钢铁冶金粉尘处置技术

印子林，窦 君，马居安

（华北理工大学，河北 唐山 063210）

1 钢铁冶金粉尘的简介

钢铁行业在促进国民经济发展方面起到了重要影响力，钢铁生产需要经历多个环节，各环节过程都将产生粉尘，这些粉尘对环境造成了一定影响。分析钢铁生产全过程，主要由烧结、炼铁、炼钢等工序构成，且每个生产工序皆会产生冶金粉尘。统计数据表明，烧结工序将产生达到烧结矿2%～4%的粉尘量，炼铁工序将产生达到铁水量3%～4%的粉尘量，炼钢工序将产生达到钢产量3%～4%的粉尘量，将这些冶金粉尘收集起来，合理利用能够避免资源浪费，这些冶金粉尘同时散落各处还将影响生产环境，进而对各工序生产造成一定的环境污染，有碍于正常生产工作的推进，同时吸入粉尘还将损害人们的身体。钢铁冶金粉尘的产生主要原因在于生产工序受到了各种因素的不良影响，与此同时，入炉原材料的质量、化学组成、冶金工艺参数这些因素也对于粉尘量产生一定影响。钢铁冶金粉尘可以回收再利用，冶金粉尘中富含大量金属元素，采取合理的处理手段能够有效提取这些金属元素，借助于灵活多样的回收手段，充分发挥出冶金粉尘的作用，回收冶金粉尘也将彻底解决粉尘污染环境问题。钢铁冶金粉尘中包含的金属元素有些具有较强的污染性，因此处理手段过于简单将不能消除其中的污染元素，冶金粉尘将无法得到有效的再回收、再利用，这些污染性金属元素将加重环境污染，导致破坏性较强的重金属污染，不利于再次治理。不科学的冶金工艺、原材料质量不达标都将导致产生钢铁冶金粉尘，构成粉尘的物质来源于原材料的化学结构，钢铁冶金粉尘的构成物十分复杂，包含的金属元素较多，因此各种冶金粉尘混合在一起将提高处理操作的复杂性。

2 目前沿用的钢铁冶金粉尘再利用处置技术

钢铁冶金粉尘如果不能得到有效处理，将造成巨大危害。粉尘资源的有效处理和利用有必要引起人们的重视，只有充分利用粉尘资源，才能提高资源利用率。钢铁生产过程中，利用返烧结的方式使粉尘在高炉中再次燃烧，将粉尘中的铁、碳提炼出来，然而这种循环烧结将提高钢铁冶金粉尘中钾、铅、锌的浓度，造成高炉结瘤，这将使高炉难以正常运行，如此以往将缩短高炉的正常使用年限。所以，粉尘回收再利用处理过程中使用内循环返烧模式，必须达到一定的循环标准，才能外排粉尘中的钾、铅、锌等物质，进而防止出现高炉结瘤。

3 先进的钢铁冶金粉尘处置技术

3.1 生物纳膜抑尘技术概述

上述内容阐释了钢铁冶金粉尘的产生原因、性质特点以及危害性，缺乏有效处置手段的状态下，钢铁冶金粉尘将造成严重的影响。伴随科学技术水平的提高，专家们积极研究处置钢铁冶金粉尘的有效方式，生物纳膜抑尘技术就是其中之一。该技术具体应用在层间的间距为纳米级的双电离层膜，在此种状况下水分子的延展性逐步提高，增加到最大效果，同时电荷的吸附性不断增强。在钢铁冶金物料上喷洒生物纳膜材料，生产过程中产生的冶金粉尘颗粒将增加自重，由于自重大，这些粉尘的沉降效应明显，为粉尘处理提供了便利。实践中发现，生物纳膜抑尘技术的应用能够实现99%的粉尘除尘率，这种技术的成本不高，因此使用范围较广。

3.2 云雾抑尘技术概述

钢铁冶金粉尘在没有得到有效处理的情况下，不仅会污染环境，而且危害人体健康，必须从实际情况出发研究合理的处置方式，将钢铁冶金粉尘的危害降至最低。云雾抑尘技术是一种有效的处理酐铁冶金粉尘技术，主要借助于超声波雾化、高压离子雾化技术的应用产生大量超细小干雾，此类干雾将会接触钢铁冶金粉尘，进而增加接触面，促进水雾颗粒和粉尘颗粒的凝聚，粉尘呈现出团聚物形态，随着团聚物体积变大、重量增加，团聚物沉降效果明显，这将促进钢铁冶金粉尘的消除。当粉尘团聚物全部自然下沉之后，钢铁冶金粉尘将随之消除。这种方式能够有效消除粉尘，避免环境污染。

