吴瑞琴，王梅菊
（新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部）
摘要：文章分析了钢铁企业含锌尘泥的来源，比较了钢铁工业含锌尘泥的处理工艺。结合八钢现有的状况提出了回转窑工艺是处理八钢含锌尘泥的最佳途径。 关键词：含锌尘泥；转底炉；回转窑；脱锌
中图分类号：X756文献标识码:A文章编号：1672-4224（2021）01-0006-03 Discussion on Comprehensive Utilization of Zinc Containing Dust and Sludge in Iron and Steel Plant
WU Rui-qin,WANG Mei-ju
(Manufacturing Management Department,Xinjiang Bayi Iron&Steel Co.,Ltd.) Abstract：This paper analyzes the sources of zinc containing dust and sludge in iron and steel enterprises，and compares the treatment processes of zinc containing dust and sludge in iron and steel industry.Combined with the current situation of Bayi Steel，it is proposed that the rotary kiln process is the best way to deal wit
h zinc containing dust and sludge. Key words:zinc-bearing dust and sludge；RHF；rotary kiln；dezincification
随着钢铁产量规模的增加，排放的大量钢铁废弃物影响到周边的生产及生活环境。国内钢铁企业为实现可持续发展，对钢铁废弃物的回收利用进行了积极探索和研究，并取得了效果。含铁尘泥是钢铁冶炼的副产品，含铁、碳、锌等元素，在许多钢铁厂已实现了回收利用，并产生了很好的社会效益和经济效益。但因含锌尘泥锌元素在高炉内循环富集，造成高炉内高锌负荷运行，影响高炉生产运行。因此，探索尘泥有效脱锌，实现含锌尘泥的深度循环利用也是国内外钢企处理含锌尘泥的主要方向。
1钢企对钢铁尘泥的处理方法
防水按键
钢铁尘泥主要产生于烧结、炼铁、炼钢及轧钢系统。烧结原料在转运、烧结过程中回收的粉尘，统称为烧结除尘灰。在高炉煤气净化过程中，重力除尘器回收的粉尘称为瓦斯灰（即一次灰），布袋除尘器的粉尘称为布袋灰（即二次灰），高炉出铁场回收的粉尘称炉前除尘灰。炼钢转炉烟气净化回收的粉尘有粗灰、细灰，转炉湿式除尘回收的粉尘称炼钢污泥，轧钢在钢坯轧制过程中产生的氧化铁皮等。 以新疆八钢公司处理尘泥为例,2019年八钢产钢580万t，产生的含铁尘泥约为60万t（见表1）。通过循环利用的方式返回烧结参与配料或压制成球团矿供给炼钢约50万t，仍有近10万t含铁尘泥因锌含量高，
基本在料场堆存，既占用场地，又污染环境。八钢通过内部挖潜，提高尘泥利用率，但是还没实现100%全回收。
表12019年八钢尘泥产生量万t
钢铁固烧结炼铁工序炼钢工序焦化
废种类除尘灰瓦斯灰布袋灰污泥其它灰粗灰细灰污泥其它灰除尘灰产生量18511.917.7 3.5 2.35 2.92
1.1含锌尘泥理化指标转炉除尘。灰中含有铁、碳、CaO、MgO等可利用的
高炉所产生的瓦斯灰、布袋灰,0Y炉产生污泥、成分，其铁和碳含量均在20%以上，且有效组分较高,
