鋼廠脫鋅爐共處理含鋅浸出渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及危險固廢治理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種有色、化工等行業(yè)產(chǎn)生的含鋒、含鉛 危險固廢的共處置方法，特別是設(shè)及一種鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 含鋒浸出渣是含鋒、含鉛危險固廢的一種主要類型，主要來自有色金屬冶煉的工 藝中和化工生產(chǎn)過程中，包括用稀硫酸浸出硫化物精礦的賠砂時得到的浸出渣，也包括熱 鍛鋒、金屬表面熱處理及加工產(chǎn)生的含鋒電鍛污泥，其主要由鐵和鋒的硫酸鹽和鐵酸鋒組 成，并含有鉛、銅、金、銀等重金屬。含鋒浸出渣中鋒主要為鐵酸鋒和硫酸鋒，鉛主要為白鉛 礦（PbC〇3)和鉛鐵抓（帥·Fe) ·S〇4)，鐵的含量通常為13~15%，S的含量較高，正常超 過10%，多存在于金屬硫酸鹽中，鋒浸出渣中礦物成分化0、MgO的含量較低，Si〇2含量高， 通常呈酸性。而且，含鋒浸出渣為粒度非常小的粉狀固態(tài)污染物，粒度小于74 μ m污染物含 量大于95%，因此流動性好，極易造成二次污染，且吸水性較差。
[0003] 含鋒浸出渣和含鋒電鍛污泥由于含有超標的重金屬離子而具有毒性，而且粒度 小，流動性好，易造成環(huán)境的二次污染，是國家規(guī)定企業(yè)必須進行治理并將其列入《國家危 險廢物名錄》的一種對環(huán)境和生命危害性較大的危險固廢。目前對于含鋒浸出渣和含鋒電 鍛污泥運一類危險固廢一般采用專口的鋒渣處理設(shè)備進行解毒處理，但是存在W下問題：
[0004] 1)專口的鋒渣處理設(shè)備投資大，需要?？诘奶幚砥髽I(yè)進行處理，成本相對較高；
[0005] 2)目前國內(nèi)專口的鋒渣處理設(shè)備相對欠缺，滿足不了國內(nèi)需求；
[0006] 扣當遇到緊急情況，需要特殊處理時，由于附近缺少專口的鋒渣處理設(shè)備，導致其 處理能力跟不上。
[0007] 本發(fā)明考慮到鋼廠存在不少能夠脫除鋼廠粉塵中鋒、鉛的粉塵處理設(shè)備（脫鋒 爐），如轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)害等，同時我國鋼廠數(shù)量眾多，分布廣泛。因此本發(fā)明利用鋼廠的粉塵 處理設(shè)備共處理（協(xié)同處理）含鋒浸出渣來有效解決有色、化工等行業(yè)產(chǎn)生的含鋒浸出渣 或含鋒電鍛污泥等危險固廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述分析，本發(fā)明旨在提供一種利用鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法， 用W解決現(xiàn)有含鋒浸出渣污染嚴重、國內(nèi)?？阡h渣處理設(shè)備缺乏導致處理能力跟不上的問 題。從而開發(fā)一種低成本、低能耗、制備過程簡單的利用鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方 法。
[0009] 鋼廠粉塵主要含有鐵、鋒、鉛、碳和硫，主要成分是鐵，其中高爐粉塵、電爐粉塵中 含鋒有1~10%，轉(zhuǎn)爐粉塵中鋒含量小于1% ;高爐粉塵中碳含量達到15~20%，電爐粉 塵、轉(zhuǎn)爐粉塵中碳含量不足2% ;鋼廠粉塵中硫含量低，正常小于1%。
[0010] 含鋒浸出渣主要含有鐵、鋒、鉛和硫，其成分與鋼廠粉塵有一定的相似性，但也有 一定差距，表現(xiàn)在鋒、鉛含量明顯高于5%，甚至10%W上，鐵含量低于鋼廠粉塵，硫含量明 顯高于鋼廠粉塵。
[0011] 針對鋼廠粉塵和含鋒浸出渣的不同特點，本發(fā)明人通過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，鋒及鉛的 氧化物能夠被還原為金屬態(tài)鋒、鉛，兩者的沸點較低，能夠在回轉(zhuǎn)害（1150~1200°C)和轉(zhuǎn) 底爐（1200~1250°C)的冶煉溫度下（115(rC~1250°C)氣化進入煙氣。隨著煙塵氧化 性增加，鋒及鉛的蒸氣重新被氧化成為ZnO和化0。如果浸出渣中存在化S，將會WPbS形 式揮發(fā)；而如果浸出渣中存在自由化0,則PbS則會優(yōu)先還原成液態(tài)金屬鉛，液態(tài)金屬鉛再 在較高的溫度下?lián)]發(fā)與粉塵主體分離。