转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术

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转底炉直接还原炼铁工艺的发展

转底炉直接还原炼铁工艺的发展2010-02-24 17:02:19 作者：phpcms来源：浏览次数：571 网友评论 0 条一、前言为了满足冶炼高纯净钢的要求, 炼钢生产对纯净铁资源的需求越来越大。

与此同时, 优质废钢与铁资源却日益短缺其价格不断升高, 对炼钢生产影响很大, 为此，各国冶金工作者开发了许多直接还原或熔融还原工艺来为炼钢生产提供质优价廉的纯净铁资源。

但由于技术、投资等方面的原因，真正具有市场竞争力、适合于工业应用的并不多见。

同时，钢铁厂每年生产的大量含铁废弃物也给环保带来很大的压力。

如何对其进行回收利用是困扰冶金行业的一个难题。

直接还原工艺中气基法虽然具有生产效率高，生产规模大，能耗低和容易操作等优点，但必须以一次能源---天然气为还原剂，因此该工艺只能在天然气资源丰富的国家得以发展。

而煤基法以煤作为还原剂，较好的解决了气基法的不足。

目前世界上很多国家都在开发煤基直接还原新技术，有些技术已经应用于工业生产。

其中，转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的零活性等优点，引起冶金界的高度重视。

但由于原料条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁又发展为FASTMET，ITKM3和DRYIRON等不同工艺路线。

二、FASTMET工艺早在50年代Midex的前身Ross公司就发明了转底炉含碳球团直接还原法。

1964~1966年进行了2t/h规模试验。

1974年Inco公司开始研究把转底炉用于处理电炉生产不锈钢产生的氧化物粉尘的方法，并建立了一座年处理2.5万吨废料的工厂。

经转底炉预还原的球团，通过运输罐热装入电炉。

1978年美国Inmetco在宾州埃尔伍德市建成一座年处理5.6万吨电炉钢厂粉尘能力的转底炉，回收锌及可用作电炉原料的含Cr，Ni的还原铁。

1982年Mid ex公司将转底炉法命名为FASTMET，用于煤基直接还原。

神户制钢收购Midex公司后，199 5年开始建设2.5t/h示范装置，经过两年半试验后，认为Fastmet技术成熟可靠，已达到商业水平化水平。

转底炉

转底炉项目简介1 转底炉还原工艺简介1.1 转底炉工艺简介转底炉由轧钢用的环形加热炉演变为炼铁工艺，最早是用来处理钢铁工业产生的粉尘及废弃物。

转底炉工艺有多种，主要包括Fastmet/Fastmelt、ITmk3、Inmetco/Redsmelt、DryIron、Comet/Sidcomet、HI-QIP等。

转底炉直接还原工艺流程示意图1.2 转底炉工艺与其它相似工艺比较转底炉是煤基直接还原工艺中的核心设备之一，煤基直接还原工艺主要包括回转窑法（如SL-RN法）和转底炉法（如COMET法）。

而煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺都是直接还原工艺，以铁产品为例直接还原工艺的产品为海绵铁（又称直接还原铁—DRI即Direct Reduced Iron）。

直接还原和熔融还原是两种主要的非高炉炼铁思路。

当转底炉的原料加入含碳球团时，其产品为金属化球团，可供电炉使用，也作为高炉的原料。

而链篦机—回转窑—环冷机（链回环）生产出来的产品是氧化球团，是为高炉炼铁提供的原料之一，称之为球团矿，而高炉炼铁的含铁原料还包括天然块矿、烧结矿。

转底炉直接还原技术采用含碳球团作原料，反应速度快，同时符合中国以煤为主要能源的特点。

以直接还原技术用于钒钛磁铁矿为例，转底炉技术相比隧道窑、回转窑工艺，以ITmk3为代表的转底炉工艺的优点主要是：○1还原原料在预热和还原过程中始终处于静止状态下随炉底一起进行，所以对生球强度要求不高；○2较高的还原温度（1350℃或更高）、反应快、效率高。

