[发明专利]一种不锈钢酸洗污泥处理工艺

说明书

本发明涉及一种不锈钢酸洗污泥回转窑低温碳氢联合还原复合处理工艺，步骤如下（1）不锈钢酸洗污泥、氧化铁皮与还原煤炭按质量比50：50：10～20进行配料及混合后，制粒机制成含水量为10～12%、粒度为3～5mm的粒状物料；（2）粒状物料在回转窑内经过干燥和预热后，进入到高温还原带经温度1150～1250℃、时间90～120min的还原，并在物料还原中后期向回转窑内喷入高挥发性粒煤及高品位粒矿进行碳氢联合还原及碳循环增氧还原；（3）出窑后的高温焙烧物料经过冷却、磁选后，可得到供电炉或转炉利用的粒状金属化产品。本发明在处理钢铁企业不锈钢酸洗污泥、氧化铁皮的同时，有效利用了物料中铁、镍及铬资源，生产出含镍及铬的高品质金属化物料。

技术领域

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种不锈钢酸洗污泥回转窑低温碳氢联合还原复合处理工艺。

背景技术

随着矿产资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，钢铁企业节能减排工作面临严峻的挑战。不锈钢酸洗产生的污泥量约为不锈钢产量的2-3%（干燥物料），污泥中含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素，同时含有CaF₂、CaO、SiO₂、CaSO₄ 等物质，污泥中的Cr⁶⁺如不妥善处理会对环境产生潜在危害。近年来，我国不锈钢酸洗污泥的堆积量越来越多，合理利用这些酸洗污泥关系到我国不锈钢企业的健康发展，已成为社会广泛关注的焦点之一。不锈钢生产过程中产生的氧化铁皮量约为不锈钢产量的2-3%（干燥物料），氧化铁皮中主要含有Ni、Cr、Fe等有价金属元素，目前，国内虽然采取冷压球技术，将不锈钢酸洗污泥及氧化铁皮进行压球后供电炉进行使用，但由于不锈钢氧化铁皮多为金属氧化物，其加入转炉的物料量较少，不能完全利用不锈钢生产线产生的氧化铁皮，造成部分氧化铁皮的堆积。

对含铬固体废弃物的无害化处理主要是降低其中Cr⁶⁺含量。无害化处理的方法可分为火法还原和湿法还原。火法还原是将含铬污泥与还原煤炭按一定的比例混合后进行高温还原，使Cr⁶⁺还原成不溶性的Cr₂O₃，此法可操作性较强，但不能将物料中Cr⁶⁺的含量降到很低，且生产过程能耗较大、处理污泥量比较小。湿法还原是将污泥溶解在酸液或者碱液中，再向混合液中加入FeSO₄、Na₂S等物料，使得Cr⁶⁺还原成为Cr(OH)₃ 或者Cr³⁺，此法处理费用较高且处理量较小。此外，污泥在资源化利用时存在着有价资源品位较低、成分不稳定、综合利用难以上规模、成本偏高等问题，导致大部分资源未得到利用。从长远发展来看，对含铬固体废弃物应侧重于资源化开发利用。

在不锈钢氧化铁皮中，一般Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO+Fe₃O₄的含量分别为0.5%、5.5%、95%，其中FeO在570℃以上与Fe₃O₄形成固熔体、在570℃以下时分解成α-Fe和Fe₃O₄，当钢中含铬时，则在FeO+Fe₃O₄中还形成Cr₂O₃。可以看出，不锈钢氧化铁皮中FeO含量较高，当采用直接还原工艺时，需要采用较高的还原气氛浓度才能将铁氧化物还原成金属铁，造成氧化铁皮还原后的金属化率不高。