[发明专利]一种不锈钢酸洗污泥用作铁精矿烧结配料的工艺

说明书

本发明涉及一种不锈钢酸洗污泥用作铁精矿烧结配料的工艺，是将不锈钢酸洗污泥经干燥及碾细后与干燥后的铁精矿、细碎后的石灰石粉和生石灰、破碎后的烧结燃料进行配料及混合，混合物料加水制粒后铺设在烧结机台车上，物料中的烧结燃料进行燃烧及还原，可将混合物料进行加热及烧结，高温烧结料从烧结机排出后经破碎与筛分，粒度大于5mm的烧结矿经冷却后作为高炉原料进行利用。本发明将不锈钢酸洗污泥用作铁精矿烧结配料，不影响烧结矿的产品质量和铁水质量，获得了化学成分稳定，物理性能良好、有一定透气性的烧结矿，实现不锈钢酸洗污泥中有价元素在钢铁企业内部的高效利用。

技术领域

本专利涉及冶金技术领域，具体涉及一种不锈钢酸洗污泥用作铁精矿烧结配料的工艺。

背景技术

随着钢铁工业的发展，天然富矿在产量和质量上都不能满足高炉冶炼的需要，而大量贫矿经选矿后得到的铁精矿以及天然富矿粉却都不能直接入炉进行冶炼。为解决这一问题，通过人工方法，将这些矿粉制成块状的人造富矿，可供高炉进行使用。在生产人造富矿的烧结法中，将各种粉状含铁原料、燃料、熔剂经过混合制粒送到烧结机台车上点火烧结，在燃料燃烧产生的高温下发生一系列物理化学反应，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，产生一定数量的液相，并湿润其它未熔化的矿石颗粒，物料冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。

铁精矿烧结过程是一个复杂的物理化学反应的综合过程，在烧结过程中进行着燃料的燃烧和热交换、物料中水份的蒸发和冷凝、碳酸盐和硫化物的分解和挥发、铁矿石的氧化和还原反应、有害杂质的脱除以及粉料的软化熔融和冷却结晶等，其基本过程是：混合物料在点火热源和抽风作用下使其中的焦粉或烟煤燃烧产生热量，并使烧结料层在总的氧化气氛中又具有一定的还原性气氛，因而，混合物料中不断进行着分解、还原、氧化和脱硫等一系列反应，同时在矿物间产生固液相转变，生成的液相冷凝时把未熔化的物料粘结在一起，物料体积收缩，得到外观多孔的块状烧结矿。烧结料层可分为五个层，点火后从上往下依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过渡层，这些层随着烧结过程的发展而逐步下移，最后只剩下烧结矿层。

不锈钢酸洗废水在处理过程中会产生大量污泥，称之为不锈钢酸洗污泥。酸洗污泥的化学成分随酸洗工艺的不同存在着较大的差异，既有Fe、Ni、Cr等有价金属又含有大量的熔剂成分，且因其含有Cr⁶⁺及F^-被归为有毒固废。目前，酸洗污泥主要是按有毒固废进行无害化填埋处理，此处理方法既恶化生态环境，又造成大量有价资源浪费。

绿色冶金已成为钢铁企业发展的重要趋势，随着不锈钢产量的连年提高，酸洗污泥的堆存量日益增大，资源化利用意义日渐突出。目前尚缺少消纳量大、综合利用效果好且无二次污染的不锈钢酸洗污泥回收利用方法。资源化利用酸洗污泥是随着不锈钢产业发展而带来的新问题之一，酸洗污泥中不仅含有Fe、Cr、Ni等可以利用的有价金属元素，其中的CaF₂质量分数也较高，如经过处理将其作为钢铁冶炼原辅材料，将可实现在不锈钢生产企业的内部闭路循环综合利用，消除污泥带来的污染危害。

不锈钢酸洗污泥的火法工艺包括两类：一类是还原-磁选工艺，该工艺是将还原剂与酸洗污泥或其他辅料（如电炉粉尘、生石灰、无烟煤、水玻璃等）混合后，经压块或烧结造球，加入到高温炉进行直接还原或电炉熔炼，还原产物经磁选进行分离，制得Ni-Cr-Fe合金颗粒；另一类是将酸洗污泥与其他辅料及还原剂混合后，在高温炉中（矿热电炉、电磁感应炉等）熔融还原并进行渣铁分离，制备Ni-Cr-Fe合金熔体铸块，铸块可用作为生产不锈钢或铸铁的原料。

典型不锈钢酸洗污泥和铁精矿化学成分及物相组成如表1所示。从表1可以看出，不锈钢酸洗污泥中含有大量的CaO、Fe₂O₃以及CaF₂等熔剂组分，符合炼铁工艺对烧结矿的要求。不锈钢酸洗污泥中钙主要以CaSO₄、CaF₂和CaCO₃形态存在。

表1 典型不锈钢酸洗污泥和铁精矿粉化学成分（%）