反应时间可在10-50min范围，可与矿热电炉熔炼容易实现同步热装；○3可调整喷入炉内燃料（可以是煤粉、煤气或油）和风量，能准确控制炉膛温度和炉内气氛；○4过程能耗低，回转窑法折算成每吨海绵铁的煤耗通常大于800kg，而转底炉法为600kg；○5从工艺角度来看，ITmk3技术流程简单，投资成本低，产品价格低，铁矿石原料及还原剂选择灵活。

另外，据马鞍山钢铁设计研究总院秦廷许的研究：转底炉-电炉炼铁流程与高炉传统炼铁流程比较，虽在铁精矿消耗量、还原剂和燃料的能源消耗量上相差不大，但吨铁成本低约10%；基建投资省22%左右；全流程电耗低48.6%。

适用于转底炉处置含铁、锌粉尘的消解工艺

现代冶金Modern Metallurgy第49卷第1期2021年2月Vol. 49 No. 1Feb. 2021适用于转底炉处置含铁、锌粉尘的消解工艺赵丹丹，吴传文（上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司，江苏南京210039）摘要：转底炉处理含铁、锌尘泥技术为国内乃至国际上较前沿技术，具有非常高的经济和环保效益，为使生产线高效、稳定运行，须对含铁、锌粉尘进行针对性的预处理$对游离钙含量较高的粉尘进行消解处理的机理及工艺设施进行介绍$关键词：转底炉；冶金粉尘；资源回收；润湿试验；消解工艺中图分类号：X7561概述钢铁企业生产过程中会产生大量有利用价值的各种含铁、锌的粉尘、污泥，主要是烧结除尘灰、高炉除尘灰、电弧炉粉尘、转炉除尘灰等，同时含有部分锌、铅、钾、钠等有害元素％采用目前常规的利用方式已经影响了设备使用寿命、工艺生产顺行,致使相当一部分粉尘只能采取弃置、填埋等处置。

循环、高效的固废处理是当前国家重点鼓励发展的产业；转底炉直接还原技术，将含铁、锌尘泥进行资源循环处置，被广大的钢铁企业关注并实施。

由于钢铁企业生产原料的不同、生产工艺的差异，含铁、锌尘泥的物理特性、化学成分具有差异性；针对不同的物料组合，选择适宜的预处理措施，是保证生产线正常运行的先决条件％含铁、锌尘泥是钢铁工业种类最多、成分最杂的废弃物，是钢铁企业在原料准备、烧结、球团、炼铁、表1 炼钢和轧钢等工艺过程中所排烟尘进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后的固态废物％例如：高炉除尘灰是高炉炼铁过程中矿槽、筛分、出铁场等除尘工艺收集到的粉尘;烧结除尘灰是烧结原料在转运、配料、烧结过程中，除尘器收集下来的粉尘；转炉LT灰是转炉煤气干法净化回收的粉尘％这些除尘灰的总铁含量（TFe ）—般在20%-70%，还含有Zn,Ca ，Mg 及C,P,S 等元素％转底炉直接还原工艺是将含铁、锌尘泥配碳和粘结剂后混合造球，生球经烘干后置于转底炉内，当转底炉转动时生球被加热，至1100 D 左右时ZnO 被还原，还原出的Zn 被蒸发并随烟气一起排出，经冷却系统时被氧化成ZnO 后沉积在除尘器收集后销售，生产的直接还原铁（DRI ）和余热回收的蒸汽可循环利用％通过含铁、锌粉尘化学成分的测定和润湿试验，为消解工艺路线的选择提供强有力的支撑。

利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法与流程

利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法与流程技术特征：1.一种利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料处理：将铜渣、硅石粉、还原剂与粘结剂经过配料、混合后，再经过压球工艺制备成铜渣含碳球团，将铜渣含碳球团烘干待用；2)转底炉还原与球团焦化增强：将步骤1)所得铜渣含碳球团送入转底炉进行还原，得到氧化锌粉、金属化球团；3)硅铁冶炼：将步骤2)转底炉排出的高温金属化球团直接送入矿热电炉冶炼，得到硅铁合金与炉渣。

