钢铁厂除尘灰提炼氧化锌设备

230管理及其他M anagement and other钢铁企业含锌除尘灰的降害处置及资源化利用石勤学（河南安钢泽众冶金设计有限责任公司，河南 安阳 455004）摘 要：钢铁企业在生产过程中会产生大量的除尘灰，原料场和烧结环境除尘灰一般采用内部自循环利用，炼铁工序的重力除尘灰、出铁场除尘灰、矿槽除尘灰由于有害元素少，一般也是直接返回原料场或烧结配料室循环利用。

而烧结机头除尘灰、高炉煤气干法除尘灰、部分炼钢除尘灰由于含有大量的钾、钠、锌等有害元素，如果直接循环利用，会对正常生产造成严重影响，例如锌在高炉内富集会造成高炉上部结瘤，炉墙涨裂，甚至堵塞煤气管道，严重影响高炉生产顺行和长寿，而钾、钠在高炉内富集，会催化焦炭的气化反应，加剧烧结矿还原粉化，引起球团矿异常膨胀，破坏高炉内衬，最终导致料柱透气性下降，煤气流分布失调，给高炉的长寿高效带来不利的影响。

因此，对于这些除尘灰必需进行降害处理后才能循环利用。

由于这些除尘灰产生生产工序不同，其成分组成和性质差别很大，需分别选择合适的工艺路线进行处理。

关键词：除尘；降害处理；资源化利用中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）16-0230-2收稿日期：2020-08作者简介：石勤学，男，生于1966年，汉族，河南林州人，本科，高级工程师，研究方向：冶金设计，冶金工艺。

为了去除灰中的有害元素钾、钠，一般采用水洗工艺，即先将除尘灰与水充分搅拌，使得钾、钠元素溶解在水中，经压滤机对浆液压滤进行固液分离，压滤渣经干燥后返回烧结工序循环利用，滤液经蒸馏结晶获得氯化钾、氯化钠晶体作为产品外销。

而为了去除除尘灰中的有害元素锌,一般采用转底炉工艺或回转窑工艺，将除尘灰加热到1000-1200℃高温，其中的锌呈气态随烟气排出过程中慢慢冷却，生成氧化锌，经回收后作为产品外销，而转底炉的金属化球团或回转窑尾渣则返回炼钢炉或高炉循环利用。

