高炉瓦斯灰脱锌技术(2)(2)

2019-01-07 19:19

从投产的RHF装置生产实绩看,转底炉投资大,运转部件多,控制要求高,设备稳定性和产品稳定性都需要进一步改善。

卢森堡PW公司开发的PRIMUS熔炼工艺在欧洲和我国台湾均有工业

应用。图6是PRIMUS工艺流程,它是由多膛炉(MHF)和电弧炉结合的粉尘熔炼处理工艺。冶金尘泥由多膛炉炉顶加入,经过干燥段,加热段和预还原段的焙烧和反应达到除去杂质和金属化的目的。多膛炉是一个逆流反应器,动力学反应条件很好,可以达到较高的反应率。但是多膛炉的耐火材料稳定性差,设备运行率较低。

图6. PRIMUS工艺流程

除此之外,属于还原熔炼的粉尘处理工艺还有Ausmelt、Flame

Reactor(燃烧反应器),KCR和ENVIRO等,但由于工艺技术稳定性和运行的经济性等问题,工业应用相对较少。

3.3 等离子熔炼技术

世界上从上世纪80年代就开始以等离子炬为热源的熔炼技术研究,由于等离子热源状态下可以较好地控制反应气氛,因而能够控制选择性反应的条件,但是工业应用的技术问题一直没有解决,所以除了北美地区个别的工业试验装置外,还没有真正工业规模应用。 3.4 湿法脱锌处理技术

比较成熟的钢铁尘泥湿法脱锌处理工艺有ZINCEX、EZINEX和Rezada等。 其中ZINCEX工艺起源于西班牙的Tecnicas Reunidas发明的ZINCEX工艺。它用于处理电弧炉烟尘等二次资源时,包括浸出、萃取、反萃3个步骤,即首先,二次锌物料在40℃和常压下用稀硫酸浸出,残渣浓密和过滤,浸出液上海市遵义路100号虹桥上海城A座2611室 邮编:200051

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用石灰或石灰石中和净化除铝和铁。其次,将中性浸出液与DEHPA的煤油溶液在pH=2.5的条件下进行混合,进行溶剂萃取,锌就进入有机相,萃余液返回到浸出,水相一小部分开路以除去碱金属,大部分返回浸出过程。负载有机相经水洗和电解废液反萃后得到电解前液,送电解车间用传统方法电解生产电锌,反萃后的有机相返回萃取过程。

EZINEX工艺由Engitec Impianti(意大利)发明并完成半工业化试验。它主要包括浸出、渣分离、净化、电解及结晶等工艺步骤。EAF烟尘浸出采用以氯化铵为主要成分的废电解液与氯化钠混合液为浸出剂,浸出温度为70一80℃,时间为1 h,主要反应为:ZnO+2NH4C1一Zn(NH3)C12+H20 Pb、Cu、Cd、Ni和Ag也按一样的机理参与反应,以离子形式进入溶液,而氧化铁、铁酸盐和二氧化硅留在渣中。浸渣含锌8%~12%,氧化铁50%~60%,固液分离后,浸渣与作为还原剂的碳混合,磨匀后再返回电弧炉工序。浸出液(富含锌溶液)用金属锌置换存在于其中的Cu、Cd、Ni和Ag金属杂质,置换渣送铅精炼厂以回收铅和其它金属。

A.J.B. Dutra和李宏煦等还研究了使用NaOH碱式浸出液的脱锌条件和效 果,分别取得了74%和73.4%的锌回收率。

3.5 工业微波蒸腾技术

微波能是一种辐射型加热能源。它依靠物料自身的介电性质转换微波能量,因此可以对物料进行快速选择性加热,并消除传统加热带来的传热不均匀现象。更重要的是,微波不仅可以提供加热能量,还可活化反应分子,降低反应活化能和反应开始温度,提高反应速度 [10]。 除了微波热源的选择性加热特点外,由于没有介质气体的干扰,使用微波蒸腾技术可以获得很高的氧化锌产品。因此,工业微波蒸腾技术具有反应速度快,过程环保,产品纯度高等优点,是今后值得进一步关注的脱锌技术。

