钢厂废物高炉瓦斯灰的综合利用
高炉除尘灰综合利用工艺探讨
高炉除尘灰综合利用工艺探讨高炉除尘灰综合利用工艺探讨付章弦摘要：由于高炉除尘灰含有大量的铁和碳等元素，排放至环境中会造成严重的环境污染。
本文阐述了几种高炉除尘灰的综利用方式，分析了其利用方式的优势与不足，同时指出了除尘灰综合的利用价值和发展方向。
关键词：高炉除尘灰;提质洗选工艺;冷压球团工艺;高炉喷吹除尘灰工艺;探讨1 前言高炉除灰尘由高温再生矿组成，是含有铁和碳等多种元素的自由态和结合态的复合物，其中以氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氧化钙成分居多，是一种质量轻、颗粒微小且含有多种有害有毒元素的物质，是钢铁企业主要固体排放物之一[1]。
高炉除尘灰中含有尚可利用的铁粉和焦炭粉，但含量均较少，因此大部分钢铁企业均没有很好地利用。
堆放高炉除尘灰不仅占用大量的土地，同时还会对环境产生严重的污染。
因此，如何高效、环保的回收利用高炉除尘灰，实现高炉除尘灰资源化、减量化，对实现钢铁工业的持续发展具有特别重要的意义。
本文针对几种高炉除尘灰综合利用的工艺进行探讨。
2 高炉除尘灰综合利用工艺2.1除尘灰提质洗选工艺提质洗选高炉除尘灰是高效低耗、绿色环保且符合国策的一种工艺技术。
高炉除尘灰加水造浆后，采用浮选（分选出焦碳粉）—磁选（回收铁精粉）—重选分离（回收非磁性和弱磁性铁精粉，且在一定程度上将锌等有价金属元素富集至尾泥中）联合洗选工艺。
选出的焦碳粉可作为高炉喷吹燃料、烧结原料;铁精粉可作为烧结原料、球团原料;尾泥可用于生产氧化锌、制砖原料、水泥原料，除尘灰利用率可达100%。
该工艺采用湿法分选工艺，废水经沉淀可实现闭路循环，不会造成二次环境污染。
2.2除尘灰冷压球团工艺除尘灰冷压球团工艺原理：利用压球机设备中对滚成型压辊，将粉状的高炉除灰尘压制成为大小不同的球团。
该工艺优势在于，可以生产出块度适合、透气性良好的炉料，从而促进还原电炉更好运作。
高炉除尘灰中含有大量的氧化铁元素，并且也含有氧化铬和氧化镍，在电炉和转炉当中加入高炉除灰尘，其中有价元素和钢水中的元素可以发生化学反应，炼钢的温度一般在1473～1973K，从热力学角度进行分析[2]可以得出，这个反应在此种温度条件下完全可行，将除灰尘加工成球后，加入AOD炉以及电炉内进行回收镍、铬元素完全可行。
高炉瓦斯灰的资源化利用--制备混凝剂的可行性研究
于 火法 的 一种 ，利用 其处 理 高炉 瓦斯 灰 十分 有效 ，可 以使 得 金属 锌 、 铟 、锡 、铋 、镉 等有用 物质得 以分离 出来 ，金属 富集比 高 ，挥 发率 高 ， 节 能效 果显著 。但 是 回转 窑的 基建 以及运 行维 护 费 用较高 。利 用转 底 炉 来消 化瓦斯 灰并 回收 有 价元 素也 是火 法 的一种 ，而 且转 底 炉为 封 闭 性 系统 ，过程 基本 零排放 ； 但 在 具体 操作 过程 中仍 存在 技术上 的缺 陷。 综 上所述 ，可 以发现 提取 铁 、锌 、碳等 有价 元素 是今 后研 究 如何 处理并 利用 高炉瓦斯 灰的 重要发 展方 向。考虑到 瓦斯灰 中铁含 量最 高 ， 因此如 何提取 铁并使 之得 到高效 合理 的利用就 是今后研 究 的重 中之 重 。 本 研究 考虑 以 高炉 瓦斯灰 为 主要 原料 从 中提取 铁和 铝 ，以研 制无
机 高分 子混凝 剂—— 聚合 氯化 铝铁 （ Ｐ ＡＦ Ｃ ） ，并 利用其 优 良 的混凝 性 能 处理城市 污水 。
、
高炉 瓦斯灰 的组成及 特点