3.3 含碱金属粉尘除杂技术概述

在研究钢铁冶金粉尘的产生原因时发现，钢铁冶金粉尘中含有多种金属元素，含金属量较大，排除其中的金属元素以及金属量，对冶金粉尘实现有效再利用将推动钢铁冶金行业的可持续健康发展。举例来说，钢铁生产各环节将产生可溶碱金属氯化物，和难溶于水的杂质，想要去除含碱金属杂质，可采用水溶分离以及结晶提纯技术，在水中分离出可溶于水的氯化物，针对于从水中分离出来的氯化物性质特点选择合理的利用方式，最大化发挥出氯化物的作用。第一步，含碱金属粉尘除杂技术通过充分搅拌钢铁冶金粉尘和水，使二者完全混合。第二步，使用特殊工具将钢铁冶金粉尘和水的混合物中的残渣浸出，这些残渣具有不溶于水的性质，属于冶金粉尘中的杂质。第三步，继续搅拌钢铁冶金粉尘和水的混合物，使其得到进一步的净化、纯净，采用真空过滤的方式将混合物中的细微残渣沉淀浸出，这一环节浸出的残渣更小，杂质去除率更高。第四步，利用蒸发的方式使混合物液体溶液逐步浓缩，冷却使溶液结晶，待结晶成功后采取两种操作：第一种操作是采用离心分离的方式进一步浓缩结晶，然后实施分离干燥操作得到混合盐。

第二种操作是采取分离干燥操作得到氯化钾，这两种处理工艺完全不同，得到的物质也截然不同，这两种工艺都能够实现科学处理钢铁冶金粉尘，实现回收再利用，大大节约了能源，避免了粉尘污染环境。

3.4 含重金属粉尘处置技术概述

钢铁生产过程中产生的粉尘不可避免，粉尘中含有多种重金属物质，有些冶金粉尘中含有大量锌，针对于这类粉尘在处理过程中必须慎之又慎。含重金属粉尘处置效果不当将带来对环境的巨大污染。

在处理重金属粉尘时，应采取物理分离法处置技术，以及火法、湿法处置技术，实施物理分离法处置钢铁冶金粉尘的效果并不显著，湿法处置技术在使用过程中依托氧化锌不溶于水的特点、乙醇可溶于氢氧化钠、氧化铵、酸的特点，利用碱、酸、氨联合浸出混合物中的锌，在运用湿法钢铁冶金粉尘处置技术的过程中，需要准备相关药剂，需要的水量较大，处置过程中将产生大量泥浆，这些泥浆很难处理，会腐蚀、磨损设备。采用火法处置钢铁冶金粉尘效果较为显著，高温环境为粉尘中的Zn、Pb等杂质元素的挥发提供了有利条件，同时有效收集排除的烟气，有利保护大气环境，火法的劣势在于成本较高。

伴随社会的迅猛发展，重金属粉尘处置技术正得到逐步完善。举例来说，转底炉脱除冶金粉尘重金属工艺在处置含有重金属粉尘的过程中能够发挥出较好的效果。该技术通过混合煤粉和钢铁冶金粉尘，在混合物中加入粘结剂，使混合物加湿造块，同时对其采取干燥处理操作，再将干燥处理后的混合物送入到转底高温金属化，进行回收预热、处理尾气操作，这种技术推出的时间不长，并未得到大范围的开发和利用，性能用途有待进一步开发和尝试，利用转底炉脱除冶金粉尘中共书工艺具有良好的环保效果。

除此之外，将钢铁冶金粉尘与煤粉混合，能够实现部分地台还原剂煤粉，提高资源利用率，增强钢铁冶金效率，对于保护环境起到了不可忽视的作用。

4 总结

归纳上述内容，钢铁生产过程中会产生大量冶金粉尘，这些粉尘在缺乏合理处置、利用的状态下，极易造成环境污染、资源浪费，严重的情况下将对人体健康产生危害。本文主要阐释了钢铁冶金粉尘的处置现状，介绍了几种有效的钢铁冶金粉尘处置技术，期待能够为钢铁企业有效处置冶金粉尘提供帮助。