联系人：吴瑞琴，女,6岁，大学本科，炼铁高级工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司八钢制造管理部
E-mail:w
6
达到55%-75%。其中高炉布袋灰、OY炉污泥及转炉细灰的锌含量很高，均在1%以上。必须经过脱锌
处理才可用于生产。尘泥成分见表2。
表2含铁尘泥化学成分%
项目
高炉
瓦斯灰
高炉
布袋灰
OY炉
污泥
转炉灰
炼钢
污泥
SiO2 6.69 6.65 5.47 3.31 4.67 CaO 5.82 5.46 5.9910.221.64 MgO 1.15 1.577.6 2.02
TFe23.6221.5726.6255.356.8 Fcad29.9627.2331.01 2.18
k2o0.450.820.160.25
恶劣的太阳Na2O0.490.880.220.34
Pb0.030.030.43
Zn0.72 1.23 1.150.130.0349
1.2八钢含锌尘泥利用现状
八钢含锌尘泥在厂内利用约占产生量的80%以上。大部分的普通尘泥如高炉产生的瓦斯灰及
OY炉产生的布袋灰均参与到烧结混匀工序中，而转炉灰及炼钢污泥有一部分参与到冷压球团矿的生产，并再返回至炼钢作为冷却剂使用。但因该球团矿强度低，在炉内极易粉化，致配加量低，消耗量有限，使得仍有一部分转炉灰返回至烧结。炼钢污泥在烧结工序中基本采用打污水的方式进行，其污
水主要是浓度为25%-30%的泥浆，用专用车运至烧结厂通过泥浆泵直接打入烧结的混合机，代替喷水取得了良好效果。含锌高的高炉布袋灰及OY炉污泥因缺乏有效的脱锌手段，均堆存于料场中，且无外委加工或销售手段，尘泥中的锌元素仍在系统中循环并富集。目前新区高炉的入炉锌负荷达到0.7kg/t铁，且仍有上升的趋势，使高炉运行存在高锌负荷风险。相对而言八钢回收尘泥的途径较为单一，利用水平还有待提咼，对去除有害杂质，特别是ZnO等还没有有效的方法。
2关于国内外含锌尘泥处理的主要工艺国内外处理含锌尘泥的方法很多，现阶段的工艺主要有物理法、湿法、火法等。
物理法是利用锌富集离子粒度小、磁性弱的特点，采用机械分离及磁性分离的方法使锌元素富集到分离产物中。因对锌的富集效率低，在国内应用少。
湿法主要针对锌含量在5%以上尘泥的处理，利用氧化锌溶于酸、碱及氨等溶液的性质，从混合物中分离出来。相对火法其脱锌效率较高，但其操作工序多，且使用的酸及碱溶液易造成物料及水的二次污染，对设备腐蚀严重，亦不符合目前的环保理念。
目前国内处理含锌尘泥的工艺基本以火法为主。火法是利用锌的较低的沸点，在高温条件下，锌的氧化物被还原，气化挥发成金属蒸汽，并随烟气排出，在烟气中被氧化与烟尘一起被收集，目前火法主要有回转窑工艺、转底炉工艺及铁水罐法工艺等。
古书装订
2.1回转窑工艺
将各种来源的含锌尘泥混合完与煤粉一起装入回转窑内，通过焦炉煤气和空气燃烧加热，可将窑内的炉料加热至部分软化及熔化，从而在窑衬上结瘤接圈，后通过成球棒刮料，落料沿窑壁滚动成球。含锌元素在高温条件下被还原成金属锌，蒸发并进入烟气，烟气在排放时冷却，并再次被氧化成细小的颗粒与烟气被除尘系统收集。还原出来的铁产品排入冷却器内，用大量的水快速进行冷却，并用筛子进行筛分，粒度大的直接送至高炉，剩下的仍可送往烧结。该方法是国内外处理尘泥比较有效的方法。据资料记载，该工艺中ZnO的脱出率达到约80%，投资相对较低，但炉料易在窑内粘结，造成结圈，使得该工艺的生产效率较低，且产品质量不稳定。但由于该工艺简单、投资小，应用较其它工艺广泛。目前国内如马钢、武钢、涟钢、酒钢等均已建设回转窑生产线。
2.2转底炉工艺
转底炉始于轧钢的环形加热炉，后移植为冶炼设备，用以处理钢铁厂的含铁、含锌粉尘、近而演变为生产海绵铁(DIR)的设备。其工艺流程较为简单：铁矿粉、粉尘、煤粉、粘结剂存放于料仓中，经配料与混合，在造球设备上造球成含碳球团矿，再到烘干系统除去水分，装入转底炉。含碳球团矿均匀地铺在转底炉的炉底上进行加热，球团矿的氧化铁与碳反应生成还原性球团矿，后经排料系统返回至生产使用。而氧化锌在高温条件下被还原并挥发，被除尘器收集。据文献记载，在转底炉工艺中，铁的
