钢铁厂除尘灰提炼氧化锌设备
钢铁企业含锌除尘灰的降害处置及资源化利用
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。
中冶京诚-回转窑处理钢铁企业含锌粉尘技术介绍
三、回转窑工艺介绍 2）降低工序能耗 回转窑工序能耗较大，为降低能耗，可以回收窑尾 烟气余热，降低工序能耗。以脱锌为主要目的，窑渣产 品只是返回烧结工艺配料用，不追求窑渣中铁的金属化 率时，可以通过在窑尾末端引入空气，使得金属铁再氧 化而提供过程所需要的热量，从而可减少配碳量，降低 能耗。
3）提高产品质量 部分钢铁企业的含锌粉尘，同时还含有一定量的碱金 属及卤化物，影响次氧化锌产品质量，可以采用先湿法 脱碱金属及卤化物后，再进入回转窑工艺进行还原脱锌。
回转窑处理钢铁企业含锌粉尘 技术介绍
炼铁与储运工程技术所 2015年1月11日
主要内容
1 2 3
粉尘处理背景
处理含锌粉尘工艺技术比较 回转窑工艺介绍 结语
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一、粉尘处理背景
钢铁厂粉尘是钢铁工业的主要固体废弃物之一，目前钢铁企业粉尘的 回收及综合利用已经受到国家及行业内部的重视。 钢铁企业粉尘的产量为钢产量的8％一12％：2012年我国粗钢产量 7．165亿t，即每年产生的含铁尘泥量达7 000万t以上 。 钢铁工业的含铁固废粉尘中含有多种金属，若不能将之有效分离则会 造成多方面危害，但若能对之环保、经济、高效地进行分离，则可变 废为宝，转变为宝贵的资源。 钢铁粉尘主要元素为铁和碳，可返回烧结回收利用。但是部分粉尘还 含有锌、铅、钾和钠等对高炉有害元素，占总粉尘量30％。需进行处 理后合理利用。
谢
谢
烟气处理 系统
回转窑处理 系统
原料输送系 统
回转窑 工艺
炉渣处理系 统
三、回转窑工艺介绍
典型的回转窑综合处理含锌粉尘工艺可以分为三个系统：回转窑 直接还原系统、锌焙砂处理系统、窑渣选铁系统。
1、将除尘灰与还原剂按一定配 比混合后，加入回转炉内。 2、回转炉挥发反应区温度为 1100～1300℃，排出烟气温度为 >400℃，原料中金属锌、铅、锡 等被还原，进入气相中并被氧化 成氧化物，随后进入烟尘处理系 统收集。 3、窑渣水碎后送炉渣处理系统。
利用钢渣、炼铁除尘灰生产氧化锌
的有 色金 属 蒸 气 等 ， 总 量 约 是 铁 产 量 的 １ ～ 其 ％
作者简介 ： 陈洪霞（ ９３一） 女 ， １６ ， 山东省莘县人 ， 助理工程 师 ， 主要从 事环境保护工作 。
第６ 期
利 用 钢 渣 、 铁 除 尘 灰 生 产 氧 化锌 炼
第３ ６卷 第 ６期 ２１ ００年 １ ２月
包
钢
科
技
Ｖｏ． ６， １３ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｅ ｅｒ ２ ０ ｃ ｍｂ ， ０１
Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｆＢａ ｔｕ Ｓｔｅ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎｏｏ ｙ ｏ ｏｏ ｅ ｌ
利 用钢 渣 、 炼铁 除尘灰 生 产 氧化 锌
解 决环境 污染 问题 还 可节 约 资源 ， 得 一定 的经 济 取 效 益 。某 公 司就是利 用周边 地 区较发 达 的钢铁行业 产 生 的钢 渣和炼 铁瓦斯 灰 （ ） 泥 生产 氧 化锌 ， 而实 从 现 了循环经 济和 资源 的再生利 用 。
度增长 ， 综合 利用 率 约 为 ４ ％ ， 中钢 渣 １７亿 ｔ ５ 其 ． ， 平 均利用 率为 ２ ％ ； ４ 高炉渣 ３７亿 ｔ平 均 利用 率 为 ． ，
钢 铁行业 是 高 能耗 、 污染 的行 业 。我 国 的钢 高 铁产量居 世 界 第 一 ， 产量 逐 年 递 增 ，０ ９年 钢 铁 且 ２０ 产量 ５ ６ ８ ｔ同 比增长 １． ％ ， ．７ 亿 ， ３ ５ 冶炼 废 渣产 量 约
为 ２ ２亿 ｔ ． 。我 国冶金 废渣 的产 量 以 １ ％ 以上 的速 ０
照 国家鼓励 对三废 的综合 利 用 的 政策 ， 于 钢铁 行 对
业 产生 废渣进 行开 发利用 十分必 要 。
１ 冶金 渣 的资 源 化及 成 分
氧化锌生产设备 工艺
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。
【生产】高炉煤气干法除尘灰提锌工艺技术探讨
【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。
从炼钢粉尘中提取锌的流程
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氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末，中文名称氧化锌，别名锌白；锌氧粉。
易分散在橡胶和乳胶中，是天然橡胶、合成橡胶的补强剂，活性剂及硫化剂，也是白色胶料的着色剂和填充剂。
而一般钢铁厂都会用专业的回转窑来生产氧化锌，接下来咱们就一起来了解一下这一设备。
炼钢烟尘是指用冶炼回收废钢铁时排出的粉尘。
这类烟尘含锌量根据废钢中是否有锌而定，如冶炼废镀锌钢铁时，其烟尘中氧化锌含量高达90%。
但由于废镀锌钢铁相对与其他废钢铁数量较少，一般工厂都很难长期拿到废镀锌钢铁作为冶炼原料，因此基本很少有大批量高含锌量的烟尘。
实际上炼钢厂的原料（各种废钢）来源不固定，产生的烟尘成分同样复杂，其化合物组成同样是不固定的。
炼钢烟尘
具有轻、细、分散性大和流动性差的特点，在潮湿的状态下，极易成粘稠的糊状，其50%烟尘的直径在4um左右（富氧情况下）。
作为重要的回转窑煅烧设备，在介绍氧化锌回转窑之前，有必要对氧化锌有了解。
氧化锌回转窑产出的氧化锌，按收集的部位不同有滤袋氧化锌及烟道氧化锌。
其产出率与炉料含锌量有关，一般为水碎渣量10 16%。
滤袋氧化锌与烟道氧化锌的产量比大约为三比一。
钢厂烟道灰选氧化锌生产线直接还原方法。
直接还原方法是将需要加工的用氧化锌进行预处理，然后进行磨矿、混合、制团一系列操作，之后进入氧化锌回回转窑进行氧化物的还原和金属聚集，由此生产出的孰料经重选后，筛分得到锌矿物质。
同时，还可参用其它工艺，
就是氧化锌回转窑矿热电炉技术，其需要首先经窑炉干燥、加热、焙烧，然后再经矿热电炉精炼，后成为还原锌物质。
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