1 除尘灰化学成分组成下表为某800万吨/年生产规模钢铁企业部分除尘灰的产生量和化学成分组成。

回转窑氧化锌生产线的工作原理回转窑是一种用来生产氧化锌的设备，通过回转窑可以将锌矿转化为氧化锌。

回转窑氧化锌生产线主要由回转窑、预煅室、冷却室、除尘器、烟囱等设备组成。

首先，锌矿被输送到预煅室，预煅室是一个位于回转窑前端的长管状加热炉。

锌矿经过预煅室的加热处理，使其脱除水分和有机物质，并进行预煅反应。

预煅室中的温度通常控制在400-600摄氏度之间。

此过程中，锌矿会发生一系列化学反应，包括锌矿中的硫化物和碳酸物质的分解，并且有机物质也会热解分解。

然后，预煅后的锌矿进入回转窑，回转窑是一种长而倾斜的金属筒体。

在回转窑内，锌矿通过旋转和倾斜的过程，从进料端一直向出料端移动。

回转窑内的温度通常控制在900-1200摄氏度之间。

这一温度范围有助于实现氧化反应，将锌矿逐渐转化为氧化锌。

在回转窑中，锌矿经过不断的热解、氧化和固化等过程。

首先，在高温条件下，锌矿中的硫化物和碳酸物质被分解，释放出硫化氢和二氧化碳。

然后，释放出的硫化氢和二氧化碳与氧气发生反应，生成硫酸氢气体和亚硫酸气体。

接着，亚硫酸气体进一步与氧气反应，生成硫酸。

同时，锌矿中的锌物质也会与氧气发生反应，生成氧化锌。

氧化锌在高温下发生固相化学反应，逐渐生成氧化锌颗粒。

这些氧化锌颗粒在回转窑的过程中不断增大，并且由于热风与颗粒进行对流传热，有助于提高颗粒的热解速度和氧化反应速度。

在回转窑的出料端，通过锌矿颗粒的冷却和烟气的排除，最终得到纯度较高的氧化锌。

冷却室通常位于出料端的下部，通过冷却管或冷却器将氧化锌颗粒从高温逐渐降温，以防止颗粒重新发生热解反应。

而烟囱则用于排放流出的烟气，烟气中可能含有一些有害物质，因此需要通过除尘器进行净化处理。

总结来说，回转窑氧化锌生产线主要通过热解、氧化和固化等过程将锌矿转化为氧化锌。

预煅室和回转窑分别用于锌矿的预处理和主要反应过程。

通过控制温度和气氛等条件，可以提高氧化锌的纯度和颗粒度。

回转窑氧化锌生产线具有生产效率高、能耗低和产品质量稳定等优点，被广泛应用于氧化锌生产。

氧化锌生产设备工艺氧化锌生产工艺：间接法:间接法的原材料是经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣。

锌在石墨坩埚内于1000°C的高温下转换为锌蒸汽，随后被鼓入的空气氧化生成氧化锌，并在冷却管后收集得氧化锌颗粒。

间接法生产氧化锌的工艺技术简单，成本受原料的影响较大。

间接法生产的氧化锌颗粒直径在0.1-10微米左右，纯度在99.5%-99.7%之间。

按总产量计算，间接法是生产氧化锌最主要的方法。

间接法生产的氧化锌可用于橡胶、压敏电阻、油漆等产业。

锌锭或锌渣的重金属含量直接影响产物的重金属杂质含量，重金属含量低的产品，还可用于家畜饲料、药品、医疗保健等产业。

直接法:直接法以各种含锌矿物或杂物为原料。

氧化锌在与焦炭加热反应时，被还原成金属锌被蒸汽，同时再被空气中的氧气氧化为氧化锌，以除去大部分杂质。

直接法获得的氧化锌颗粒粗，产品纯度在75%-95%之间，一般用于要求较低的橡胶、陶瓷行业。

湿化学法:湿化学法大体可分为两类:酸法与氨法。

二者分别使用酸或碱与原料反应，而后制备碳酸锌或氢氧化锌沉淀。

经过过滤、洗涤、烘干和800°C的煅烧后，最终得到粒径在1~100纳米的高纯度轻质氧化锌。

喷雾热分解法:喷雾热解法是将金属盐溶液以雾状喷入高温气氛中，通过溶剂的蒸发及随后的金属盐热分解，直接获得纳米氧化物粉体，或者是将溶液喷入高温气氛中干燥，然后经热处理形成粉体的生产方法。

经洛阳钙丰工贸实践可知该法制备的纳米粉体纯度高，分散性好，粒径分布均匀，化学活性好，并且工艺操作简单，易于控制，设备造价低廉，是最具产业化潜力的纳米级别氧化锌粉体的制备方法之一。

生产氧化锌的设备有：1、氧化锌选矿设备：锌矿石按其所含矿物不同而分为硫化矿和氧化矿用黄药作氧化铅的捕收剂、胺作氧化锌的捕收剂、优先浮铅的开路流程能够获得的锌品位和锌回收率分别为30%和65%。

