[发明专利]一种处理化工铁泥和锌尾渣工艺方法及装备

说明书

技术领域

本发明属于废料加工技术领域，具体涉及一种处理化工铁泥和锌尾渣工艺方法及装备。

背景技术

进入新世纪以来，我国钢铁工业进入快速发展的轨道，2016年我国粗钢和生铁年产量分别达到8.00亿吨和7.0亿吨，在钢铁生产流程中，固体废料约占粗钢产量的10％左右，可见钢铁生产每年产生的固体废料接近8000万吨，据统计固体废料中Fe、Zn和Pb等有价值的元素的综合利用率还不足20％，我国是缺少铁矿资源的国家，目前我国每年需要进口10亿吨铁矿粉，而含铁、锌、铅等粉尘的利用率又这么低，因此加大含Fe、Zn和Pb粉尘的资源循环和综合利用，不仅具有重大的经济价值，还有改善环境保护的重大社会效益。

已有的资源循环和综合利用情况：如硫酸渣用于烧结和球团生产的原料，冶炼钼钢的副产品钼尾渣用作球团生产的原料，炼铝的尾渣 (红泥)用于烧结的原料和球团矿生产的粘结剂，再如转底炉提炼布袋灰中的含Zn和Pb等有色金属元素，但转底炉产量低，燃耗高，占地面积和投资大，环境保护差等重大问题有待解决。目前化工染料中间体的固体废料(化工铁泥)和火法提锌水淬的固体废料(锌尾渣) 的高效回收利用，同时解决高锌和高碱金属的问题尚属首例。化工铁泥和锌尾渣的开发综合利用具有重大的经济价值和社会效益。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供，所述工艺方法利用化工铁泥和锌尾渣加工造块，作为还原熔炼炉的原料，由于原料含碱金属和含锌高，因此通过采用熔炼炉顶部中心炉气温度高于560℃高温炉气流排锌，下部采用低炉渣碱度排出碱金属，生产出合格的高标号再生铸造生铁，其中CaO/SiO₂＝0.9±0.05，布袋灰的含锌量达到＞12％的程度；

进一步地，所述工艺方法包括：

步骤1)：以化工铁泥和锌尾渣为主要原料，选用生石灰作熔剂、焦粉作燃料，按不同比例混合喷水制粒，加工成高碱度(CaO/SiO₂)为 1.85±0.05和低碱度为0.6±0.05两种碱度块状料；

步骤2)：将步骤1)中制备的块状料中，每吨铁配入约40kg的硅石，所述硅石中SiO₂≥96％；

步骤3)：按高碱度块75％+低碱度块25％的比例装入还原熔炼炉，进行熔炼，熔炼过程保持炉渣碱度0.95±0.05；

进一步地，所述步骤1)中化工铁泥为化工染料中间体的固体废弃物，锌尾渣为回转窑火法提锌的水淬渣；

进一步地，步骤3)中所述还原熔炼炉容积为110m³；

进一步地，步骤3)中所述还原熔炼炉的炉顶中心炉气温度≥ 560℃；

进一步地，所述工艺方法制备的产品为高标号Z22～Z30的铸造生铁，还原熔炼炉的利用系数可达到2.5t/m3·d以上；

进一步地，一种处理化工铁泥和锌尾渣工艺装备，所述装备包括化工铁泥、锌尾渣、燃料和熔剂的贮料仓、配料室、高碱度造块机、低碱度造块机、块焦炭贮料仓、还原熔炼炉和炉气发电机组，所述贮料仓为两组，每组分别连接两组配料室，两组所述配料室分别连接高碱度造块机和低碱度造块机；

进一步地，所述低碱度造块机连接还原熔炼炉，并通过块焦炭贮料仓提供热源，所述还原熔炼炉上连有炉气冷却除尘、炉气脱硫，炉气布袋除尘和含锌布袋灰，所述还原熔炼炉下端通过热风炉连接鼓风机室，所述还原熔炼炉下端还连有铸铁场和水渣池；

进一步地，高、低碱度造块机均通过烟气电除尘和烟气净化塔连接烟囱；

进一步地，所述炉气发电机组连接热风炉和炉气脱硫；

本发明的有益效果如下：

1)：含铁和锌的粉状固体废料加工造块，钢铁工业有成熟的工艺技术，可以使加工出来的块状料质量得到优化、为在熔炼炉内还原过程顺利进行提供条件；

2)：在还原熔炼炉内，可以利用熔炼炉炉顶中心炉气温度≥560℃炉气排放锌蒸汽，排出炉后冷却除尘，收集含锌量高的布袋灰，作为回转窑火法提锌的原料；块状料含的碱金属(Na₂O+K₂O)可以通过熔炼炉的低碱度渣(CaO/SiO₂＝0.9±0.05)排出炉外，炉渣可以冲成水渣作为水泥生产的原料；

3)：还原熔炼炉的主要产品为高标号(Z22～Z30)的铸造生铁、预计相当长的时间内市场供不应求；