高 炉瓦 斯灰 的化 学组 分 比较复 杂 ，除 了未 完全燃 烧 的炭 ，还 包括 铁 以及 铅 、锌 、铝 、铜 、铋 、铟 、镉 等金属 及碱 金 属氧 化物 。在 高炉 冶炼 过程 中 ，瓦斯灰 的产 生 量及 其化 学组 分 与所用 铁原 料 的成分 以及 高炉 作业条 件 （ 风 量 、风压 、炉温 等）有很 大 关系 。２ ０ １ １ 年， 酒 钢本 部 ７ 座高 炉产 出瓦斯 灰高 达 ２ ４ ． ９万 吨。 而且 我国 钢铁 产 量逐 年增 长 ，
一
价 元素进 行综 合 回收 。 ４ ． １ 物理 法 ：主要包括 水力旋 流分离 法和磁 选分离 法 。水力旋 流分 离法 是根 据所 要分离 对象 的粒 度 分布 进行 分选 的方 法 。石磊 以及 林 宗 虎等 人均 采用 了水 力旋 流器对 瓦 斯灰 进行 了分 选 试验 ，得到 了 良好 的 提 取效果 。此 种方 法对 于水 力旋 流器 的选 择 以及 操作 条件 有较 高 的要 求 。磁选 分离 法是根 据 所要分 离 对象 磁性 的不 同进行 分选 的方 法 。涟
浅谈高炉瓦斯灰提碳提铁工艺
浅谈高炉瓦斯灰提碳提铁工艺【摘要】三钢高炉瓦斯灰铁、碳含量较高，具有较好的综合利用价值。
采用浮选-重选技术对高炉瓦斯灰中的碳、铁进行回收。
目前，可获得全铁含量54%、产率10%、回收率24%的铁精粉和固定碳含量为76%、产率48%、回收率85.5%的碳精粉，具有显著的经济效益和社会效益。
【关键词】高炉瓦斯灰；碳精粉；铁精粉；固废物回收利用０前言高炉瓦斯灰是炼钢厂高炉重力除尘系统收集的烟尘，是铁矿粉、焦炭、石灰等炼铁炉料的高温混合物。
高炉瓦斯灰中的铁矿粉和焦炭是炼铁主要原材料和还原剂（三钢高炉瓦斯灰约含tfe25%、c47％），由于铁矿粉、焦碳、石灰等混合在一起，无法直接回收利用，因此，三钢原日产高炉瓦斯灰100多吨均被作为固体废弃物处理，没有很好的回收利用。
随着国家对资源和环境问题的日益重视，利用成熟的技术回收高炉瓦斯灰中的铁、碳资源，将产生很好的经济和社会效益。
公司决定采用国内成熟的技术对三钢高炉瓦斯灰进行处理回收，利用瓦斯灰中各成份的密度和表面性质不同，采用浮选和重选方法将其中的c、fe分离，提选铁精粉和碳精粉返回烧结用作生产原料，剩余尾泥外卖制砖等，从而实现固废资源化综合利用，减少环境污染，提高经济效益和社会效益。
１瓦斯灰理化性能1.1 矿石特性[1]高炉瓦斯灰主要由磁铁矿、赤铁矿、焦炭、铁酸钙及其它矿物组成，铁矿物以fe3o4和fe2o3为主，其它金属矿物以氧化物形式存在。
金属铁含量极少，仅有微量的金属珠镶嵌在渣相中，呈独立的金属铁几乎没有；磁铁矿部分为独立相的颗粒状，大部分为烧结矿中玻璃质胶结的自然晶状磁铁矿；赤铁矿多为细小颗粒，粒径大小不等；焦炭以形状各异的颗粒存在，有粗颗粒镶嵌、细粒镶嵌、丝状等,各向同性较少见。
1.2 化学组成三钢高炉瓦斯灰灰的化学组成见表1。
其全铁含量为24.39% ,碳含量为41.97%,有害元素s、zn、k2o、na2o含量也较高。
表1 化学成分及含量（%）２工艺及参数２.1 浮选工艺的选择用浮选分离回收瓦斯灰中细粒状质，是成熟、高效且唯一的方法，如同煤炭行业从洗、选煤水浆中回收“煤泥”一样，采用柴油（或煤油）作捕捉剂，浮选油作起泡剂，水玻璃做抑制剂，在合适的药剂用量、浮选原浆的浓度，通过浮选都能取得良好的富集指标，碳表面疏水而亲油，可浮性好，易于用浮选与其他矿物分离[2]。
技术-利用钢厂停产小高炉改建熔融钢渣协同处理尘泥、冶炼渣等固废危废新思路
技术|利用钢厂停产小高炉改建熔融钢渣协同处理尘泥、冶炼渣等固废危废新思路一、钢铁工业尘泥、冶炼渣处理现状钢铁厂内部每天产生大量的含有容易循环富集的钾钠锌等有害元素的高炉布袋瓦斯灰、烧结机头灰和炼钢污泥等固废得不到处理，每天产出量更大的转炉钢渣因含有害元素磷，同样不便在烧结生产环节消纳利用。
