回转窑处理钢厂含锌粉尘工艺介绍

　　天津奥沃冶金技术咨询有限公司

　　钢铁企业在炼铁、炼钢以及轧钢等各工序会产生大量粉尘，约占到总钢产量的8-12%左右, 2017年我国粗钢产量8.317亿t，即每年产生的含铁尘泥量达8000万t以上。近年来雾霾天气频发，环境保护意识增强，国家针对工业粉尘排放的管控趋严，钢铁企业的粉尘排放成为环保监控重点，各工序除尘设施不断增加升级，使粉尘的数量也持续增加，这些粉尘往往含有大量铁和碳而具有很高的利用价值，传统方式一般将其作为配料返回烧结，实现企业内部回收。但其中部分粉尘含有较高的锌等有害元素，直接回配将使锌不断循环富集，导致高炉锌负荷超标，对生产顺行和安全长寿造成危害，而另一方面由于含锌粉尘质量远不及传统炼锌原料，提锌价值有限，通常也无法直接给炼锌企业使用，因此如何有效处置含锌粉尘一直是业界的重要课题。

　　1 钢厂含锌粉尘的来源及处置

　　1.1  钢厂含锌粉尘的来源

　　含铁尘泥是指钢铁生产过程中对所排烟尘进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后的固体废物，其含铁量（TFe）一般在20%-70%，主要包括：烧结尘泥、球团尘泥、高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、炼钢尘泥、转炉污泥、电（转）炉除尘灰、冷（热）轧污泥、轧钢氧化铁鳞、原料场集尘和出铁场集尘等。钢铁生产系统中的锌初始主要来源于铁矿原料，虽然铁矿中伴生的锌含量都极低，但由于锌的循环富集特点使其在系统中会不断累积，而迫于成本压力使用低价料比例增大，入炉品位降低，也促使进入系统的锌量增加。另一方面，随着镀锌产品增长，炼钢中使用的含锌废钢也成为钢铁系统中锌的一大来源，含锌废钢的使用使转炉粉尘的锌含量明显提高，电炉炼钢粉尘的锌含量通常会更高。一般而言，锌含量≥1%的中高锌含铁尘泥均需进行脱锌处理后才能返回钢铁工艺。

　　由于经营形势、原料条件或主观上不重视，很多企业的高炉锌负荷都超出标准。以鞍钢为例，鞍钢鲅鱼圈分公司4038m3高炉锌负荷曾达到1.5kg/t左右，通过进行高炉锌平衡分析发现，90%以上的锌都是由烧结矿带入，表1为烧结部分原料检验锌含量后的对比结果。

由表1可知，粉尘类物料的锌含量普遍较高，尤其高炉干法布袋灰含锌最高，而各精矿的锌含量都较低(均未超过0.01%)，因此含锌粉尘回配烧结是导致高炉锌负荷过高的直接原因。

1.2  含锌粉尘的分类

按含铁尘泥中锌（Zn）含量可分为:

低锌含铁尘泥（Zn＜1%)；中锌含铁尘泥（1%≦Zn≦8%；高锌含铁尘泥（8%＜Zn)。

对于低锌含铁尘泥可直接作为烧结配料使用，锌含量≧1%的中高锌含铁尘泥需进行脱锌处理后才能返回钢铁工艺

1.3  含锌粉尘的处置

发达国家由于有严格的法律规定及较为完整的环保产业链，大多数钢铁企业基于集中管理和处理的原则，由环保公司统一处理。目前得到工业生产应用及正在研发的火法处理工艺有多种，如转底炉工艺、回转窑工艺、等离子炉工艺、韦氏炉工艺、竖式炉工艺、垂直喷射火焰炉工艺、电炉还原工艺等。其中回转窑及转底炉是目前世界上处理钢厂含锌粉尘技术相对成熟、应用较多的工艺技术，也是目前国内比较受关注的用于处理钢厂含锌铅粉尘的技术。

转底炉处理含锌粉尘工艺，其生产规模大、产品质量较稳定、产品附加值高、反应速度快、脱除锌铅率高，并可脱除部分碱金属，但投资相对较高。回转窑法工艺设备简单、技术成熟、投资较低，能耗较高，窑内易结圈，但回转窑生产规模灵活，尤其适用于粉尘量较少的企业，使得回转窑处理含锌粉尘工艺具有一定优势。