高炉除尘灰的综合利用

杨逢庭，赵树民，徐国庆，杨玉

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东莱芜 271100）

节能减排

高炉除尘灰的综合利用

杨逢庭，赵树民，徐国庆，杨玉

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东莱芜 271100）

针对高炉除尘灰对生产和环境的影响，结合泰钢的实际情况，在利用老焦化厂洗煤车间闲置的浮选机、螺旋选矿机、跳汰机、压滤机等成套的硬件设施的同时，采用一种全新高炉除尘灰综合处理工艺，使高炉除尘灰有效利用率达到100%，每100 t高炉除尘灰可提取25～42 t的铁精粉和22～30 t的炭精粉，既减少了环境污染，又进一步降低炼铁成本。

高炉除尘灰；分离；综合回收利用；新方法

1 前言

泰山钢铁集团焦化公司小焦炉被淘汰后，老焦化厂煤场空置，高炉生产过程中产生的除尘灰虽然含有大量的铁精粉和炭精粉，但由于其中含有锌、铅等有害元素，若直接返回钢铁厂循环使用，易生成高锌炉瘤，会严重破坏炉料和煤气的正常分布，导致炉况失常，锌瘤滑落又会引起风口灌渣和烧坏；上升管和下降管的锌瘤会堵塞煤气通道，导致炉顶压力异常；大钟内表面的锌瘤会引起大钟自动开启困难。

因此，高炉除尘灰被堆积在泰钢老焦化厂煤场，如何将高炉除尘灰综合分离利用，成为亟待解决的问题。

2 存在问题分析

泰钢高炉生产过程中产生的高炉除尘灰虽然含有大量的铁精粉和炭精粉，但由于其中含有锌、铅等有害元素，不能直接返回钢铁厂循环使用，若循环使用会导致锌的循环富集。锌在高炉内被CO还原为气态锌，沸点为907℃的锌蒸汽可渗入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合物而软化炉衬，使炉衬的侵蚀速度加快，缩短炉衬寿命；锌蒸汽渗入烧结矿和焦炭的孔隙中，沉积氧化成氧化锌后体积膨胀，会增加烧结矿和焦炭的热应力，降低烧结矿和焦炭的热态强度，使烧结矿和球团矿的低温还原粉化指数有所提高，恶化高炉料柱的透气性；随着锌富集的加剧，可至炉身中上部，悬料频繁，给高炉冶炼带来十分不利的影响；锌蒸汽在上升过程中，还会冷凝粘结在上升管、下降管、炉喉及炉身上部砖衬上或大钟内表面，形成高锌尘垢，这些高锌尘垢在条件具备时就转变为高锌炉瘤，高锌炉瘤一旦生成，会影响高炉正常生产。因此，高炉除尘灰被堆积在老焦化厂煤场，不能有效利用，况且由于煤场面积有限，随着高炉除尘灰的增多，势必会继续占用新的土地，同时重金属的浸出也在污染着环境。

通过对高炉瓦斯泥、除尘灰现场实地考察以及参考国内部分钢铁公司处理冶金尘、泥资料，并结合泰钢的实际情况，在利用老焦化厂洗煤车间闲置的浮选机、螺旋选矿机、跳汰机、压滤机等成套的硬件设施的同时，采用一种全新高炉除尘灰综合处理工艺，主要建设内容为高炉除尘灰球磨、磁选、浮选设施。

3 开发工艺技术

3.1 技术开发思路和路线

1）高炉除尘灰经加水后（灰与水搭配只要能流动即可），进入湿式球磨机中进行球磨，在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽。

2）高炉除尘灰浆料从出料溜槽流入一级磁选机中磁选，选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选，精选后得到的富铁精粉浆料流入铁精粉沉淀池，沉淀池中沉淀经过滤分离出铁精粉，溢流的沉淀水进入尾矿池，一级磁选和二级磁选的尾矿流入非铁矿溜槽。

3）一级磁选和二级磁选的尾矿从非铁矿溜槽流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机浮选，得到的富炭精粉浆料流进入炭精粉沉淀池，沉淀池中的沉淀泥经压滤分离得到炭精粉，浮选后的尾矿流入尾矿池。