湖南建鑫公司研究开发了利用钢厂泰科钢铁等高温熔体协同处理尘泥、冶炼渣固废危废分离回收整体解决方案的两项专利技术，发表了《含锌瓦斯灰、除尘灰、污泥及冶金渣等固废协同处理整体解决方案探讨》、《利用钢厂高温熔融钢渣协同处理钢铁及有色化工尘泥、冶炼渣等固废危废新技术》两篇文章，引起了业内同行的关注。
其中，熔融钢渣的液态下采用处理炉处理，如何实施是大家关心的问题，本文结合现有大钢厂拆小建大，将停产的小高炉改建成处理熔融钢渣与钢厂及有色化工固废危废的类似高炉进行钢渣固废处理生产，不失为一条新的路子。
处理含铁含锌尘泥固废，国内有物理分选法、回转窑及转底炉法（固态）、国内引进的太钢OxyCup 竖炉法（液态）和宝钢Corex、山东墨龙HIsmelt熔融还原法（液态）也能处理部分尘泥固废。
其中，OxyCup竖炉法工艺---类似于一个直筒炉型的小高炉，借鉴了高炉炼铁的一些技术，将各种含铁废料做成含碳压块加入竖炉内，直接产出铁水和炉渣，并且在煤气除尘系统收集到含锌的烟灰或除尘泥。
但不便大量循环利用的含磷有害元素的转炉钢渣的处理大多停留在传统热拨、热闷等冷态处理上，未见有新的钢渣固废处理技术出现。
OxyCup竖炉法工艺实际上就是一个专门用来处理固废加废钢的半化铁半炼铁高炉工艺，在处理固废方面具有一定的合理性。
太钢引进的德国帝森－克虏伯OxyCup竖炉法技术，是一项在现有成熟高炉炼铁技术上开发的专门用于处理太钢不锈钢生产产生的固废新工艺。
生产工艺流程：产品：①、铁水，送炼钢。
②、渣冲成水渣，磨成超细粉作水泥掺加料，或直接送水泥厂。
③、含锌粗灰，送有色冶炼厂湿法浸出。
高炉瓦斯灰(泥)循环利用研究
高炉瓦斯灰(泥)循环利用研究摘要综述了高炉瓦斯灰（泥）的应用工艺，通过磁选、浮选、浸出、焙烧等物理化学矿物工艺处理高炉瓦斯灰（泥），回收锌、铟等有色金属，实现了金属和矿物资源的循环利用，也减轻了对环境的污染。
并指出了瓦斯灰（泥）综合利用中存在的一些问题和今后的研究方向。
关键词高炉瓦斯泥；循环利用；有色金属高炉瓦斯泥和瓦斯灰是高炉冶炼过程中随着高炉煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的微粒经湿式或干式除尘而得到的产物，其主要成分是氧化铁和炭。
高炉瓦斯灰（泥）作为钢铁工作的副产品，每生产1t钢铁将产生约20kg含锌10%-20%的高炉瓦斯灰（泥）。
开展对高炉瓦斯灰（泥）的回收利用，不仅可以使宝贵的资源得到充分的利用，还可以减轻对环境的污染。
1高炉瓦斯灰（泥）的矿物组成及特点1.1矿物组成高炉瓦斯灰（泥）在显微镜下鉴定，其主要矿物组成为：假象赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、金属铁（MFe）、铁酸钙、焦炭（C），脉石主要为细粒方解石（CaCO3）、石英（SiO2），锌主要以氧化物和铁酸盐固熔体的形式存在，南方地区瓦斯灰中含有少量的铟，存在形式主要为In2O3。
1.2矿物特点高炉瓦斯灰（泥）粒度较细且不均匀，表面粗糙，有孔隙，质量轻，具有粒径小，密度小，晶相独特，分离较困难，易反应，强烈腐蚀性等特点。
2高炉瓦斯灰（泥）的综合利用研究2.1直接作烧结配料昆明钢铁公司1985年将瓦斯灰送烧结矿仓作配料使用，1998年开始采用带式压滤机将其脱水后送堆场堆置，并通过磁选选出精矿送烧结利用。
上海梅山高炉烧结厂曾于1983—1987年和1995—1998年将晒干后的瓦斯泥破碎后配入烧结料中使用,充分利用了瓦斯泥中的铁和炭，起到了降低能耗，降低烧结矿成本的作用。
