[发明专利]一种利用高炉除尘灰生产的低硫金属化球团及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁二次资源综合利用领域，具体涉及一种利用高炉除尘灰生产的低硫金属化球团及其制备方法。

背景技术

钢铁生产过程中不可避免的会有大量二次粉尘的排放，其中吨铁高炉除尘灰产生量为10～20kg，如果无法有效回收利用，将造成极大的污染和浪费。国内外现有高炉除尘灰处理工艺分为：烧结处理，球团处理，直接还原处理和炼钢处理4种方法，其中烧结处理和球团处理最终均作为高炉原料，高炉除尘灰中的有害元素锌、铅、钾和钠循环富集，对高炉生产带来危害；炼钢处理主要以充分利用粉尘中的FeO和CaO，代替部分造渣剂和冷却剂，但低品位粉尘，高碳、高碱金属粉尘等难以用炼钢方法处理，因此不能全面处理钢铁企业中产生的粉尘，同时加入过程中二次粉尘产生量大，作业环境恶劣；目前处理高锌高炉除尘灰较好的方法为直接还原处理，该法能有效利用粉尘中的碳，脱除粉尘中锌、铅、钾和钠等有害元素，同时锌等元素可以回收利用，降低整个钢铁联合企业的锌及碱金属负荷，改善高炉炉料结构，但同时直接还原工艺因工艺自身原因问题不能脱出原料及还原剂带入的硫，导致后续应用限定在一定范围之内。

钢渣是在钢铁生产过程中由造渣材料、冶炼反应物、侵蚀脱落的炉体和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料所组成的固体渣体，是生产钢铁过程的副产品。在生产中，每生产1t钢铁,就有15％～20％的钢渣产生。这些钢渣若不综合利用,会占用越来越多的土地,污染环境,造成资源的浪费。目前国内外钢渣处理方法有：(1)用作冶金原料，磁选回收钢渣中约10％的金属铁，利用钢渣高碱度优势用作烧结或高炉熔剂，返回转炉作熔剂；(2)用于建筑材料，钢渣生产水泥及混凝土掺合料，代替碎石和细骨料；(3)作为碱性渣可以用于酸性土壤中，其中的CaO、MgO可改良土壤土质,含磷高的钢渣也可用于缺磷碱性土壤中并增强农作物的抗病虫害能力。上述钢渣处理方法或利用高碱度、或利用其中含有金属铁，但未能够全面利用钢渣高碱度、含金属铁、含铁氧化物的化学组成特性。

目前金属化球团主要用作转炉炼钢或者电炉炼钢的原料，转炉炼钢或者电炉炼钢对原料中的硫含量有较高要求。然而目前高炉除尘灰在直接还原工艺和不改变原料条件的情况下不能够将硫从金属化球团中脱除，只能采取将原料中的硫份固定在渣相中，因此需要改变原料组分将硫份固定在渣相中。

专利申请号为200710148672.7的发明专利提出了一种金属化球团及其制备方法，其特征在于利用TFe大于62％的高品位铁精矿配加一定量的煤粉、粘结剂和生石灰经干混、湿混后采用压球机制球，并利用转底炉废烟气对压球机压制出的生球进行干燥。该专利利用的原料为高品位铁精矿，添加剂为生石灰，并且无后部处理工艺。

本发明欲提供一种全新的利用高炉除尘灰生产的低硫金属化球团及其制备方法

发明内容

针对现有高炉除尘灰生产的金属化球团含硫量高的问题，提出在高炉除尘灰中添加一定量的高碱度钢渣将高炉除尘灰中的硫固定在渣相中，采用直接还原工艺制备低硫金属化球团，同时回收其中的氧化锌粉。

本发明的关键在于以高炉除尘灰为主要原料，以钢渣为添加剂，利用钢渣高碱度的化学组成特点固定高炉除尘灰中的硫份，经过配混料、制球，为后步直接还原工艺提供原料，以生产出低硫金属化球团。

本发明低硫金属化球团的制备方法如下：

A、取原料：高炉除尘灰、钢渣、碳粉或煤粉；

B、混料、压制成球团；

C、步骤B所得球团采用直接还原工艺，在温度1250-1400℃的条件下，制得低硫金属化球团。

上述技术方案中，所述高炉除尘灰粒度小于0.15mm、水份小于2％。其化学组成见表1：

表1高炉除尘灰化学组成/％

上述技术方案中，所述钢渣是在钢铁生产过程中由造渣材料、冶炼反应物、侵蚀脱落的炉体和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料所组成的固体渣体；粒度0.5～1.2mm，水份小于2％，CaO含量大于30％，二元碱度大于3。其化学组成见表2：

表2钢渣化学组成/％

上述技术方案中，所述碳粉或煤粉粒度<0.5mm，水份小于2％。其化学组成见表3：

表3碳粉或煤粉组成/％

上述技术方案中，按照控制所有原料的二元碱度为计，1.0～2.5添加钢渣。