4、脱锌工艺综合评价

高炉瓦斯灰脱锌是保证高炉冶炼效果的技术条件,也是钢铁企业实现绿色生产的必经途径。考察脱锌工艺技术的合理性需要从系统投资,运营效果,设备利用率,环保条件,铁金属回收率和脱锌率等多方面考虑。在当前的条件下,回转窑脱锌技术无论在工艺稳定性和是最技术经济性都是比较好的。 脱锌工艺 工艺成熟度 旋流浓缩好 法 回转窑 很好 转底炉 一般 多膛炉 一般 铁回收率 脱锌效率 环保条件 投资规模 综合评价 一般 好 好 好 差 很好 很好 好 好 好 好 好 很好 很好 差 一般 一般 很好 好 一般 上海市遵义路100号虹桥上海城A座2611室 邮编:200051

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AUSMELT KCR 等离子熔炼 湿法 一般 好 一般 好 好 好 好 好 好 好 很好 一般 好 好 很好 一般 差 一般 一般 好 一般 一般 好 好 5、结论

1). 高炉瓦斯灰是宝贵的二次资源,为了改善高炉操作,降低吨钢能耗,实现钢铁企业绿色生产,瓦斯灰脱锌是高炉精细化操作的必然举措;

2). 回转窑工艺投资省,工艺成熟,设备简单,运行成本低是目前最具竞争力的高炉脱锌工艺;

3). 转底炉技术处理规模大,炉内气氛可控性好,是非常有潜力的高炉瓦斯灰处理装置,但由于投资较大,设备稳定性有待改善等问题,目前还不是主要的脱锌设备;

4). 湿法脱锌工艺需要很大的液固比,反应时间普遍较长,虽然

ZINCEX、EZINEX等新兴湿法工艺解决了以前硫酸浸出存在的某些问题,具有一定推广价值,但其环保状况和脱锌效率仍有待改善。

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参考文献:

[1]. 吕苏民,糜克勤,宝钢高炉锌金属平衡研究,宝钢技术,1993

[2]. 曹 克 ,胡利光 ,贾永铭,水力旋流分离技术在瓦斯泥脱锌工程中的研究,冶金动力,2OO6年第5期,总第117期, P52

[3]. 林宗虎, 高炉污泥旋流脱锌技术的试验研究, 湖州职业技术学院学报, 2006年3月, P71

[4]. Takahashi, M., Oda, H., Ibaraki, T., Otsuka, H., Takashima, S., Nonoyama, S.: Equipment and Operation of Dust Recycling Process of Kimitsu Works. CAMP-ISIJ. 14, 149(2001)

[5]. Oda, H., Ibaraki, T., Takahashi, M.: Dust Recycling Technology by the Rotary Hearth Furnace. Shinnittetsu Giho. (376), 28(2004) [6]. Oda, H., Ibaraki, T., Abe, Y., Takahashi, S.: Recycling plant of high water content sludge by RHF. CAMP-ISIJ. 17, 857(2004) [7]. T.E. BEST and C.A. PICKLES IN-FLIGHT PLASMA REDUCTION OF ELECTRIC ARC FURNACE DUST IN CARBON MONOXIDE,Canadian Metallurgical Quarterly, Vol 40, No 1 pp 61-78, 2001

[8]. Hyoung-ky Shin, Seok-min Moon and Sung-sil Jhung,Recovery of Metals from EAF Dust with Rapid System,Geosystem Eng., 4(4), 107-111, (December 2001) 107

[9]. 黄志华, 伍喜庆, 彭冠兰, 高炉尘泥化学除锌,中国有色金属学报, 第17 卷第7 期 P1207

[10]. A.J.B. Dutra, P.R.P. Paiva and L.M. Tavares Alkaline leaching of zinc from electric arc furnace steel dust, Department of

Metallurgical and Materials Engineering, Federal University of Rio de Janeiro

[11]. 彭开玉, 周云, 李辽沙, 王世俊, 王海川, 董元篪,微波场下冶金含锌尘泥的脱锌效果,矿产综合利用, 第6期,2005年12月,P8

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