周明顺等通过在球团中配加瓦斯泥代替固定碳获得还原性好、软融开始温度高、熔融温度区间窄的良好效果，同时大幅度降低了能耗。
2.2提取有价金属2.2.1精选铁矿和回收铁胡永平等采用浮选-螺旋粗选-摇床精选工艺流程处理济钢高炉瓦斯泥。
高炉粉尘的回收与综合利用
高炉粉尘的回收与综合利用冶金环境保护2007年第5期高炉粉尘的回收与综合利用梁勇马刚平张向伟(首钢总公司环保产业事业部)摘要高炉粉尘中含有大量的Fe,C等宝贵资源,但同时含有Pb,Zn,As等有害元素,因此,需要处理后方可回收利用.本文在综述国内外高炉粉尘处理技术发展现状的基础上,总结了国内几种典型的高炉粉尘技术的工艺流程及特点.1高炉粉尘的来源及其组成高炉冶炼中,产生的煤气(称高炉瓦斯)是一种可以回收利用的二次能源.高炉煤气携带出部分原料粉尘及高温区激烈反应而产生的微粒,因此需对其进行净化处理.经干法除尘除去的为瓦斯灰,经湿法除去的细粒为瓦斯泥,两者统称高炉粉尘.高炉粉尘中主要成分与进入高炉的物料性质有关,主要有铁矿粉,焦粉和煤粉,并含有少量Si,,Ca,Mg等元素,也有一些企业高炉粉尘中含有Pb,Zn,As等有害元素.2国内外高炉粉尘回收综合利用概况2.1国外回收综合利用情况早在1976年,美国环境保护署(EPA)就制定法律,将含有铅锌的钢铁厂粉尘划归为有毒固体废物,要求钢铁厂对其中的铅锌进行回收或钝化处理,否则须密封存放在指定地点.继美国之后,西方各国以及日韩等都分别制定了相关的法律.目前,德国和日本的处理比例已接近100%,美国达到10%～14.5%,西班牙为60%.美国佛罗里达钢铁公司采用等离子法从炉尘中回收锌金属,英国已买下这种专利并用于生产.德国鲁奇公司根据循环流化床(CFB)原理,设计了一种对含锌量较低的冶金粉尘进行回收加工的装置.2.2国内回收综合利用情况目前,国内钢铁企业纷纷研究,实践高炉粉尘的回收及综合利用.宝钢利用水力旋流处理高炉瓦斯泥,已成功试运行.武钢在试验室用浮选法,从高炉粉尘中获得铁品位56%的铁精矿和含碳65%的炭精矿.邯钢投资300多万元,建成了1个年处理7万t冶金粉尘的磁选厂,年产铁品位58%左右的铁精矿4万多t,现已停产.韶钢和柳钢高炉粉尘中锌含量较高,分别采用火法回收其中的锌,不仅回收了铅,锌等有用元素做到变,废为宝,综合利用,还解决了环境污染问题.柳钢每年从高炉粉尘中获利200多万元. 2004年底开始在马钢第一炼铁总厂建设了采用"浮选一重选联合工艺流程"年处理1万t(干计)高炉瓦斯泥工业试验生产线, 2005年9月投入试生产.通过近一年的生产实践,年生产全铁品位≥52%的铁精矿3300t/a. 生产含量≥70%的炭精矿2600t/a.尾泥4100t/a(用于制砖),每年可产生直接经济效益200多万元.黑龙江海林钢铁厂用瓦斯灰代替焦粉生产球团矿,进行生产实践取得成功.湖南冷水江钢铁总厂用瓦斯灰生产硅酸盐水泥熟料的试验取得成功.总之,目前对高炉粉尘的处理和综合利用的研究与实践处于起步阶段,工艺尚不成熟,方法也不够完善,有待于深入研究,寻找适合不同性质瓦斯泥的处理方案.3典型工艺介绍3.1磁选工艺梅钢,唐钢等根据高炉瓦斯泥的特性,开2007年第5期冶金环境保护发了各具特色的磁选工艺.梅钢采用弱磁一强磁全磁选工艺,无论是试验室小试还是连续试验或扩大试验,均成功地从梅山瓦斯泥中选出合格铁精矿.铁精矿产率和品位达到52%以上,并可除去瓦斯泥一半以上的锌,其工艺流程如图1 所示.综合铁精矿溢流水尾矿图1弱磁一强磁选工艺流程图唐钢开发了一种从高炉瓦斯泥中选铁的工艺,并发明了工艺中专用的磁选机,提高了矿粉全铁含量,降低了磁性铁跑尾质量百分比.