含锌的冶金粉尘和熔渣的利用方法.pdf

本发明涉及含锌的冶金粉尘和熔渣的利用方法。
    使用锌冶炼厂中所谓的次级原料，藉此对含锌的冶金粉尘和熔渣加以利用的方法，在锌含量低于20%（重量）的情况下是不经济的。造成其经济性不足的原因一方面是由于湿法冶金工艺及其后续的电解工序的费用高，另一方面则是基于产生大量高铁含量残渣的这一事实。目前对于这种锌废料能够经济利用的方法是，在锌含量接近30%（重量）的情况下通过回转窑法而实现的。

    对于锌含量低于0.1-10%（重量）的冶金粉尘和熔渣的利用，目前是通过将这些原料装入电弧炉而实现的。锌的富集可在若干个废气过滤器内达到，从而使锌的浓度升高至约20%（重量）的程度。当在转炉内采用含锌地粉尘时，已经研究到采用所谓的锌含量螺旋式上升（Znic    Spiral）的方法，即在转炉内进行蒸发与凝缩之间的循环，使由此获得的粉尘能达到锌含量接近20%（重量）的程度。然而，这种作业过程在冶金方面存在缺点，即锌在钢中的含量因反应温度高而升高，因此，总的来说，就锌冶炼厂的利用情况而言，其经济性是不足的。

    现在本发明的目的在于提供一种既简单而又能经济合算地利用含锌的冶金粉尘和熔渣的方法，该方法允许使用由高炉、炉喉、和氧气顶吹炼钢法（LD-process）产生的炉渣，以及由炉喉、高炉和转炉在分离干粉尘过程中产生的粉尘。为了解决这一任务，本发明方法主要在于：用冷法将含锌的冶金粉尘制团、压坯、或者用一种碳素载体制粒。所用团块或粒料的金属化程度至少为30%（重量），最好至少40%（重量）。在粒料的生产过程中加入碳素载体，藉此调节碳含量至少为20-25%（重量），此外，将这些粒料等物加入熔化炉的炉料中，以便由废料或生铁之类的金属化炉料熔炼金属。这样，通过对粉尘进行制团，尤其是制粒，此外任选地通过添加炉渣，就可以由熔融工艺制得锌含量40-50%（重量）的粉尘材料，特别是当熔融工艺是按照所谓的KVA法进行时更是如此。所谓KVA法是一种铝热的转炉法，该法是将废金属与煤和添加剂一起装入合适的熔融坩埚中，利用天然气或液体燃料与氧气使之熔融。在装入熔化炉中的含锌炉料还原的条件下，尤其在KVA法的条件下，能够获得金属化程度高的粉尘，应当指出，还可以在上述制得的冶金粉尘中进一步富集锌，其方法是在一种由已金属化的炉料冶炼金属的熔化炉中使用镀锌废铁。压坯工序在任何情况下都必须以冷压坯的步骤进行。然而需注意的是，制粒步骤的进行是为避免任何附加的除尘。在熔炼金属用的熔化炉的还原气氛中由金属化炉料产生的任何数量的锌都进入粉尘中，同时其氧化物则进入炉渣而被损耗，炉渣中的氧化锌成分会产生本文前面指出的问题，包括需设置特别的废料处理区，以及由此而增加费用的问题。进入粉尘的锌增加了以金属锌形态的锌回收量，而且还可以进一步改善提高铁的回收量，同时认为当通过加入碳素载体，（最好是以炉喉的炉渣和高炉熔渣作为碳素载体）而使冶金粉尘中非金属化的部分得到完全的还原时，铁的大部分的利用已经在脱除干燥粉尘的工序中通过金属化而有效完成了。至于即使有也很少的未还原部分，即氧化铁成分以及有可能进入炉渣的氧化锌成分，可以在磨碎工序和磁分离工序以后，再次通过转炉法而得到利用。结果，总的来说，冶金废料、粉尘以及熔渣中的锌成分和铁成分可获得接近100%的利用，而且成本极低。采用本发明方法规定范围内的团块或粒料，其金属化程度至少有30%（重量），较好至少为40%（重量）。应当指出，这样一种高的金属化程度可以在生产粒料时通过加入碳素载体，将碳含量调节到20-25%（重量），而可靠地获得。

    当压坯需要比较高的技术设备费用时，制粒可以以比较简单的方法进行，而且由此制得的粒料具有较好的强度。加入石灰乳和/或石灰之类的粘结剂将有利于增加粒料的强度，从而有利于减少任何附加的排除粉尘的工序。基于此种粒料，作为一种规则，在KVA法中可以小量地同时加入添加剂，具体地说，可以将根据需要而任选地加入的石灰添加剂减少到与为使粒料硬化和干燥所已经用的石灰用量相同的程度。

    在本发明方法的范围内，采用下述成分的团块或粒料较好：

    20-25%（重量）的碳素载体

    5%（重量）的粘结剂，以及

    其余为冶金粉尘，粉尘中含有ZnO和/或

    PbO和/或Fe2O3和/或MgO和/或SiO2和/或CaO。

    当使用含有这类粘结剂和碳素载体的粒料时，就可以可靠地得到高度金属化的含锌冶金粉尘，而且能够以所需的方式将锌与熔化法中的粉尘一起排出，应该指出的是，可以使炉渣中存在的锌成分，例如氧化锌降低到最小的量。

    实施本发明方法的范围是，具体地说，考虑用KVA法时，是通过炉内数个燃烧器提供将废铁熔化成铁水所需的热量来实施的，所以将团块、压坯或粒料以2-8%（重量），最好是5%（重量）的量加入到金属炉料中是有利的。因此能够分别对较高成分的冶金粉尘或者冶金熔渣进行处理，而不会损害熔化过程。须指出的是，需同时确保含锌粉尘中所含有锌的成分进入KVA粉尘中作为金属化的锌，而不是进入矿渣。