金属化率在90%以上，ZnO的脱出率在95%以上，其碱金属的脱出率在50%以上。目前国外转底炉技术日趋成熟，已经得到了一定应用。随着转底
旋挖钻机工法网7
炉技术不断发展，国内一些企业如马钢、莱钢、日照钢铁、沙钢等钢铁企业相继建成并投入使用。
2.3铁水罐法
以含锌含铁尘泥为原料，加入粘结剂和还原剂冷固制成尘泥团块，养生一段时间后投入铁水出铁沟中。在铁水罐里利用铁水的热量和冲刷，实现锌的富集和回收，从而减轻高炉锌负荷，避免高炉结瘤，且投入成本较低。但该工艺对含锌尘泥的处理量有限，且影响炉前的作业环境，存在安全风险。3关于含锌尘泥回收利用的方向
通过火法处理含锌尘泥几种方法的对比，可以看出，以上几种工艺各有优缺点，其中铁水罐法成本低、流程较为简单，但因其处理量有限，难以大力推广。现阶段处理钢铁厂含锌尘泥取得一定效果，技术相对成熟的是回转窑工艺及转底炉工艺。
回转窑工艺因设备简单、操作稳定可靠，且其脱锌率高、投资小等因素成为目前应用最广泛的脱锌装备。据资料显示，年处理量为20万t的回转窑生产线，其总投资为6000万元，运行成本亦较低，目前
国内有80多条回转窑脱锌生产线，技术运用程度及成本上均占有优势。
近几年，转底炉工艺发展比较快，相对于回转窑工艺，脱锌率相当，但设备复杂，对设备的控制要求高。从目前国内运行的转底炉看，其投资成本相对较高，同样年处理量为20万t的转底炉生产线，其总投资为2亿元，运行成本较回转窑高130元/1以上，且该工艺的设备稳定性有待改善。
为此，笔者认为根据八钢工艺流程的技术特点，从设备的稳定性、运营成本及投资性考虑，认为回转窑工艺更具竞争力，可作为八钢处理含锌尘泥的主要工艺。钢球级配
4结束语
(1)随着钢铁工业的快速发展，含锌废钢使用量逐年增加，国家对钢铁企业环保监管力度不断加大，亦对钢铁企业的排放提出了更高的要求，各钢铁企业须更加重视，仅靠控制锌源不能解决根本问题，含锌尘泥的处理及使用已成为企业持续发展的
重要环节。
(2)钢铁企业含锌尘泥产生量大，亦是宝贵的资源，利用价值高，目前大部分含锌尘泥主要靠烧结工序消耗，但锌在高炉内的循环富集，势必会影响生产顺行。
(3)目前含锌尘泥的处理方法有物理法、湿法及火法，各有优缺点。回转窑工艺及转底炉工艺在减排的同时，能够有效分离锌元素，前景广阔。根据八钢工艺特点，可将回转窑工艺作为处理含锌尘泥的主要工艺，探索有效利用尘泥。
参考文献
[1]郭玉华，张春霞，樊波，殷瑞锤.钢铁企业含锌尘泥资源
化利用途径分析评价.环境工程,2010,28(04)：3-87.
[2]杨春善，任明欣.日照钢铁固废尘泥处理实践.钢铁,
2019,54(04)：83-91.
[3]李然.钢铁企业火法处理含铁尘泥的工艺述评.山西冶
金,2012,35(01)：1-3.
檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯殔
关于著作权使用费的说明I 《新疆钢铁〉先后加入了清华同方光盘股份有限公司CNKI中国期刊会文数
据| I库、万方数据股份有限公司的数字化期刊系统、重庆维普资讯网。三公司支付给作£!者的著作权使用费已经包含在《新疆钢铁〉编辑部支付给作者的稿酬中。作者向《新I 疆钢铁》投稿时，若无特別声明，则视为同意上述著作权使用費的支付方法，并同意|
电磁感应锅炉将自己的作晶收入三公司的数据库中向社会提供服务。I
《新疆钢铁》编辑部I二0二一年三月I
8
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议