工艺中使用的高炉瓦斯泥选铁用磁选机,由电机,磁块滚筒和料槽组成,磁块滚筒与电机输出轴活动连接,下侧设有料槽,磁块滚筒一端设有磁块扭,料槽壁上设有搅拌管. 浓缩后的泥浆进入磁选机料槽,经磁场区时,其中磁性较强的矿粒在磁系磁场力的作用下,被吸附在磁块滚筒表面上,在磁块滚筒旋转过程中,磁性矿粒随磁块滚筒旋转,被带出磁场区,用冲洗水冲入精矿槽中.弱磁和非磁性矿物被甩掉,在槽内矿浆流的作用下,从尾矿槽中排出,从而完成磁选过程.此外,发展了在磁选的同时加入无机或有机药剂进行分散,从而提高选矿率,用来处理高含锌量的高炉瓦斯泥,最终制取电解锌, 铁精矿,碳粉(精,中两种)以及混凝土掺合料,瓦斯泥利用率98%.此技术也已申请国家专利,编号为CN12863l5A.3.2火法富集一湿法分离工艺从1988年起,韶钢集团公司开始研究对高炉布袋灰进行无害化处理,综合回收其中有色金属成分.根据瓦斯尘粒径小,含有色金属成分高,易氧化自燃等性能,首先采用直接湿法冶金方法.当布袋灰排出箱体外,让其充分自燃,以消除部分有毒有害物质如CN一,s2一,C等以及使有色金属形成氧化物,再用硫酸浸出,通过压滤,调整酸度等分离各种金属.此法工艺简单,但难度大,原因是灰中含有大量SiO2和TFe,给生产控制带来很大困难;灰的碱金属和碱土金属含量高, 酸的消耗量大,灰中有用金属波动又大,相对来说生产成本就高.从1991年起,改用火法富集～湿法分离进行综合处理.火法富集处理是将高炉瓦斯尘挤压成球,与焦炭,钢渣熔剂按一定比例混合进鼓风炉高温熔炼,各种低沸点有色金属形成金属蒸气随炉气带出,经燃烧冷却后用布袋收集.瓦斯灰中大部分杂物如Sio2, Fe,CaO,MgO,O3等熔剂反应生成硅酸盐进入炉渣.而布袋收回的灰称为二次灰,其中有用金属得到了2～3倍的富集,这就为酸浸分离各种元素提供非常优越的条件.二次灰可作为次氧化锌产品外销,也可作为半成品,用酸浸分离回收各种有价值的金属.其工艺流程如图2所示.布袋灰经熔炼炉处理后,基本上消除了其本身的有害有毒物质,削减了瓦斯尘对环境污染负荷的99.9%.对二次灰的酸浸分离,可回收有色金属Zn,Bi,In,Pb,K等资源,其中Zn的回收率可达72%.Bi的回收率可达65%,In的回收率可达5O%,Pb的回收率85%.3.3水力旋流脱锌工艺研究表明,高炉瓦斯泥中的锌主要集中在较细颗粒('一般不大于20m)中,而较粗颗粒(一般不小于10m)中的锌含量不足细颗粒中锌含量的十分之一.因此,近年来国外数家钢铁企业采用水力旋流器对高炉瓦斯冶金环境保护2007年第5期图2火法富集一湿法分离工艺流程图泥中的颗粒按粒径进行湿式分级,从而将瓦斯泥分离成含细颗粒的高锌瓦斯泥和含粗颗粒的低锌瓦斯泥.前者经脱水后外送水泥厂再利用,后者(约占总量的7O%)经脱水,烧结后作为炼铁之原料,达到废弃物减量化和资源化的目的.较之高温还原法,该法具有工艺简单,设备投资少,易于实施,维修方便, 运行成本低,无二次污染,经济效益和环保效益显着等特点,受到了普遍关注.炼铁生产中高炉瓦斯泥要经过脱水过程.脱水后的含水率一般为20%～35%.这种瓦斯泥必须进行稀释才能使用水力旋流器进行颗粒分级,一般进入旋流器的瓦斯泥颗粒浓度为150～250kg/m.通常,高炉瓦斯泥颗粒要通过两级旋流分级才能达到高炉进料含锌量的要求.第一级旋流器的溢流粒度较细,含锌量最高,经脱水后可外送水泥厂或弃置.第一级旋流器的底流,经稀释后作为第二级旋流器的进料.第二级旋流器的溢流循环至第一级进料稀释池,其底流粒度较粗,含锌量较低,经过脱水后可送烧结厂作为烧结炼铁原料.高炉瓦斯泥旋流脱锌回收系统的工艺流程如图3所示,其中的水可循环使用.