樊波，王艷民，全強，郭豪
中冶京誠工程技術(shù)有限公司

　　1 前言

　　鋼鐵廠含鐵塵泥是在鋼鐵生產(chǎn)過程中從不同生產(chǎn)工藝流程的除塵系統(tǒng)中排出的粉塵和污泥的統(tǒng)稱。鋼鐵廠產(chǎn)生的含鐵塵泥，如燒結(jié)機頭除塵灰、高爐煤氣除塵灰、煉鋼除塵灰、連鑄污泥、熱軋污泥以及各種環(huán)境集塵等，其主要成分是鐵，并含有部分碳、鋅、鉛、鉀、鈉等。

　　此前，這些含鐵粉塵大部分以返回?zé)Y(jié)等方式進行處理利用，但這會造成鋅、鉛、鉀、鈉等有害元素在高爐流程中的不斷富集，鋅的富集對高爐冶煉及長壽帶來不利影響;高爐煉鐵過程中，爐料中的鋅除一部分隨煤氣、爐渣排出外，高爐內(nèi)存在鋅的循環(huán)富集，而鋅的氧化反應(yīng)能引起耐材膨脹，破壞磚襯，且易產(chǎn)生結(jié)瘤。堿金屬(K、Na)在高爐內(nèi)易形成低熔點物質(zhì)，與耐材的基質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起耐材強度下降和異常膨脹。

　　隨著企業(yè)認(rèn)識的提高及技術(shù)的進步，以及環(huán)保要求，鋼鐵企業(yè)含鐵塵泥進行資源化回收利用逐漸得到重視，其不僅可以減少廢棄物排放量，有效利用資源，節(jié)省能源，對鋼鐵企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)具有積極意義。

　　鋼鐵廠含鐵塵泥的利用需要解決鋅及堿金屬富集問題，因此，鋼鐵廠含鐵塵泥的綜合回收利用應(yīng)綜合考慮不同的利用原則。含鋅、堿金屬較低的含鐵塵泥可以返回?zé)Y(jié)工序利用。對于含鋅、堿金屬較高的含鐵塵泥，應(yīng)采用能夠有效分離鐵和鋅及堿金屬的綜合利用工藝。

　　2 含鋅粉塵處理方式簡析

　　含鋅塵泥的處理方式主要有濕法工藝、火法工藝及濕法及火法聯(lián)合工藝等。濕法工藝流程相對復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低，且要求原料含鋅較高。而火法工藝處理含鋅塵泥效率高、處理能力大、對原料適應(yīng)性強，目前得到工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用及正在研發(fā)的火法處理工藝有多種，如轉(zhuǎn)底爐工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝、等離子爐工藝、韋氏爐工藝、豎式爐工藝、垂直噴射火焰爐工藝、電爐還原工藝等。其中回轉(zhuǎn)窯及轉(zhuǎn)底爐是目前世界上處理鋼廠含鋅粉塵技術(shù)相對成熟，應(yīng)用較多的工藝技術(shù)，也是目前國內(nèi)比較受關(guān)注的用于處理鋼廠含鋅鉛粉塵的技術(shù)。

　　轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵工藝，其生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定、產(chǎn)品附加值高、反應(yīng)速度快、脫除鋅鉛率高，并可脫除部分堿金屬，但投資相對較高?；剞D(zhuǎn)窯法工藝設(shè)備簡單、技術(shù)成熟、投資較低，能耗較高，窯內(nèi)易結(jié)圈，但回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)規(guī)模靈活，尤其適用于粉塵量較少的企業(yè)，使得回轉(zhuǎn)窯處理含鋅粉塵工藝具有一定優(yōu)勢。

　　3 回轉(zhuǎn)窯處理含鋅粉塵技術(shù)

　　3.1概述

　　回轉(zhuǎn)窯處理含鋅物料于1929年起就應(yīng)用于德國某企業(yè)，此后不斷發(fā)展，在德國、法國、西班牙、意大利、美國、日本等國均有采用回轉(zhuǎn)窯處理含鋅物料的工業(yè)生產(chǎn)線，是歷史悠久且目前應(yīng)用最為廣泛的含鋅煙塵處理工藝。

　　初步統(tǒng)計，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)或獨立企業(yè)已建及在建的回轉(zhuǎn)窯處理含鋅粉塵生產(chǎn)線有近20條，是目前國內(nèi)處理含鋅粉塵最主要的的火法處理方式之一，而且由于其諸多相對優(yōu)勢，正在不斷發(fā)展。

　　回轉(zhuǎn)窯法是從鋼鐵廠廢料中分離鋅并回收含鐵料而發(fā)展起來的，回轉(zhuǎn)窯處理含鋅的物料時，物料與還原劑(焦粉或煤粉)混合均勻，從窯尾加入具有一定傾斜度的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，隨著窯的轉(zhuǎn)動，爐料翻滾，并從一端向另一端流動。窯頭燃燒室產(chǎn)生的高溫爐氣與物料逆向流動，爐料中的金屬氧化物與還原劑良好接觸而被還原。窯內(nèi)沿窯長各帶的溫度不同，最高溫度可達(dá)1100~1300℃。鋅在窯溫下蒸發(fā)并與排出的煙氣一起離開回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過收集裝置富集鋅。處理高爐瓦斯灰等含鋅粉塵時，約90%的鋅進入氣相。窯渣采用水進行快速冷卻，進一步分選處理。其典型工藝流程圖見圖1。