2.如权利要求1所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，铜渣为火法炼铜排出的炉渣经过缓冷、细磨浮选回收铜之后的尾矿，含tfe：30％～50％，zn：1％～3％、sio2：30％～40％，粒度-325目占比大于80％。

3.如权利要求2所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，硅石粉含sio2大于97％，粒度组成为：3mm～2mm占13％～15％、2mm～1mm占40％～50％、1mm以下占35％～45％。

4.如权利要求3所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，还原剂为炼焦用煤，其粒度为-3mm占比100％，粘结指数大于90。

5.如权利要求4所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，铜渣、硅石粉、还原剂的质量配比为100：(270～290)：(240～260)，铜渣烘干后水分小于2％。

6.如权利要求1所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤2)中，转底炉内的还原温度为1150℃～1330℃，还原时间为25min～40min，所得氧化锌粉的锌含量大于60％。

7.如权利要求6所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤2)中，转底炉排出的金属化球团抗压强度达到2500n～2800n/个，金属化率大于85％。

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究刘占华;陈文亮;丁银贵;曹志成;吴道洪;余文【摘要】为解决国内某铜渣的开发利用问题,以兰炭为还原剂、白云石为添加剂,采用模拟转底炉直接还原—磨矿—磁选工艺,对有价元素铁、锌的回收及杂质硫的脱除进行了研究.结果表明:在兰炭用量为25％,白云石用量为10％,还原温度为1300℃,还原时间为35 min情况下,直接还原过程的锌脱除率为99.14％,可获得ZnO含量为79.59％的氧化锌粉,金属化球团经磨矿、磁选后,获得了铁品位为92.79％、铁回收率为88.12％、硫含量为0.08％的金属铁粉.机理分析表明,铜渣中的铁橄榄石、磁铁矿相大部分已转变为金属铁相,金属铁颗粒明显聚集长大,最大粒度超过100μm,且与脉石矿物等存在清晰平滑的界面,有利于后续磨矿、磁选工序得到高品位的金属铁粉.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P183-187)【关键词】铜渣;转底炉;直接还原;金属铁粉【作者】刘占华;陈文亮;丁银贵;曹志成;吴道洪;余文【作者单位】江苏省冶金设计院有限公司北京分公司,北京102200;江苏省冶金设计院有限公司北京分公司,北京102200;江苏省冶金设计院有限公司北京分公司,北京102200;江苏省冶金设计院有限公司北京分公司,北京102200;江苏省冶金设计院有限公司北京分公司,北京102200;江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TD925.7随着金属铜需求量的逐年增长，铜渣产量几乎与精炼铜产量同步增长。