图3水力旋流脱锌工艺流程图2007年第5期冶金环境保护312003年宝钢与上海理工大学,复旦大学,同济大学试制成运转模型,成功地将"瓦斯泥"分解成粗细两部分,为高值利用"瓦斯泥"打下了基础.约65%的低锌粗颗粒,含铁量高,可再次送回高炉炼铁;而含锌量较高的细颗粒泥,则可提炼金属锌.这项成果被列为国家自然科学基金.资助项目,宝钢用这项技术建设了一套专门回收瓦斯泥的水力旋流分离设备,现已成功进行了试运行.3.4浮一重联选工艺浮一重联选是一种重要的瓦斯泥处理工艺.浮选的目的是选出瓦斯泥中的碳,常用的设备是浮选机,处理过程中需要适当加入部分分散剂(如水玻璃+碳酸钠,2号油,杂醇等)和捕获剂(如煤油,轻柴油).重选的对象是瓦斯泥中的铁,常用的设备有摇床和螺旋溜槽,都是选矿中常见的设备.处理过程中将二者适当的组合,便可达到富集碳,铁, 脱锌的目的.北京科技大学通过对济钢高炉瓦斯灰进行试验研究,推荐采用浮一重联选工艺分别回收其中铁和炭,其工艺流程如图4所示.图4浮一重联选工艺流程图所分离回收的铁精矿,品位达60%以上,可返回钢厂烧结车间直接使用.中矿1和中矿2可作为矿渣水泥熟料的配料加以利用.中矿1含铁品位较高,可以搭配,调节铁精矿产品.分离回收的炭精矿发热量为24383J/g,可以作为锅炉喷煤粉燃料或它用.余下的尾泥可供给烧砖厂做配料利用.马钢与中钢集团马鞍山矿山研究院共同完成的高炉瓦斯泥处理技术,正是浮一重联选工艺.浮选部分采用浮选机,而重选采用螺旋溜槽,分别得到铁精矿,炭精粉和尾泥三种产品.铁精矿的铁品位可达52%,回收率33%;炭精粉的碳含量70%,回收率26%;尾泥中Zn含量富集至12%左右(满足回收其中zn的要求,但是没有进行相关的运作, 只是利用尾泥加工砖),回收率41%.试验性的1万t处理线投资300万元,目前,正筹建处理能力在4万～5万t/a的生产线,预计投资在800万～900万元.该项目已通过由安徽省科技厅主持的专家技术鉴定.武钢采用了浮一重联选工艺,浮选部分同样选用的是浮选机,而重选用的是摇床.处理武钢70%的瓦斯泥,年处理能力在7万t 左右,处理后获得35%品位58%的铁精矿, 15%含量65%的炭精粉,其余为含锌量较高的尾泥,处理工序位于瓦斯泥压滤机之前.4结论(1)高炉粉尘中含有铁,碳以及多种有用的金属,具有一定的经济价值,同时又含有锌,铅等有害元素.国内外各大钢厂都纷纷开展了高炉粉尘的回收再利用的研究和生产实践工作,并取得了一定的进展.(2)目前,高炉粉尘处理的目的主要是回收其中的铁和碳,生产铁精矿和碳精矿.对于锌含量高的,采用先进一步富集,再利用湿法回收锌的方法.由此,发展磁选(铁),浮选(碳),重选(铁),水力旋流(脱锌)等多种工艺,针对高炉瓦斯泥的特性和处理要求,采用其中某种或某几种组合处理,能够有效地回收其中的铁,碳以及锌等.。
高炉瓦斯灰
内蒙古科技大学本科生文献专题报告题目：高炉瓦斯灰综合利用的研究学生姓名：***学号：**********专业：冶金工程班级：冶金2013卓越指导教师：***高炉瓦斯灰综合利用的研究摘要:高炉瓦斯灰是由铁、碳以及Si,AI, Ca, Mg的氧化物组成，并含有低沸点的Pb,Zn 氧化物与碱金属氧化物等，是一种质轻、粒微的物质。
高炉粉尘中主要组分是铁、碳，并含有少量硅、铝、钙、镁等元素，也有部分高炉粉尘中含有铅、锌、砷等有害元素。
其性质及含量一般与进入高炉的物料性质有关系。
1976美国环保机构(EPA)制定法律将含铅锌的钢铁厂粉尘划归为K061类物质(有毒固体废物)，要求对其中铅、锌等进行回收或钝化处理，否则须密封堆放在指定场地。
为此，各国都极为重视对高炉粉尘的处理和综合利用，希望开发出既经济又能回收有价金属资源且又无环境污染的实用技术。