2、氧化锌烘干机：转筒式烘干机简称烘干机是一种处理大量物料的干燥器。

由于运转可靠、操作弹性大、适应性强、处理量大，广泛使用于冶金、化工等产业中。

回转窑炼氧化锌原理回转窑炼氧化锌是一种常见的炼制氧化锌的方法，其主要原理是将锌矿或回收的废材料在高温下与氧气反应，经过一系列物理化学过程最终形成氧化锌。

回转窑是一种具有旋转功能的设备，它内部有一定的气流动力学环境，使得物料在内部不断滚动和翻转，从而实现均匀受热和均匀的化学反应。

在回转窑炼氧化锌的工艺中，需要将锌矿或废料送入回转窑中，并在加热的条件下通过反应与空气中的氧气进行化学反应。

在高温下，锌矿或废料中的锌原子会与氧气结合，最终形成氧化锌。

炼制氧化锌的主要原理是利用化学反应将锌矿和氧气反应生成氧化锌。

化学反应的过程中需要控制炉内的氧气含量，以保证化学反应的正常进行。

此外，在高温下会发生大量的挥发和扩散现象，需要通过设计回转窑的结构和流程来控制反应物素和产物的流动，以避免反应物或产物在过程中的挥发损失。

炉内物料的传输和现象，也会影响化学反应的效果和产物质量。

在回转窑炼氧化锌过程中，主要的工作原理是通过物料颗粒的运动来促进氧化锌反应的进行。

回转窑中的物料受到高温环境的影响，逐渐被加热并向前推进。

在热处理的过程中，物料颗粒表面发生了氧化锌反应，最终形成了氧化锌。

在整个过程中，需要控制物料颗粒的速度和氧气含量，以保证化学反应的正常进行。

回转窑炼氧化锌的过程中，还需要控制炉内的气流状态，以保证化学反应的正常进行。

由于回转窑内部存在循环气流，因此需要对气流力学环境进行优化设计，以避免反应物或产物的流失。

此外，在高温下，会出现一定的热膨胀和收缩现象，需要对回转窑的材质和结构进行特殊设计，以保证工作效果和寿命。

总之，回转窑炼氧化锌是一种常见的炼制氧化锌的方法，其主要原理是将锌矿或废料放入回转窑中，在高温和空气中进行化学反应，最终形成氧化锌。

回转窑内部的气流环境和物料颗粒的运动方式，是这一工艺过程的关键所在。

熟练掌握回转窑炼氧化锌的原理及其工艺过程，可以有效提高氧化锌的质量和收率，为工业生产带来实际的效益。

【关键字】生产高炉煤气干法除尘灰提氧化锌工艺技术探讨阮积海(广西柳州钢铁(集团)公司技术中心，)摘要介绍了涟源某氧化锌冶炼厂的生产工艺及生产过程中产生的环境污染及治理技术，同时就以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的生产工艺进行技术（环保）探讨。

1 前言柳钢共有8座高炉，其中最大高炉炉容为1250m3，冶炼过程中产生的高炉煤气均采用干法进行净化除尘，每年由此产生的干法除尘灰达4万多吨（布袋除尘灰），目前该除尘灰的处理方式是直接销售给柳州附近的砖厂代替粉煤灰烧砖，或者是销售给氧化锌冶炼厂配料提锌。

柳钢非钢环保公司经过调研后，打算以高炉煤气干法除尘灰为原料进行深加工提取氧化锌。

经过对涟源某有色金属冶炼厂进行实地考察后，现对以高炉煤气干法除尘灰为原料提取氧化锌的工艺进行技术（环保）探讨。

2 考察介绍2.1 考察对象考察的对象是涟源某有色金属冶炼厂，是一家私营企业。

该厂采用火法工艺提炼氧化锌，共有二条回转窑生产线，原料来源为含锌矿、工业锌渣、煤粉以及部分涟钢高炉除尘灰，每天所耗原料40吨，年产氧化锌1200~1500吨。

2.2 生产工艺该厂采用火法工艺提炼氧化锌，首先含锌矿、工业锌渣、煤粉经加水湿润后用抓斗机抓取均匀并成块状，然后通过皮带输送机将块状原料运至回转窑窑头点火燃烧，在高温作用下（回转窑内温度可达1100℃），原料中的锌经过氧化还原反应，以气熔胶、颗粒物等状态加入废气中，在引风机的作用下，经多组管槽冷却系统冷却（槽中装有冷却水）、最后加入布袋收尘器回收产品。

燃烧后的炉渣经窑尾排渣口加入冲渣池冷却，少量废气通过窑尾顶部的风管引入一个简陋的沉降室回收粉尘后排放。

回转窑中燃料燃烧所需的氧通过回转窑尾部的鼓风机鼓风供应。

其工艺流程如下图2.3 环境污染及治理（1）废气: 废气污染主要来自二个方面，一是原料转运及配料过程产生的扬尘，从在现场看粉尘污染很小，但有关人员介绍，天气干燥时扬尘污染相当严重。

另一方面就是原料在回转窑燃烧冶炼过程中产生的烟尘和废气，由于产品存在于烟尘中，经过布袋收尘器收尘净化后，外排烟气的粉尘浓度大大降低。

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转底炉处理含锌尘泥工艺装备方案转底炉直接还原处理钢铁厂含锌尘泥成套工艺装备技术不仅用于钢铁企业含铁含锌粉尘（泥）的综合处理（其生产的金属化球团作为高炉、转炉入炉原料，副产品锌粗粉直接外售有色行业进行深加工），还可用于高品位铁矿粉生产直接还原铁，钒钛磁铁矿等复合共生矿资源的高效利用及中低品位铁矿粉生产珠铁等领域。

