回轉窯處理鋼廠含鋅粉塵工藝介紹

　　天津奧沃冶金技術咨詢有限公司

　　鋼鐵企業在煉鐵、煉鋼以及軋鋼等各工序會產生大量粉塵，約占到總鋼產量的8-12%左右, 2017年我國粗鋼產量8.317億t，即每年產生的含鐵塵泥量達8000萬t以上。近年來霧霾天氣頻發，環境保護意識增強，國家針對工業粉塵排放的管控趨嚴，鋼鐵企業的粉塵排放成為環保監控重點，各工序除塵設施不斷增加升級，使粉塵的數量也持續增加，這些粉塵往往含有大量鐵和碳而具有很高的利用價值，傳統方式一般將其作為配料返回燒結，實現企業內部回收。但其中部分粉塵含有較高的鋅等有害元素，直接回配將使鋅不斷循環富集，導致高爐鋅負荷超標，對生產順行和安全長壽造成危害，而另一方面由于含鋅粉塵質量遠不及傳統煉鋅原料，提鋅價值有限，通常也無法直接給煉鋅企業使用，因此如何有效處置含鋅粉塵一直是業界的重要課題。

　　1 鋼廠含鋅粉塵的來源及處置

　　1.1  鋼廠含鋅粉塵的來源

　　含鐵塵泥是指鋼鐵生產過程中對所排煙塵進行干法除塵、濕法除塵和廢水處理后的固體廢物，其含鐵量（TFe）一般在20%-70%，主要包括：燒結塵泥、球團塵泥、高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥、煉鋼塵泥、轉爐污泥、電（轉）爐除塵灰、冷（熱）軋污泥、軋鋼氧化鐵鱗、原料場集塵和出鐵場集塵等。鋼鐵生產系統中的鋅初始主要來源于鐵礦原料，雖然鐵礦中伴生的鋅含量都極低，但由于鋅的循環富集特點使其在系統中會不斷累積，而迫于成本壓力使用低價料比例增大，入爐品位降低，也促使進入系統的鋅量增加。另一方面，隨著鍍鋅產品增長，煉鋼中使用的含鋅廢鋼也成為鋼鐵系統中鋅的一大來源，含鋅廢鋼的使用使轉爐粉塵的鋅含量明顯提高，電爐煉鋼粉塵的鋅含量通常會更高。一般而言，鋅含量≥1%的中高鋅含鐵塵泥均需進行脫鋅處理后才能返回鋼鐵工藝。

　　由于經營形勢、原料條件或主觀上不重視，很多企業的高爐鋅負荷都超出標準。以鞍鋼為例，鞍鋼鲅魚圈分公司4038m3高爐鋅負荷曾達到1.5kg/t左右，通過進行高爐鋅平衡分析發現，90%以上的鋅都是由燒結礦帶入，表1為燒結部分原料檢驗鋅含量后的對比結果。

由表1可知，粉塵類物料的鋅含量普遍較高，尤其高爐干法布袋灰含鋅最高，而各精礦的鋅含量都較低(均未超過0.01%)，因此含鋅粉塵回配燒結是導致高爐鋅負荷過高的直接原因。

1.2  含鋅粉塵的分類

按含鐵塵泥中鋅（Zn）含量可分為:

低鋅含鐵塵泥（Zn＜1%)；中鋅含鐵塵泥（1%≦Zn≦8%；高鋅含鐵塵泥（8%＜Zn)。

對于低鋅含鐵塵泥可直接作為燒結配料使用，鋅含量≧1%的中高鋅含鐵塵泥需進行脫鋅處理后才能返回鋼鐵工藝

1.3  含鋅粉塵的處置

發達國家由于有嚴格的法律規定及較為完整的環保產業鏈，大多數鋼鐵企業基于集中管理和處理的原則，由環保公司統一處理。目前得到工業生產應用及正在研發的火法處理工藝有多種，如轉底爐工藝、回轉窯工藝、等離子爐工藝、韋氏爐工藝、豎式爐工藝、垂直噴射火焰爐工藝、電爐還原工藝等。其中回轉窯及轉底爐是目前世界上處理鋼廠含鋅粉塵技術相對成熟、應用較多的工藝技術，也是目前國內比較受關注的用于處理鋼廠含鋅鉛粉塵的技術。

轉底爐處理含鋅粉塵工藝，其生產規模大、產品質量較穩定、產品附加值高、反應速度快、脫除鋅鉛率高，并可脫除部分堿金屬，但投資相對較高?；剞D窯法工藝設備簡單、技術成熟、投資較低，能耗較高，窯內易結圈，但回轉窯生產規模靈活，尤其適用于粉塵量較少的企業，使得回轉窯處理含鋅粉塵工藝具有一定優勢。