近年来随着高炉炼铁规模的扩大，产生了大量的高炉瓦斯灰，如果不实施综合利用，不但造成环境的污染，同时也是资源的浪费。
文章针对国内外对高炉瓦斯灰综合利用的研究现状做了详细的阐述，瓦斯灰的利用主要表现在这些方而:高炉瓦斯灰直接作烧结配料;回收铁和碳;回收锌等有色金属元素;制备絮凝剂;作为吸附剂;高炉瓦斯灰与煤粉混合喷吹以及其它的一些应用。
各种处理方式都没有达到有效综合利用的目的，有待对高炉瓦斯灰的利用提出更完善的措施。
关键词:高炉瓦斯灰;综合利用;回收有益元素AbstractThe main components of Blast Furnace (BF) dust are iron and carbon, at the same time it includes a few elements as silicon, aluminum, calcium, magnesium and so on. Also a part of blast furnace dusts contain harmful elements, such as lead, zinc, arsenic, etc. Generally, its property and content are in correlation with charge composition. In 1976, American Environmental Protection Association (EPA) legislated the law that the iron and steel plant dusts contained lead and zinc were listed K061 matters (virulent solid waste) and requested to recycle or deactivate lead, zinc and other harmful elements. Otherwise, they have to sealbefore piled at assigning location. Therefore, all countries extremely emphasized BFdust processing and comprehensive utilization, hoped to develop a practical technology, which can economically recycle the valuable metal resources and not pollute to environment.At present, our country approximately produces BFdust 10 million tons every year, gas ash and gas slimes respectively accounts for about 50%. Most domestic plants have not effectively used BF gas slimes, which generally used by returning sintering plant as mixture of sinters in the past. But the gas slimes granularity is very thin, much smaller than the fine ore, the permeability of bed of