申請日2014.04.25

　　公開(公告)日2014.07.16

　　IPC分類號(hào)C22B7/00; C22C33/04; C22B34/32

　　摘要

　　本發(fā)明屬于工業(yè)廢棄物再利用領(lǐng)域，具體涉及一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法，將不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不銹鋼粉塵、含Cr污泥烘干后，與還原劑、添加劑充分混勻，制成自還原球團(tuán)，將得到的球團(tuán)加入裝有EAF熔渣的反應(yīng)罐中，控制反應(yīng)罐內(nèi)溫度于1400-1600℃，期間向反應(yīng)爐中添加硅鐵粉，整個(gè)處理過程持續(xù)40-60min，具有工藝流程簡短環(huán)保節(jié)能、金屬收得率高、可實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法，其特征在于，將不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不銹鋼粉塵、含Cr污泥烘干后，與還原劑、添加劑充分混勻，制成自還原球團(tuán)，其中不銹鋼粉塵及含Cr污泥占70%-80%、還原劑占7%-9%、添加劑占11%-23%，將得到的球團(tuán)加入裝有EAF熔渣的反應(yīng)罐中，上述物質(zhì)在反應(yīng)罐的熔池中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)罐內(nèi)溫度在1400-1600℃，反應(yīng)10-20min時(shí)向反應(yīng)爐中添加硅鐵粉，所述硅鐵粉的加入量不高于上述物質(zhì)總質(zhì)量的3%，然后繼續(xù)加熱，30-40min后反應(yīng)結(jié)束。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述球團(tuán)在反應(yīng)罐中反應(yīng)時(shí)，向反應(yīng)罐通入氬氣攪拌熔池。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原劑為含碳物質(zhì)，并且碳含量為w(C)≥90%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述含碳物質(zhì)為石墨、碎焦屑、煤粉中的一種或幾種混合。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑為含SiO2的物質(zhì),并且SiO2的含量為(w(SiO2)≥85%)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含SiO2的物質(zhì)可為沙子、石英砂。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，將不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不銹鋼粉塵、含Cr污泥烘干后，與還原劑、添加劑充分混勻，通過圓盤造球機(jī)制成自還原球團(tuán)。

　　說明書

　　一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于工業(yè)廢棄物再利用領(lǐng)域，具體涉及一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法。

　　背景技術(shù)

　　不銹鋼冶煉過程會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，生產(chǎn)1噸不銹鋼可產(chǎn)生大約250kg廢渣，其中除含有CaO、MgO、SiO2、Al2O3外還有一定量的Fe、Cr氧化物，EAF渣出爐溫度接近1700℃;污泥是從不銹鋼酸洗廢水中經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后的沉淀物，其中鎳鉻鐵含量比較高，仍含有Cr(VI)和Cr(III)，對環(huán)境有較大的危害;不銹鋼粉塵是指在強(qiáng)攪動(dòng)下電弧爐、AOD/VOD 爐或轉(zhuǎn)爐中的高溫液滴，進(jìn)入煙道并被布袋除塵器或電除塵器收集的金屬、渣等成分的混合物。每生產(chǎn)1t 不銹鋼大約可產(chǎn)生18~33kg 粉塵。電爐渣、粉塵、污泥中都含有一定量的鉻鐵鎳，并且鉻主要以Cr(VI)和Cr(III)存在，對環(huán)境有較大危害。表1列出了不銹鋼冶煉電弧爐渣的主要成分，表2例舉了國內(nèi)兩家主要不銹鋼生產(chǎn)廠中粉塵的化學(xué)成分。

　　表1 電弧爐渣中各成分的含量(wt%)

　　表2 不銹鋼粉塵的主要化學(xué)成分(wt%)