采用转底炉处理钢铁厂粉尘是近年来转底炉直接还原技术应用的一个重要发展方向。

随着国内钢铁行业除尘及粉尘循环利用工作的加强，含锌粉尘的处理问题在大部分企业已经逐渐暴露出来。

而且，随着钢铁厂粉尘循环利用工作的不断加强及废钢循环利用量的增加，含锌粉尘的处理问题会变得越来越突出。

以年产8亿吨钢计，每年国内钢铁企业产生的含锌粉尘可达1600万吨左右，其中含铁量相当于1200万吨左右的铁精矿，含锌量32万吨左右（按平均2%计)。

因此，合理利用这些粉尘，一方面可以节约大量的铁资源和锌资源；另一方面可以大大减轻对环境的污染。

下面对转底炉处理含锌尘泥成套工艺装备技术进行介绍。

1工艺流程转底炉工艺流程如图1所示。

首先将粉尘配加还原剂（煤粉）、黏结剂等进行造球，造好的具有一定强度的生球经烘干机烘干后生球的水分降低至3%以下，然后将烘干的生球通过振动布料机均匀布置在转底炉内，转底炉炉内温度控制在1100-1300℃，球团在炉内发生直接还原反应，70%以上的铁氧化物还原为金属铁保留在金属化球团中，而同时球团中的锌、铅、钾和钠还原或挥发后进入转底炉烟气系统，最终实现球团中铁与锌、钾、钠的分离，从而实现铁回收利用、锌及钾和钠的分离。

转底炉内发生的化学反应：O＋C→Fe＋COFeXO+CO→Fe+COFeXZnO+C=Zn（g）+COZnO+CO=Zn（g）+CO22关键技术1）转底炉本体热工调控技术◆基于数模计算的新型炉膛整体结构设计：五段式阶梯状炉膛结构和可移动式调压隔板。

减缓烟气聚集处的流速，将烟气流速与炉压合理匹配；◆转底炉温度、气氛调控结构设计：顶烧嘴、侧烧嘴+喷嘴的结构。

除尘灰提炼锌工艺除尘灰提炼锌是一种常见的冶炼工艺，用于从含锌废料中提取锌金属。

下面是该工艺的详细说明：1.原料准备：原料主要是含锌的工业废料，例如电镀废水、炼铅废渣、镀锌废铁、锌冶炼过程中的废渣等。

这些原料中含有不同程度的锌化合物，如氧化锌、硫化锌等。

2.破碎和筛分：原料首先需要进行破碎和筛分，将大块废料破碎成适合进一步处理的颗粒大小。

筛分可以去除杂质和控制粒度，提高后续处理的效率和质量。

3.浸出：破碎后的原料与浸出剂（通常是硫酸）混合，形成浸出液。

在浸出过程中，硫酸会与含锌物质发生反应，将锌溶解为硫酸锌溶液。

4.固液分离：将浸出液与固体废渣进行分离，通常通过过滤或离心等方法，将固体废渣与锌溶液分离开来。

5.锌的分离和纯化：锌溶液经过进一步的处理和纯化，通常包括脱铁、脱铜、净化等步骤，以去除杂质，得到较为纯净的锌盐溶液。

6.电解提取：纯化后的锌盐溶液被送入电解槽中，通过电解的方式提取锌金属。

在电解过程中，锌离子在阴极上被还原成金属锌，沉积在阴极上，而阳极则释放出氧气。

7.熔炼和精炼：通过电解提取得到的锌在熔炼炉中被熔化，去除残留的杂质和气体。

然后经过精炼，调整锌的成分和纯度，以满足不同用途的需求。

8.铸造和成品：精炼后的锌液可被铸造成不同形状的铸锭或板材，并进行质量检验。

最终成品可以用于各种用途，如电镀、合金制造、建筑材料等。

在除尘灰提炼锌的过程中，需要严格控制各个步骤的工艺参数和操作条件，确保生产过程稳定、安全，产品质量达到要求。

同时，对废弃物的处理和环保也是重要的考虑因素，要尽可能减少废弃物的排放和对环境的影响。