2016年我国精炼铜产量844万t，推算铜渣产量约2 000万t［1］，我国铜渣累计堆存量达1.4亿t［2］。

这些铜渣富含Fe、Cu、Zn和S等元素，长期堆存不仅造成资源的浪费，还会占用土地、污染环境［3-5］。

以Fe元素为例，铜渣一般含铁约40%，远高于我国铁矿石可采品位［6］，因此，铜渣具有较高的回收利用价值。

转底炉脱锌原理

转底炉脱锌原理转底炉脱锌是一种常用的工艺方法，用于从废弃电池、废旧电线等废弃物中去除锌。

它基于锌的物理和化学特性，通过加热和冷却等过程，将锌从废弃物中分离出来。

下面将详细介绍转底炉脱锌的原理和过程。

一、转底炉脱锌的原理转底炉脱锌的原理主要基于锌的挥发性。

在高温条件下，锌会发生挥发，而其他物质则会留在固态中。

利用这一特性，转底炉可以将废弃物中的锌分离出来。

二、转底炉脱锌的过程1. 加热：首先将废弃物加入转底炉中，炉内温度逐渐升高。

当温度达到锌的挥发温度时，锌开始发生挥发，进入气相。

2. 冷却：锌蒸汽进入冷却系统，通过冷却管道中的冷却介质，使锌蒸汽迅速冷却为固态，形成锌粉或锌块。

3. 分离：冷却后的物质经过分离装置，将锌粉或锌块与其他物质进行分离。

4. 收集：将分离出的锌粉或锌块进行收集，作为再利用的资源。

三、转底炉脱锌的优势1. 高效：转底炉脱锌是一种高效的脱锌方法，可以在较短的时间内完成脱锌过程。

2. 环保：转底炉脱锌过程中不使用化学药剂，减少了对环境的污染。

3. 资源回收：通过转底炉脱锌可以将废弃物中的锌资源回收利用，减少了对自然资源的消耗。

4. 经济效益：转底炉脱锌可以将脱除的锌作为再利用的资源，降低了生产成本，提高了经济效益。

四、转底炉脱锌的应用领域转底炉脱锌广泛应用于废弃电池、废旧电线、废旧电路板等废弃物的处理过程中。

这些废弃物中含有大量的有用金属，如锌、铅等，通过转底炉脱锌可以将这些金属分离出来，以便进一步进行资源回收和再利用。

五、转底炉脱锌的发展趋势随着环保意识的提高和资源回收的重要性日益凸显，转底炉脱锌技术也在不断发展壮大。

目前，研究人员正致力于提高转底炉脱锌的效率和节能性，以及减少对环境的影响。

未来，转底炉脱锌技术有望在废弃物处理领域发挥更大的作用。

六、总结转底炉脱锌是一种常用的废弃物处理技术，通过利用锌的挥发性质，将废弃物中的锌分离出来，并进行资源回收和再利用。

转底炉脱锌具有高效、环保、经济等优势，广泛应用于废弃电池、废旧电线等领域。

铁锌固废全量资源化利用的转底炉关键技术及应用

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【企业项目】转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范科技成果

【企业项目】转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范科技成果沙钢集团“转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范项目”，是神雾集团江苏冶金设计院与沙钢集团双方共同承担的国家科技部“十二五”重大支撑课题，经过多年的探索与努力，建成了一条处理规模大、产品质量高、能耗低、技术装备先进的转底炉处理含铁、锌尘泥生产线，每年可处理含铁尘泥30万吨，生产金属化球团20万吨，氧化锌粉7000吨。

自2012年以来，已连续稳定生产5年多，作业率超过92%。

项目研发了具有完全自主知识产权的蓄热式转底炉处理含铁、锌粉尘成套技术及装备，建成了处理量为30万吨/年的转底炉直接还原含锌粉尘，综合回收铁、锌示范生产线，实现了核心转底炉设备的国产化和大型化。

使用低热值煤气，通过蓄热式燃烧技术提高了炉内燃烧温度，提高了球团金属化率；通过炉内气流和温度场的特殊设计，使得既炉温均匀、又无气流扰动；通过特殊成型技术，降低了球团粉化率，提高了锌粉的回收率和品位。

各项技术经济指标均优于国内外同类技术，是我国冶金固废处理领域的一项重大突破。

数据显示，该生产线投产以来，可获得平均金属化率为85%以上的球团，锌平均脱除率达95%，获得副产品氧化锌粉的平均品位大于60%，回收率平均达95%。

吨金属化球团的能耗为203.11kgce（不含尘泥内含碳），节能27%以上。

沙钢集团相关负责人介绍，该项目实现了含铁、锌固废的有效循环利用，投资两年后即回收全部投资，2014年至2016年新增产值8.8亿元，创利税3.97亿元，具有良好的经济效益。