　　以上提到的不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、污泥、爐渣等，由于重金屬如Cr、Pb等含量較高，而被明確歸類為危險(xiǎn)固體廢棄物。針對這類危險(xiǎn)固體廢棄物的綜合治理，各國普遍采取的處理方法主要：掩埋，水泥固化或化學(xué)穩(wěn)定化，濕法提取以及熔融處理等。前兩種方法由于分別存在著土地成本高，較長時(shí)間后有害金屬溢出的可能性不可知或不可控，以及無法實(shí)現(xiàn)資源化利用而受到嚴(yán)重限制。濕法工藝雖然可提取出某些有價(jià)值金屬，但存在著提取率低、處理時(shí)間長、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重以及最終副產(chǎn)品難以處理等等弊端。關(guān)于不銹鋼粉塵的高溫火法處理方法有：Scan Damt All等離子技術(shù)，F(xiàn)asmet/Fastmel環(huán)形轉(zhuǎn)底爐工藝、STAR工藝等，這類工藝共同存在能耗高、Cr、Ni資源分離回收率低、且還原行為不可控等致命缺點(diǎn)，無法在我國推廣利用;關(guān)于不銹鋼含Cr爐渣、含Cr污泥目前尚無可借鑒的、有效的處理工藝能夠大規(guī)模推廣利用。

　　針對電弧爐粉塵、爐渣、污泥等二次資源的循環(huán)利用均可查閱到大量的研究報(bào)道，但通常僅限于對某一種二次資源進(jìn)行回收處理。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為有效解決上述問題，本方法提供一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法，可集中處理各種含F(xiàn)e、Cr、Ni的二次資源，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，同時(shí)充分利用熔渣高溫顯熱，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

　　一種熔融處理不銹鋼粉塵、爐渣及含Cr污泥的方法，將不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不銹鋼粉塵、含Cr污泥烘干后，與還原劑、添加劑充分混勻，制成自還原球團(tuán)，其中不銹鋼粉塵及含Cr污泥占70%-80%、還原劑占7%-9%、添加劑占11%-23%，將得到的球團(tuán)加入裝有EAF熔渣的反應(yīng)罐中，上述物質(zhì)在反應(yīng)罐的熔池中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)罐內(nèi)溫度在1400-1600℃，反應(yīng)10-20min時(shí)向反應(yīng)爐中添加硅鐵粉，所述硅鐵粉的加入量不高于上述物質(zhì)總質(zhì)量的3%， 30-40min后反應(yīng)結(jié)束;

　　進(jìn)一步地，所述球團(tuán)在反應(yīng)罐中反應(yīng)時(shí)，向反應(yīng)罐通入氬氣攪拌熔池;

　　進(jìn)一步地，所述還原劑為含碳物質(zhì)，并且碳含量為w(C)≥90%;

　　進(jìn)一步地，所述含碳物質(zhì)為石墨、碎焦屑、煤粉中的一種或幾種混合;

　　進(jìn)一步地，所述添加劑為含SiO2的物質(zhì),并且SiO2的含量為(w(SiO2)≥85%);

　　進(jìn)一步地，所述含SiO2的物質(zhì)可為沙子、石英砂;

　　進(jìn)一步地，所述將不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不銹鋼粉塵、含Cr污泥烘干后，與還原劑、添加劑充分混勻，通過圓盤造球機(jī)制成自還原球團(tuán)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

　　1.本發(fā)明充分利用鋼鐵廠現(xiàn)有的設(shè)備，流程短，便于操作，投資少且能實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益;

　　2. 充分利用了高溫熔渣顯熱，達(dá)到節(jié)能、降耗效果;集中處理多種固體廢棄物，統(tǒng)一分離回收有價(jià)金屬資源，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，有效減少不銹鋼生產(chǎn)中廢棄物排放對環(huán)境危害;

　　3. 所得合金產(chǎn)品用于不銹鋼的生產(chǎn)中，與直接將粉塵、污泥加入不銹鋼冶煉熔池(當(dāng)前主要處理方法)的工藝相比，能有效避免熔分殘?jiān)鼘λ�冶煉鋼種品質(zhì)的影響，有助于降低冶煉過程的控制成本。