分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法

专利名称：：分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法
技术领域：
：本发明涉及一种固废资源处理方法，适用于钢铁冶金工业产生的高炉干法除尘灰中分离含锌物质，解决高含锌除尘灰循环利用影响高炉顺行的问题。
背景技术：
：高炉生产中锌的富集存在于两个循环上，第一个循环是高炉内部的小循环，第二个循环是烧结——高炉生产环节间的大循环。小循环是指高炉原料中锌的复杂化合物在100(TC以上的高温区被一氧化碳还原成金属锌，随煤气气流上升达到温度较低的区域时又被氧化成氧化锌，一部分附着于下降的炉料再次进入高温区，周而复始，这就形成了锌在高炉内的富集现象；大循环是指另一部分氧化锌细粒混合与上升煤气的粉尘中被带出炉外，由收尘装置扑集下来。当这部分除尘灰直接被用于烧结原料时，由于烧结过程不能脱锌，导致含锌烧结矿作为高炉的主要原料重新回到高炉中来，即所谓的锌富集的大循环。锌在高炉中循环富集产生的危害主要表现在:经常出现高炉热制度的稳定性失常、高炉煤气流稳定性失常、高炉消耗升高、煤气取样孔极易堵塞、煤气切断阔阀杆易卡死、高炉结瘤频度增多等现象。这些现象直接影响高炉长寿、稳产、高产。如何采用有效措施既能实现最大限度进行资源利用又能摆脱不利因素，已成为钢铁冶金部门重点攻关的研究课题。炼铁高炉中每年产生大量高含锌的除尘灰，总锌含量一般超过2%，某些企业可达10%以上，而其铁素品位仍达40%左右，但是，灰中的总锌含量相对于钢铁冶金太高，而对于锌冶炼又太低。这种情况给有价资源的回收利用造成相当大的尴尬局面——弃之可惜，用之有害。目前，钢铁企业在不能采用回用烧结做法的背景下，只能将高锌灰暂时堆存起来，积极寻求新方法、新技术成为当务之急。现有高炉干法除尘灰脱锌的方法主要有高温法、化学法、物理法、水力旋流法等。高温法和化学法以最终完全脱除锌元素为目的，虽然国内已建成几条高温法生产线，但项目投资巨大、生产运行成本高，经测算，当处理量达到30万t/a以上的规模才能体现效益，因此，并不适合高锌灰产生量较为分散的现状；化学法由于存在含酸污水处理和设备腐蚀问题而被淘汰；物理法和水力旋流法属于高炉除尘灰脱锌预处理工艺，实现大部分低锌灰回用，小部分高锌灰另外进行终端处理的目的。物理法主要是磁选工艺，如"从瓦斯泥中回收铁精矿的方法"(专利申请号为01113048.2)、"一种高炉瓦斯泥选铁工艺及其专用磁选机"(ZL03143156.9)，分湿法和干法两种方式，实质是根据高炉除尘灰中高含锌部分与低含锌部分存在顺磁性差异而被分选出来的方法，起到降低除尘灰中锌含量的作用，实际运行的效率很低，只能回收40%以下的高炉除尘灰，因此不适合工业化应用；水力旋流法，如"高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法"(ZL200410025547.3)、"一种从瓦斯泥中提取铁、碳的工艺方法"(申请号为200710061640.3)需要将除尘灰与水配制成一定浓度的浆液，采用关键设备——水力旋流器在分离出顶流含锌较高部分和底流低含锌部分，含锌高部分经压滤机脱水形成泥饼，干燥后进行终端脱锌，底流部分进行回用。水力旋流法特别适用于高炉湿法除尘灰的处理，但其主要缺陷是1、设备系统较复杂；2、过程参数不易控制；3、含水泥饼不便于后续工序使用。
发明内容本发明克服湿法工艺中存在的设备系统复杂、操作难度大、产品有后处理要求等问题，为高炉干法除尘灰提供一种投资小、工艺稳定的含锌物质分离富集的方法，对高炉干法除尘灰直接进行锌元素的分离富集处理，降低高锌灰的终端脱锌处理量。由于高炉干法除尘灰的锌元素主要富集在小尺度颗粒范围内，因此，可以通过气流分级的方法分离出高含锌的除尘灰，然后再另行处理，而含锌量低的除尘灰回用钢铁流程。本发明所采用的技术方案是在真空度为0.40.6kgf/cm2的负压条件下，粒度小于80目的高炉除尘干粉被抽送至气流分级主机内，通过自分流效应将高锌灰分为两部分，较细的干粉在气流作用下上升至分级机主机的分级轮部位，再次被高速切割成两部分，一部分为粒径小于800目的氧化锌含量很高的细粉，由旋风收集器和布袋收尘器收集下来，并通过粉末包装机定量装袋，另一部分与自分流下沉的大部分物料一同汇集在分级机主机底仓并排出。分级机主机分级轮转速的调速范围为在2000rpm9000rpm。高炉高锌除尘灰气流分级的切割粒径依据锌含量低于1%和不低于75%的低锌灰回收率进行确定。