利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法。該方法包括以下步驟：將至少一種工業固體廢棄物混合造球，然后利用型渣造塊機制成型渣；將型渣、含鐵廢渣和焦炭送入熔分還原改性爐中；通過熔分還原改性爐的風口送入熱風，使型渣中的鋅被還原并粘附到粉塵上；對含鋅的粉塵進行收集，完成對于工業固體廢棄物中的金屬鋅的富集。通過采用本發明的方法既能夠回收寶貴的不可再生資源，又可以避免礦山開發對環境的不利影響。
【專利說明】利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法，屬于鋼鐵冶煉廢料利用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在鋼鐵廠、化工廠、礦山生產中產生大量的工業廢渣和工業粉塵(含鐵、碳、氧化鈣等)。所有的這些工業固體廢棄物中，含有較多的鋅氧化物，而鋅是重要的工業原料，廣泛使用于冶金、機械、電氣、化工、輕工、軍事、醫藥等領域，是一種十分寶貴的資源。
[0003]如何有效回收存在于這些工業固體廢棄物中的鋅具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種回收工業固體廢棄物中的鋅的方法，其是采用熔分還原改性爐對工業固體廢棄物中的金屬鋅進行富集的方法，能夠實現金屬鋅的有效回收和富集，具有節約資源、環保等優點。
[0005]為達到上述目的，本發明提供了一種利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法，其包括以下步驟:
[0006]將至少一種工業 固體廢棄物混合造球，然后利用型渣造塊機制成型渣(型渣塊)；
[0007]將型渣、含鐵廢渣和焦炭送入熔分還原改性爐中；
[0008]通過熔分還原改性爐的風口送入熱風，使型渣中的鋅被還原并粘附到粉塵上；
[0009]對含鋅的粉塵進行收集，完成對于工業固體廢棄物中的金屬鋅的富集。
[0010]在上述方法中，優選地，所采用的工業固體廢棄物為鋼鐵廠、化工廠和/或礦山生產中產生的含有鋅和/或鋅的氧化物的工業固體廢棄物。在上述方法中，可以采用一種工業固體廢棄物單獨進行混合造球，也可以采用多種不同的工業固體廢棄物相互混合之后進行造球，然后制成型洛，所制備的型洛的粒徑可以控制為50mm-80mm。
[0011]在上述方法中，優選地，所采用的工業固體廢棄物的含鋅量為l_30wt%。
[0012]在上述方法中，優選地，所采用的工業固體廢棄物的含鐵品位(TFe)為10-50%，Zn含量為 l_30wt%，MgO 含量為 0-5wt%，CaO 含量為 l_10wt%，C 含量為 0_50wt%。
[0013]在上述方法中，粉料不能直接接入熔分還原爐冶煉，需要采用人工造塊技術使其成為塊狀爐料，在造球時無尺寸要求，優選地，成品型渣的粒度為6-150mm。工業固體廢棄物按適當比例與含鐵爐料進行配料，經混合造球，在型渣造塊機上成塊，送往熔分還原爐。型渣造塊機的料層燃燒帶雖然溫度在1100°C以上，但由于是氧化氣氛，鋅不會還原；在其料層底部，溫度遠低于906°C，不能形成鋅蒸汽。所以鋅在造塊過程總不會流失，全部進入型渣塊。
[0014]在上述方法中，優選地，以型渣和含鐵廢渣的總質量計，型渣的含量為30_60wt%。
[0015]在上述方法中，優選地，熱風的溫度為1050_1200°C。
[0016]在上述方法中，優選地，焦炭的添加量為450kg/tFe，即每噸鐵450kg，以含鐵爐料的總含鐵品位計算。
[0017]在上述方法中，優選地，所采用的含鐵廢渣為粒度大于6mm且TFe (含鐵品位)含量大于40%的含鐵廢渣。
[0018]在熔分還原改性爐內進行含鋅的工業固體廢棄物的還原時，爐內是高溫還原氣氛(一般大于900°C )，將工業固體廢棄物與焦炭從爐頂送入爐內，工業固體廢棄物中的鋅氧化物在爐內隨料柱下行，到爐身下部就開始還原，在高溫作用下很快就變成鋅蒸汽，隨煤氣流上升。熱風從爐缸處的風口進入爐內，使焦炭燃燒，產生煤氣；沿爐身高度，越往下煤氣溫度越高，還原性越強；反之，越往上煤氣溫度越低，還原性越弱。因此，鋅在爐內經歷著下行、還原、汽化上行和冷凝粘附過程。冷凝粘附在粉塵上的鋅，被煤氣流吹到上升管，進入除塵系統，含鋅粉塵被布袋除塵器等捕收，完成鋅的富集。布袋除塵器等捕收的粉塵的含鋅量在23.5-45.5%不等，每處理I噸型渣，就能獲得約5-10kg金屬鋅。