4）将尾矿池中的尾矿送入螺旋溜槽中分选，分离出铁精粉、炭精粉，分选后的废水进入废水池，并用振动筛网进一步筛出废水中的炭精粉，剩余尾矿流入废水沉淀池中。

5）废水沉淀池中沉淀尾泥经过压滤后，固体堆放至货场，压滤水与步骤2）的炭精粉压滤水合并流入集中水池用于高炉除尘灰调浆。

3.2 工艺流程

高炉除尘灰处理经过备料、球磨、二级磁选、浮选、压滤、废水回收工序，达到综合分离利用的效果，高炉除尘灰处理工艺流程见图1。

图1 高炉除尘灰处理工艺流程

3.2.1 备料工序

高炉除尘灰由汽车运来后，经计量卸入除尘灰货场，然后由铲车装入受料仓。在露天除尘灰货场设有固定管道水喷洒系统，润湿除尘灰表面达到一定程度，防止除尘灰对空气污染，使含尘排放程度达到国家允许标准。

3.2.2 球磨工序

高炉除尘灰从受料仓中经摆式给料机落入皮带运输机的皮带上，在皮带机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨。

3.2.3 磁选工序

1 780 m3高炉除尘灰主要以布袋灰为主，其品位较低而且细度在200目以下的占90%以上，给磁选工作带来很大的困难，利用弱磁回收率达不到10%，而且品位在50%以下。经过实践，对现有的磁辊进行改造，由原来的双磁联选改为单磁单选，弱磁改为中磁和强磁，从而提高了回收率，确保了铁精粉的品位在50%以上，回收率由10%提高到25%。其主要原理是因除尘灰的细度过细，弱磁吸附力低，经高压喷淋水冲洗后，很容易把铁精粉冲进尾矿中，造成尾矿的品位过高。而采用中磁及强磁后，它的吸附力大，经过高压喷淋水冲洗，仅仅冲掉了部分低品位的磁矿及硫磺渣，不但回收率提高而且品位也有了保障。

球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选。精选后得到的铁精矿经铁精矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池，磁选尾矿流入非铁矿溜槽。

3.2.4 浮选工序

磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机。矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽,并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池。

3.2.5 压滤工序

炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板筐式压滤机中进行脱水。脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场。尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板筐式压滤机中进行脱水，脱水后的尾矿落入皮带输送机上传出，并运至尾矿货场。

3.2.6 废水回收工序

铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入了尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生了尾矿压滤水。尾矿压滤水与炭精矿压滤水通过管道可以直接自然流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放。

4 效益分析

项目实施后，每100 t高炉除尘灰可提取25～42 t的铁精粉和22～30 t的炭精粉，比其他工艺多提取5～7 t铁精粉和3～5 t炭精粉，而且铁粉的品位基本稳定在70%左右，炭精粉品位稳定在80%左右，满足钢铁冶炼的要求。

高炉除尘灰先经过二级磁选，再经过浮选，大大减少了浮选药剂用量，降低了成本；在尾矿处理中加上振动流化床振动筛分后，经过螺旋溜槽除铁后的废水中的炭精粉得到进一步回收；回收的铁精粉和炭精粉品位较高，铁精粉和炭精粉回收率也大大提高，铁精粉可直接供应烧结厂作为配料，炭精粉可直接供炼铁厂作为喷煤用料，从而进一步降低炼铁成本。

5 结语

高炉除尘灰分离综合回收利用后，高炉除尘灰有效利用率可达100%，高炉除尘灰经处理分离出铁精粉、炭精粉、尾泥，其中铁精粉、炭精粉送原料厂作为烧结原料返回高炉炼铁，尾泥作为铁质调节剂送水泥厂制作水泥，也可作为添加原料生产内燃型节能砖，生产用水经充分生化处理后作为分选用水，并自我形成闭路循环，使工厂污水零排放，减少环境污染。

高炉除尘灰分离综合回收利用技术属于发明专利技术，技术工艺成熟可靠，实施后未发现工艺缺陷，已达到国家领先水平。

Comprehensive Utilization of Blast Furnace Dust

YANG Fengting,ZHAO Shumin,XU Guoqing,YANG Yu

（Shandong Taishan Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu 271100,China）

Considering the blast furnace dust impact on production and the environment,the flotation machine,spiral concentrator, jigger,and pressure filter are put into use again according to the production situation in Taishan steel,which have been left aside in former coal washing workshop.A new blast furnace dust comprehensive treatment technology is used to achieve 100%effective availability of the handled dust.About 25-42 t powdered iron and 22-30 t carbon powder can be made from 100 tons blast furnace dust,so that environment pollution and iron-making cost can be reduced further.

blast furnace dust;separation;comprehensive recovery and utilization;new method

X701.2

B

1004-4620（2015）01-0048-02

2014-04-01

杨逢庭，男，1974年生，1996年毕业于山东省干部行政学院经济管理专业。现为泰钢焦化公司技术科高级工程师，从事煤化工研究工作。