同时，本项目解决了钢铁冶金固废的污染环境问题，实现了示范工程内的固废和污水零排放。

与现有国内外主要固废处理技术—回转窑方法相比，本项目可减少能耗约70kg标煤/吨金属化球团，按此计算，每年减少烟尘、二氧化碳和二氧化硫的排放量为：按照每吨标煤燃烧会放出36kg烟尘，二氧化碳排放2.62吨，燃烧产生二氧化硫排放17 kg计算，按转底炉现有产量，每年减少烟尘排放504吨，减少二氧化碳排放3.67万吨，减少二氧化硫排放238吨。

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ｐｒｏｃｅｓｓｏｆＲＨＦｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｇａｓｍｅｌｉｔｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｉｏｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ９３％
ｐｉｌｏｔｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎｗｉｔｈａｐｕｉｔｒｙｍｏｒｅｔｈａｎ９４％ｍａｓｓｃａｎｂｅｇａｉｎｅｄｒｏｍｆｔｈｅｃｏｐｐｅｒｓｌａｇｂｙ
转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术
曹志成，孙体昌，吴道洪，薛逊，刘占华
（１．北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京１０００８３；２北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，北京１０２２００）摘要：采用转底炉直接还原工艺，将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌
ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｄｕｓｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃａｒｂｏｎｂｅａｉｎｒｇｐｅｌｌｅｔｓｏｆｃｏｐｐｅｒｓｌａｇａｔａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｉｒｏｎｃａｎｂｅｒｅｃｏｖｅｒｅｄｂｙｍｅｌｉｎｔｇｏｒｇｒｉｎｄｉｎｇ／ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｓａｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｔｅｅｌｂｅａｉｎｇｔｃｏｐｐｅｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅ
ＣａｏＺｈｉｃｈｅｎｇ一，ＳｕｎＴｉｃｈａｎｇ，ＷｕＤａｏｈｏｎｇ，ＸｕｅＸｕｎ，ＬｉｕＺｈａｎｈｕａ
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈ—ＥｆｉｆｃｉｅｎｔＭｉｎｉｎｇａｎｄＳａｆｅｔｙｏｆＭｅｔａｌＭｉｎｅｓ，ＭｉｍｓｔｕｏｆＥｄｕｃａｉｔｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＳｈｅｎｗｕＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｅｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇＣｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２００，Ｃｈｉｎａ）
粉尘，再通过熔分或磨矿磁选方式将铁回收，得到的铁产品可作为冶炼含铜钢的原料．转底炉中试结果表
明：采用 “ 转底炉直接还原一燃气熔分” 流程处理铜渣，可获得ＴＦｅ品位９４％以上、铁回收率９３％以上的
熔分铁水；采用 “ 转底炉直接还原一磨矿磁选” 流程处理铜渣，可获得ＴＦｅ品位９０％以上、铁回收率８５％
第ｌ６卷第１期
２０１７年３月
材
料
１
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｍａｒｃｈ２０１７
ｄｏｉ：１０．１４１８６／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１— ６６２０．２０１７．０１．００７
中图分类号：ＴＦ０９；ＴＤ９２３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１ — ６６２０（２０１７）０１－００３８－０４
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｉｒｏｎａｎｄｚｉｎｃｆｒｏｍｃｏｐｐｅｒｓｌａｇｂｙＲＨＦｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
以上的金属铁粉；采用两种流程处理铜渣，均可获得锌品位６０．０２％的ＺｎＯ粉尘．结果表明，经过转底炉直接还原，铜渣中的铁橄榄石ＦｅＳｉＯ和磁铁矿ＦｅＯ相转变为含有金属铁Ｆｅ、二氧化硅ＳｉＯ：和少量辉石相ｃａ（Ｆｅ，Ｍｇ）ＳｉＯ的金属化球团，具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件．关键词：铜渣；转底炉；直接还原；磁选；燃气熔分
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙｕｓｉｎｇＲＨＦ（Ｒｏｔａｒｙｈｅａｔｈｆｕｒｎａｃｅ）ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｉｔｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｍｅｔａ！ｌｉｚｅｄｐｅＵｅｔｓａｎｄａｈｉｇｈｇｒａｄｅ