一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法

本发明涉及钢铁尘泥回收，更具体地说，它涉及一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法。

背景技术：

1、二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。二氧化碳的排放量增多，会使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，从而导致温室效应，对地球环境造成不利影响。而钢铁行业是全球主要的二氧化碳排放源之一，在钢铁行业的冶金提炼过程中，会排出大量的温室气体，其排放量占全球工业部门温室气体排放量的25％。现目前已经采取了优化碳热技术以减少温室气体的排放，但由于钢铁工业的不断发展，其仍然是指标不治本，钢铁行业对环境污染的问题仍然十分严峻。

2、因此进一步开展低污染、低能耗的钢铁尘泥处理技术的研究是十分重要的，否则环境污染问题将会一直限制对钢铁行业的发展。随着我国政策对保护环境的要求不断提高，钢铁企业也需要采取更为严格的措施来处理尘泥，而更为严格的措施伴随的便是企业生产成本的增加。并且，在钢铁尘泥处理过程中会产生副产品，会影响处理过程中的关键步骤或化学反应路径，使得钢铁尘泥中的锌铁元素回收缓慢，甚至受阻，进而降低生产效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，该方法通过加入净化后的焦炉煤气，减少外源碳带来的碳污染，并且在钢铁尘泥处理过程中精细控制反应条件，抑制反应物的生成，以达到最大化金属化率和锌脱除率的目的。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，包括以下3个步骤：

3、s1.收集钢铁尘泥样品，分析测试确定其成分及含量；

4、s2.根据钢铁尘泥的成分及含量，利用钢铁尘泥的内部碳，设计配比方案，结合外部实验条件，初步还原钢铁尘泥中的锌铁元素；

5、s3.根据s2中的配比方案，计算得到钢铁尘泥的碳区间，通入焦炉煤气，二次还原钢铁尘泥中的锌铁元素。

6、本发明进一步设置为：所述钢铁尘泥样品中包含高炉布袋灰、转炉污泥和电炉除尘灰。

7、本发明进一步设置为：所述设计配比方案包含设计c/o、焙烧温度、焙烧时间以及转炉污泥和电炉除尘灰的替换比例。

8、本发明进一步设置为：所述设计配比方案具体操作为：按配比精确取高炉布袋灰和转炉污泥，共4g，混合均匀、制样，实验时在坩埚中放置5个制出的样品，做c/o、焙烧温度和焙烧时间的单因素影响实验，实验完成后得到的物料，待冷却后研磨制粉，检测其中的锌铁成分，计算出金属化率和脱锌率，根据金属化率和脱锌率确定最佳碳氧比、最佳焙烧温度和最佳焙烧时间；

9、进一步，单因素影响实验中设置c/o分别为：0.5、0.6、0.7、0.8、0.9；

10、进一步，单因素影响实验中设置焙烧温度分别为：1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃；

11、进一步，单因素影响实验中设置焙烧时间分别为：10min、15min、20min、25min、30min。

12、在最佳c/o、最佳焙烧温度和最佳焙烧时间的实验条件下，配入电炉除尘灰，进行转炉污泥和电炉除尘灰替换比例的影响实验，将实验完成后得到的物料，冷却、研磨、制粉、检测锌铁成分，计算金属化率和脱锌率，根据金属化率和脱锌率确定电炉灰和转炉灰的最佳替换比例。

13、进一步，电炉灰和转炉灰的替换比例的影响实验设置替换比例分别为：5％、10％、15％、20％、25％、30％。

14、本发明进一步设置为：所述设计焦炉煤气配比方案为设计焦炉煤气中的h2、co、co2的配比，所述设计温度为内部碳还原阶段最佳焙烧温度的改良。

15、本发明进一步设置为：所述设计焦炉煤气配比方案具体操作为：做焦炉煤气中h2、co、co2的配比和温度的影响实验，将实验完成后得到的物料冷却后研磨制粉，检测其中的锌铁成分，计算出金属化率和脱锌率，得到焦炉煤气的最佳配比。

16、进一步，焦炉煤气中h2、co、co2的配比的影响实验中设置h2、co、co2的比例分别为6:1:3、5:2:3、4:3:3、3:4:3。实验设定温度为950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃。

17、综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明所提供的方法利用尘泥内部碳与净化后的焦炉煤气对尘泥双重还原，无需外源碳的添加，减少了碳排放，并且通过调节反应条件，抑制反应物的生成，提升了金属化率和锌脱除率。

技术特征：

1.一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：包括以下3个步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：所述钢铁尘泥样品中包含高炉布袋灰、转炉污泥和电炉除尘灰。

3.根据权利要求2所述的一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：所述设计配比方案包含设计碳氧比(c/o)、焙烧温度、焙烧时间以及转炉污泥和电炉除尘灰的替换比例。

4.根据权利要求3所述的一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：所述设计配比方案具体操作为：按配比精确取高炉布袋灰和转炉污泥，共4g，混合均匀、制样，实验时在坩埚中放置5个制出的样品，做c/o、焙烧温度和焙烧时间的单因素影响实验，实验完成后得到的物料，待冷却后研磨制粉，检测其中的锌铁成分，计算出金属化率和脱锌率，根据金属化率和脱锌率确定最佳c/o、最佳焙烧温度和最佳焙烧时间；

5.根据权利要求1所述的一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：所述设计焦炉煤气配比方案为设计焦炉煤气中h2、co、co2的配比，实验设定温度为950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃。

6.根据权利要求5所述的一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，其特征是：所述设计焦炉煤气配比方案具体操作为：做焦炉煤气中h2、co、co2的配比和温度的影响实验，将实验完成后得到的物料冷却后研磨制粉，检测其中的锌铁成分，计算出金属化率和脱锌率，得到焦炉煤气的最佳配比。

技术总结
本发明公开了一种低碳高效回收钢铁尘泥中锌铁的方法，涉及钢铁尘泥回收技术领域，其技术方案要点是：本方法通过3个步骤实现低碳高效回收钢铁尘泥中的锌铁，其步骤如下：首先收集钢铁尘泥样品，分析测试确定其成分及含量；然后再根据钢铁尘泥的成分及含量，利用钢铁尘泥的内部碳，设计配比方案，根据最佳配比方案初步还原钢铁尘泥中的锌铁元素；最后根据最佳的配比方案，计算得到钢铁尘泥的碳区间，设计焦炉煤气配比方案，通入最佳配比的焦炉煤气，二次还原钢铁尘泥中的锌铁元素。该方法通过加入净化后的焦炉煤气，减少外源碳带来的碳污染，并在钢铁尘泥处理过程中精细控制反应条件，抑制反应物的生成，最大化金属化率和锌脱除率。

技术研发人员：田铁磊,寇鑫林,张玉柱,龙跃,杨佳毅,靳鑫玉
受保护的技术使用者：华北理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25