鋼鐵塵泥的利用技術現狀及展望

徐 陽，隋 然，周晶晶，李 晶

（蘭州工業學院 材料工程學院，甘肅 蘭州 730050）

1 鋼鐵塵泥的特性

在鋼鐵冶煉是因為每個程序產生的粉塵以及污泥因為工序特點不相同所以性質會存在差異，主要是通過化學、堆密度等來進行表現[1，2]。

在鋼鐵冶煉中質量分數波動大的是燒結機頭除灰塵的全鐵，具體來講，大約質量分數為百分之二十的燒結機頭灰全鐵，可以屬于低鐵含鐵泥，而中途含鐵塵泥是由高爐的布袋灰以及瓦斯泥構成的；高鐵含鐵塵泥是由球團工藝、高爐槽下、爐前、重力、轉爐泥等為主要構成。特別是燒結機頭甲中，質量分數含量最多的就是鈉、含鋅質量分數最多的是以布袋、瓦斯、電路除塵灰為主。化學成分不同的鋼鐵塵泥，塵泥會有各種有價成分，其質量分數也存在明顯差異。而質量分數靠前的是鋅、鉀、鈉，分數靠前的元素在高爐進行煉制的時候是存在危害的雜志，但是對于它們本身來說都是含有一定價值的。對此價值不能進行合適使用，會造成環境破壞、資源短缺浪費等問題。因此對于塵泥的不同類型，我們可以使用的回收方式也需要進行慎重考慮，確保能處理塵泥的同時，又可以取得相應的附加利潤。

2 鋼鐵塵泥資源化利用方法

2.1 廠內循環處理工藝

2.1.1 燒結法

鋼鐵冶煉時產生含鐵泥并把它作為燒結原料進行返還給燒結過程的方法被稱為燒結法。將回收取得的塵泥進行利用，達到了鋼鐵塵泥資源有效處理。其方法簡單容易，能快速取得效果，投資低回收快等特點。對于燒結工序來說對燒結原料是有要求的。因為鋼鐵塵泥種類繁多且成分不同，燒結配料準確比例和混合要求在沒有沒有達到要求的時候，會引線燒結礦的堿度和相關成分，會帶來生產波動，因此影響高爐正常有序進行。此外，將粒度細的粉塵加入混合料中會產生料層透氣性進行惡化，進而導致燒結礦的整體產量和質量存在下降趨勢。降低品質的燒結礦會對高爐造成影響，其焦比提高的同時，減少了鐵水量。存在有害元素的含鐵塵泥，而燒結工序可以對其進行去除但是成效低，高爐中存在較多有害元素并進行聚集循環，會產生嚴重的高爐結瘤情況的發生。對于含鐵塵泥粒度細以及透氣性的問題，可以利用小球燒結法對其進行改善。其有助于處理干塵粉，現在廣泛進行投產取得了明顯的程序，若有害元素不能鋼鐵塵泥中驅除，在選擇燒結法進行處理時，必須選取含鐵塵泥低的有害元素來進行。

處理含鐵塵泥雖然燒結法取得了相應的效果，但是其產生的有價元素并不能進行有效利用，進而產生資源浪費現象的發生，因此處理鋼鐵塵泥的道路并不能借助燒結法來完成。

2.1.2 球團法

把含鐵塵泥作為球團的原料將其于其他原料進行混合制造后送入高爐煉鐵的方法叫做球團法。球團法投資力度不大，對鋼鐵廠現有及其進行有效利用，進行焙燒，加入適當數量的塵泥，降低球團原材料的使用等好處。礦粉的成球性能是受到原料粒度、水分等因素的引線。因此在加入適當含鐵塵泥以后，需要對上述情況進行注意。把鋼鐵塵泥加入球團的實驗。得出細灰降低消耗，加入對應的氧化鐵粉不會對球團礦的性能產生影響，進而提升其品質。要把鐵精礦水分控制在相應數據范圍內，增加對應的煉鐵污泥，提高球團使用率，降低膨潤土使用量，可將此方法運用到實際生產時。把含鐵粉塵和還原劑等進行混合制造球團，在室外進行加固以后進行高爐冶煉。缺點就是含鐵塵泥量減少，不能有效處理含鐵粒度粗的塵泥以及高爐生產受到損失等情況。