本发明提供的分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法新颖灵活、工况易于控制，在适应不同处理规模要求的同时与钢铁生产企业现有干法除尘系统配套性良好，便于在实际生产中推广应用。采用气流分级机切割分离高锌灰的回收率为7080%，低锌灰的总锌含量能够控制到小于1%的程度，总铁含量为45%左右。本发明的有益效果是1、工况容易控制，快速直观，可以根据锌含量的分布任意调节分割粒径，分离出可以回用的低锌灰，分级精度高，分级精度为±4%左右；2、为全干法处理过程，对高炉干法除尘灰直接进行处理无需对除尘灰加水配浆；3、生产线占地面积小，布置灵活，与生产现场易于衔接；4、设备系统投资规模适中、运行成本低、处理能力适用范围较宽，最大能力可达20万吨/年，满足钢铁企业不同生产规模的需求。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。图l为本发明的装置系统图中，1、料斗、2、螺旋进料器，3、分级机主机，4、旋风收集器，5、布袋收尘器，6、粉末包装机，7、罗兹引风机。具体实施例方式以处理某企业实际产生的高锌灰为实施例通过实验装置对需要处理的高锌灰进行几何粒径分布及对应的总锌含量进行测定，如表1所示，粒度小于5pm的灰占总灰量的19.3%，而总锌含量达到4.71%，总铁含量仅为35.18%;粒度为513um的高锌灰占总灰量的5.07X，其总锌含量明显下降，为1.62%，相应地总铁含量增加了，达到39.30%，显然这样的总锌含量的这种分布规律为干法分离高锌灰提供了有力依据。通过对测定的数据进行分析，在生产中以5wm作为目标切割粒径进行分离为宜。实施过程中，将总锌含量为1.36%的高锌灰加入螺旋进料器2中，按5t/h的处理量和工艺要求控制罗兹引风机7的风量和分级机主机3进风阀的开度，调整系统真空度为0.38kgf/cm2，干粉在气流的作用下吸入气流分级机主机3内，进入气流分级机的高锌灰在重力场中先实现自分流，40%的粉尘上升到分级机主机3上部高速旋转的分级轮位置，通过调整变频器调整分级轮转速为5100rpm，依切割粒径的要求再由分级轮切割出粒径相符的除尘灰，被旋风收集器4和布袋收尘器5收集起来，这部分总量不到原料总量的20%的含锌量较高的高锌灰另外进行终端脱锌处理。其它截留下来的粒径较粗的低锌灰，占总量的80%以上，实际平均总锌含量降至1%以下为0.45%，实现了回收81%的高锌灰。表1总锌含量与粒度关系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法，其特征在于在真空度为0.4～0.6kgf/cm2的负压条件下，粒度小于80目的高炉除尘干粉被抽送至气流分级主机(3)内，通过自分流效应将高锌灰分为两部分，较细的干粉在气流作用下上升至分级机主机(3)的分级轮部位，再次被高速切割成两部分，一部分为粒径小于800目的氧化锌含量很高的细粉，由旋风收集器(4)和布袋收尘器(5)收集下来，并通过粉末包装机(6)定量装袋，另一部分与自分流下沉的大部分物料一同汇集在分级机主机(3)底仓并排出。2、根据权利要求1所述的分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法，其特征在于分级机主机(3)分级轮转速的调速范围为在2000rpm9000rpm。3、根据权利要求1所述的分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法，其特征在于高炉高锌除尘灰气流分级的切割粒径依据锌含量低于1%和不低于75%的低锌灰回收率进行确定。全文摘要本发明公开一种分离高炉干法除尘灰含锌物质的方法，对高炉干法除尘灰进行预处理实现降低高炉干法除尘灰终端脱锌负荷的目的。其要点是通过罗兹风机产生真空度为0.4～0.6kgf/cm²的负压将高炉干法除尘灰吸入气流分级机主机内，在重力场中实现自分流，大部分粗大的颗粒沉降在分级机底部，在2000rpm～9000rpm范围内调整分级机主机分级轮的转速，并调节进风量，对细粒除尘灰进行二次分级切割，切割出占进料量10％～30％的高含锌除尘灰，收集后经粉末包装机包装，再另行处理。本发明可以回收不低于75％的低锌灰且总锌含量低于1％，适用于高炉干法除尘灰脱锌的前处理，减轻高含锌除尘灰再利用过程中的锌富集。文档编号B07B7/00GK101428278SQ20071017690公开日2009年5月13日申请日期2007年11月7日优先权日2007年11月7日发明者冷廷双,廖洪强,时朝昆申请人:首钢总公司