無論怎樣，鋒和鉛能夠最終形成氣化物隨煙氣排出， 通過煙氣除塵收集裝置在煙塵中得到富集，實現(xiàn)了鋒鉛與金屬鐵及渣的分離。將含鋒浸出 渣配入鋼廠粉塵內(nèi)，約有85%~95%的化和化在除塵灰中得到富集回收。含鋒浸出渣內(nèi) 的硫含量成為金屬化球團產(chǎn)品殘硫量及尾氣中的S〇2含量控制的限制環(huán)節(jié)。經(jīng)研究配加不 超過2%的含鋒浸出渣（占鋼廠粉塵質(zhì)量），對金屬化球團硫含量沒有顯著影響。加入量過 大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響大。
[0012] 本發(fā)明的鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法，包括如下步驟：
[0013] 1)將含鋒浸出渣、還原劑配入鋼廠粉塵內(nèi)，其中含鋒浸出渣配入量占鋼廠粉塵質(zhì) 量的0.5%~2%;總的碳配加摩爾量（考慮粉塵中碳的摩爾量和配加還原劑固定碳的摩爾 量）與鋼廠粉塵及含鋒浸出渣中易還原的氧化物中氧的摩爾量的比值為1:1~1. 3:1 ;
[0014] 2)根據(jù)已有鋼廠粉塵冶煉制度進行預處理成型，可采用對漉成型或圓盤造球；
[0015] 3)對于轉(zhuǎn)底爐工藝，將成型后的物料采用轉(zhuǎn)底爐中的廢熱氣干燥，將水含量降低 到2%W下，對于回轉(zhuǎn)害工藝物料可不經(jīng)過干燥可直接進入害內(nèi)冶煉；
[0016] 4)將處理后的物料送入鋼廠脫鋒爐內(nèi)按預定的現(xiàn)有鋼廠處理粉塵的轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn) 害工藝進行冶煉，冶煉溫度為115(TC~1250°C，爐內(nèi)停留時間25min~120min; 陽017] 5)在布袋除塵灰內(nèi)回收富集的含鋒、鉛灰；
[001引6)將鋼廠脫鋒爐出來的金屬化球團進行冷卻。
[0019] 上述步驟1)含鋒浸出渣和總的碳配加摩爾量的配比是根據(jù)含鋒浸出渣內(nèi)的硫含 量對金屬化球團硫含量的影響而決定的。經(jīng)過理論分析和實踐，含鋒浸出渣配入量占鋼廠 粉塵量質(zhì)量的0. 5%~2%為宜；總的碳配加摩爾量（考慮粉塵中碳的摩爾量和配加還原 劑固定碳的摩爾量）與鋼廠粉塵及含鋒浸出渣中易還原的氧化物中氧的摩爾量的比值為 1:1 ~1. 3:1。
[0020] 上述步驟3)成型物料的干燥是采用冶煉爐的余熱進行。保證干燥后的物料水含 量降低到2%W下，運主要針對轉(zhuǎn)底爐處理鋼廠粉塵工藝。對于回轉(zhuǎn)害冶煉工藝，由于回轉(zhuǎn) 害內(nèi)溫度自低到高逐漸升高，可W省去物料的干燥。
[0021] 上述步驟4)鋼廠脫鋒爐的冶煉是根據(jù)具體冶煉設(shè)備的不同，來調(diào)整主要冶煉 參數(shù)：轉(zhuǎn)底爐采用1200°C~1250°C冶煉，停留時間25min~35min;回轉(zhuǎn)害冶煉溫度為 1150°C~1200°C，停留時間 90min~120min。
[0022] 上述步驟5)脫鋒粉塵的回收是在布袋除塵灰內(nèi)回收富集的含鋒、鉛灰，回轉(zhuǎn)害處 理后富鋒粉塵內(nèi)鋒含量超過40%，而轉(zhuǎn)底爐處理后富鋒粉塵內(nèi)鋒含量超過15%。
[0023] 上述步驟6)金屬化球團的后處理所采用的冷卻方式，既可采用干冷，也可采用水 冷。
[0024] 本發(fā)明有益效果如下：
[00巧]1)本發(fā)明利用鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法突破了傳統(tǒng)依賴專口鋒渣處 理設(shè)備的限制，利用鋼廠現(xiàn)有的脫鋒爐實現(xiàn)含鋒浸出渣的解毒處理，減少設(shè)備投資；
[00%] 2)本發(fā)明利用鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法結(jié)合了我國國情，充分利用我 國鋼廠分布廣泛的特點，更方便我國處理含鋒浸出渣的操作；
[0027] 3)本發(fā)明利用鋼廠脫鋒爐共處理含鋒浸出渣的方法不僅提高含鋒、含鉛危險固廢 的處理效率，同時也擴大了鋼廠脫鋒爐用途面，提高現(xiàn)有資源利用價值和企業(yè)的經(jīng)濟效益。
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