2.1.3 粉塵噴吹法

把鋼鐵粉塵進而煤粉按照合適的比例對高爐進行噴射，實現循環利用粉塵的方法叫做粉塵噴吹法。這種方法的優點是成本低、能對粉塵中所含的鐵、碳元素進行有效利用，與其他方法相比省去了相關中間環節，不容易產生高爐結瘤的情況。目前以自成系統對高爐進行噴吹和除塵分煤灰共同噴射的方法為主。不能解決揚塵問題的是自成系統對高爐進行噴吹的方法，其缺點是溫度、質量、混合不均等問題。第二種方法則是揚塵現象更加嚴重，對噴吹使用量不能進行控制，容易發生操作種植現象，進而使用第二種方法對技術要求和處理粉塵量都是由要求和限制的。

當前，鞍鋼的高爐綜合噴吹技術可以滿足其不揚塵，能有效控制粉塵的優勢，因此，未來能有效處理鋼鐵粉塵的手段可能是借助粉塵噴吹法來完成的。

2.2 物理法處理工藝

水力旋流脫鋅和磁性、機械分離法構成物理法處理工藝，其磁性分離法是因為礦物磁導率是不一樣的，使用此技術時需要對鋅聚集在磁性不強的粒子中聚集鋅元素。處理高爐粉塵運用此方法時，需要附加工藝，提升分離效果。機械分離法是借助重力以及離心力的作用對其粒度不相同的物質進行有效分離，其分為干式和濕式分離。運用鋅富集在顆粒細的特性，采用離心力的手段進行分類。

經過分離后產生的含鋅粉塵能進行煉鐵。水力旋流器其生產簡單，投資成本低，容易處理，沒有產生二次污染的特點，現在使用水力旋轉流處理高爐瓦斯泥是很常見的。主要運用其技術內部的離心作用力完善對其分類，因為粗顆粒比細顆粒離心力大。而鋅通常在細顆粒內部，所以可利用水力旋轉器對其進行分類，回收使用高鋅頂流。而處理了低鋅低流后將其按照燒結工序進行重復進行。具體來講，使用物理工藝方法處理塵泥的效果不是很好，通常大多使用處理方法是火法和濕法進行前期預處理。

2.3 濕法處理工藝

選取適當的浸出劑對鋼鐵塵泥力的金屬氧化物進行浸出，再進行渣分離、進行凈化等環節取得品位較高的金屬氧化物，抱歉渣料能進行回收并能達到排放的標準。現在，濕法工藝在進行處理高鋅塵泥以及含有鋅的塵泥時，鋅是通過氧化鋅的方式展現的。

兩性的氧化物又被稱為氧化鋅，它不溶解乙醇和水當中，但是卻會在酸類物質中進行溶解，對此我們需要對氧化鋅的特性進行適度把握，關鍵就在于如何選擇適當的浸出劑、酸、堿工藝可以對含鋅塵泥進行有效浸出。

其酸性工藝使用強酸進行，鋅的浸出率在正常溫度下含量比較弱，大概在百分十八十左右，溫度高時，浸出率可以到達百分之九十五。對其進行加壓和提高溫度時，浸出的鋅會增多，鐵的浸出率也隨之增加。把鐵融進溶液里，使用工藝將鐵進行去除，對鐵資源進行了浪費，成本也隨之增加。

使用強酸把鋅浸出，產生的雜質也會同時進入溶液里，進而會造成鋅純度降低。此外，強酸浸出的渣里，會存在含量高的鋅，但是不能達到回收要求和排放標準，對環境會造成危害，其塵泥所含的有用物質也沒有充分利用。而堿性浸出的優點很多，但是浸出率低，在浸出是損耗大，不能對其雜質進行處理等缺陷。

3 結論

總而言之，科學進步的同時，促進鋼鐵冶金塵泥資源的回收使用工藝也取得了進步。其技術在未來發展時，可以將其技術運用到其他技術之中，將鋼鐵冶金塵泥資源回收利用技術存在的不足進行完善，促進行業朝著新的方向發展和進步。