的要求。

高爐除塵灰先經(jīng)過二級磁選，再經(jīng)過浮選，大大減少了浮選藥劑用量，降低了成本；在尾礦處理中加上振動流化床振動篩分后，經(jīng)過螺旋溜槽除鐵后的廢水中的炭精粉得到進(jìn)一步回收；回收的鐵精粉和炭精粉品位較高，鐵精粉和炭精粉回收率也大大提高，鐵精粉可直接供應(yīng)燒結(jié)廠作為配料，炭精粉可直接供煉鐵廠作為噴煤用料，從而進(jìn)一步降低煉鐵成本。

5 結(jié)語

高爐除塵灰分離綜合回收利用后，高爐除塵灰有效利用率可達(dá)100%，高爐除塵灰經(jīng)處理分離出鐵精粉、炭精粉、尾泥，其中鐵精粉、炭精粉送原料廠作為燒結(jié)原料返回高爐煉鐵，尾泥作為鐵質(zhì)調(diào)節(jié)劑送水泥廠制作水泥，也可作為添加原料生產(chǎn)內(nèi)燃型節(jié)能磚，生產(chǎn)用水經(jīng)充分生化處理后作為分選用水，并自我形成閉路循環(huán)，使工廠污水零排放，減少環(huán)境污染。

高爐除塵灰分離綜合回收利用技術(shù)屬于發(fā)明專利技術(shù)，技術(shù)工藝成熟可靠，實施后未發(fā)現(xiàn)工藝缺陷，已達(dá)到國家領(lǐng)先水平。

Comprehensive Utilization of Blast Furnace Dust

YANG Fengting,ZHAO Shumin,XU Guoqing,YANG Yu

（Shandong Taishan Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu 271100,China）

Considering the blast furnace dust impact on production and the environment,the flotation machine,spiral concentrator, jigger,and pressure filter are put into use again according to the production situation in Taishan steel,which have been left aside in former coal washing workshop.A new blast furnace dust comprehensive treatment technology is used to achieve 100%effective availability of the handled dust.About 25-42 t powdered iron and 22-30 t carbon powder can be made from 100 tons blast furnace dust,so that environment pollution and iron-making cost can be reduced further.

blast furnace dust;separation;comprehensive recovery and utilization;new method

X701.2

B

1004-4620（2015）01-0048-02

2014-04-01

楊逢庭，男，1974年生，1996年畢業(yè)于山東省干部行政學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)?，F(xiàn)為泰鋼焦化公司技術(shù)科高級工程師，從事煤化工研究工作。