[发明专利]一种含锌固废尘泥处理方法和系统

说明书

本发明公开了一种含锌固废尘泥处理方法和系统，通过控制原料中的碳氧比，利用原料不同的物化性质，通过造粒和造球工艺优化现场生产消解过程，并充分利用OG泥粘性高的性质，省去了粘结剂，极大的降低了成本，之后将造粒和造球工艺制备的球团在高温下实现直接还原反应与间接还原反应分别进行，提高高炉二次灰中碳的利用效率，减少了碳排放量。

技术领域

本发明属于冶金尘泥资源化利用领域，涉及一种含锌固废尘泥处理方法和系统。

背景技术

钢铁工业是我国经济发展的重要基础产业，也是固废排放大户，在冶炼过程中会产生大量冶金尘泥粉尘；据统计，钢铁企业产生的各类粉尘总量一般为钢铁产量的8％～15％，而其中含锌粉尘约占20％～30％；以2022年的数据推断，钢铁企业每年产生的含锌粉尘超过2000万吨，若不加处理会造成环境污染以及资源浪费，因此如何合理处置冶金尘泥已经成为钢铁行业可持续发展的关键问题。

为构建资源循环利用体系，加强大宗固体废弃物综合利用，因此钢铁冶金行业推广“固废不出厂”，利用先进工艺技术，加强全量化利用，可以有效的减少二氧化碳排放，助力中国“碳达峰、碳中和”目标的实现。

目前在处理冶金尘泥的方式中，因转底炉工艺的适应性较好、可靠性高、易于操作和维护、且对环境污染相对较小，具有较大应用价值，更适合钢铁企业流程化生。在常规转底炉工艺中，通常将冶金尘泥、粘结剂和水混合均匀后进行压团或造球成型，经干燥后送入转底炉进行还原脱锌；其中，所用原料的碳氧比控制在0.9以上。冶金尘泥中电炉灰、LT灰等炼钢过程干法除尘灰作为主要原料，其中常含有大量的游离氧化钙，若不经过消解预处理而直接进行造球或者消解程度较低时，电炉灰、LT灰中的f-CaO在混合料中水化成Ca(OH)₂，导致球团体积膨胀、强度劣化和粉化等现象，需要加入大量的粘结剂保证球团强度。因此，优化现场生产消解和造球工艺，对提高转底炉产量和产品质量、降低生产成本以及减少碳排放具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种含锌固废尘泥处理方法和系统，通过控制原料中的碳氧比，利用原料不同的物化性质，通过造粒和造球工艺优化现场生产消解过程，并充分利用OG泥粘性高的性质，省去了粘结剂，极大的降低了成本，之后将造粒和造球工艺制备的球团在高温下实现直接还原反应与间接还原反应分别进行，提高高炉二次灰中碳的利用效率，减少了碳排放量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种含锌固废尘泥处理方法，包括以下步骤：

S1，造粒，含锌固废尘泥与高炉二次灰在圆筒造粒机中混合造粒获得含碳小球团；在所述造粒过程中向所述圆筒造粒机内补充水分，以促进所述含锌固废尘泥中游离钙的消解；

S2，造球，所述含碳小球团进入到圆盘造球机中，与OG泥进行二次造球获得二次球团；在所述造球过程中向圆盘造球机中补充水分，以促进含锌固废尘泥中游离钙的进一步消解；

S3，烘干，将二次球团烘干处理得到烘干球团；

S4，转底炉还原，将烘干球团送入转底炉中，所述烘干球团在所述转底炉的加热区预热后进入到所述转底炉的还原区内进行还原获得金属化球团；在所述还原过程中，所述烘干球团OG泥包裹层内的含碳小球团发生直接还原反应，所述直接还原反应过程中生成的CO与所述烘干球团OG泥层中的氧化铁、氧化锌发生间接还原反应。

优选的，所述步骤S1中：

所述含锌固废尘泥的铁含量为42～48％，锌含量为2～5％，游离钙含量为3～4.5％，其中铁以氧化铁的形式存在，锌以氧化锌的形式存在；和/或

所述含锌固废尘泥包括电炉灰、LT灰、转炉二次灰中的一种或多种；和/或

所述高炉二次灰中碳含量为18～25％；和/或