[0019]本發明所提供的方法是針對熔分還原改性工藝利用工業固廢回收鋅的工藝，傳統的常規煉鐵沒有鋅的回收。以年處理型渣80萬噸的熔分還原生產為例，可以獲得金屬鋅約4000-8000噸，相當于開發了一座中型礦山，可以取得上億元的經濟收益，其環保效益也是巨大的，既能夠回收寶貴的不可再生資源，又可以避免礦山開發對環境的不利影響。
【具體實施方式】
[0020]為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
[0021]實施例
[0022]本實施例提供了一種利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法，其包括以下步驟:
[0023](I)首先采用造塊工藝對含鋅的氧化物的工業固體廢棄物(以下稱含鋅固廢)進行造塊處理，其中，該含鋅固廢的TFe為35%，Zn含量為10wt%，MgO含量為3wt%，CaO含量為5wt%, C 含量為 10wt% ；
[0024]將含鋅固廢按一定比例進行混合造球，再在型渣機上進行燒結成塊得到粒徑為50mm-80mm型渣塊,送往熔分還原改性爐；
[0025](2)采用熔分還原工藝對鋅氧化物進行還原，通過爐頂將加入爐內，冶煉1000kg鐵水所消耗的原燃料數量為900kg型渣、900kg含鐵爐料和450kg焦炭，通過爐缸處的風口送入熱風(溫度為1100°C )，在爐內強還原氣氛條件下鋅得到還原，并形成鋅蒸汽揮發，冷凝粘附在粉塵上的鋅被煤氣流帶出熔分還原改性爐；
[0026](3)使含鋅粉塵隨煤氣流進入布袋除塵系統利用布袋除塵器捕集回收，完成鋅的富集。
[0027]捕收的粉塵大約有8kg的鋅得到回收，其含鋅量為30%，根據過程鋅平衡的計算，鋅的回收效率大于95%，這說明采用本發明的方法能夠很好地實現工業固體廢棄物中的金屬鋅的回收。
【權利要求】
1.一種利用熔分還原改性爐富集工業固體廢棄物中金屬鋅的方法，其包括以下步驟: 將至少一種工業固體廢棄物混合造球，然后利用型渣造塊機制成型渣； 將型渣、含鐵廢渣和焦炭送入熔分還原改性爐中； 通過熔分還原改性爐的風口送入熱風，使型渣中的鋅被還原并粘附到粉塵上； 對含鋅的粉塵進行收集，完成對于工業固體廢棄物中的金屬鋅的富集。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述工業固體廢棄物為鋼鐵廠、化工廠和/或礦山生產中產生的含有鋅和/或鋅的氧化物的工業固體廢棄物。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述工業固體廢棄物的含鋅量為l-30wt%。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述工業固體廢棄物的含鐵品位為10-50wt%，Zn含量為l_30wt%，MgO含量為0-5wt%，CaO含量為l_10wt%，碳含量為0_50wt%。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述型渣的粒度為6-150mm。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，以所述型渣與所述含鐵廢渣的總質量計，所述型渣的含量為30-60wt%。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述熱風的溫度為1050-1200°C。
8.根據權利要求1 所述的方法，其中，所述含鋅的粉塵通過布袋除塵器捕收。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述焦炭的添加量為450kg/tFe。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含鐵廢渣為粒度大于6mm且TFe大于40%的含鐵廢渣。
【文檔編號】C22B5/10GK103695666SQ201310751125
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】崔四榮, 譚洪志 申請人:泰州振昌工業廢渣綜合利用有限責任公司, 中冶京誠工程技術有限公司