material will be greatly decreased, thus will affect the process efficiency, when adding the gas slimes to materials of sinter. The easy volatiliz ation elements as Zn, Pb in gas slimes will recycle and concentrate in BF, resulting in the Zn0 rising in gas, upper of BF heeling, gas pipe blocking, therefore BF cannot normally operate. Minority plants obtain secondary dusts containing Zn, Pb and charge containing Fe by separation or hydrometallurgy process. But the technological process is long and the process scale is small with extremely low recovery rate. The thesis adopts carbon-containing pellets roasting reduction method to obtain high grade zinc oxide powders and semi-metallic pellets, on the basis of Panzhihua steel blast furnace gas slimes characteristics containing higher iron, carbon and zinc.Firstly, physical-chemical property of BF gas slimes was analyzed in the thesis, then the reducing thermodynamics were calculated out, and the kinetics of BF gas slimes was studied. The research has shown that BF gas slimes is easyly reduced at high temperature, which proved that the reduction of BF gas slimes by roasting reduction method is possible in theory. In order to meet the experimental condition of carbon-containing pellets, the palletizing-property of BF slimes was researched.目录摘要 (II)Abstract ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
高炉瓦斯灰的资源化利用 (1)
高炉瓦斯灰的资源化利用——制备混凝剂的可行性研究高炉瓦斯灰是高炉炼铁产生的排泄物。
在高炉冶炼过程中，铁矿原料所含的锌、铝、铅等杂质在高温条件下被还原并形成蒸汽，与矿石、焦炭、熔剂等粉尘微粒一并随高炉煤气排出，后经湿式或干式除尘系统捕着去除，是钢铁企业主要固体排放物之一。
根据高炉瓦斯灰中含有一定量金属的特性，对其开展资源回收利用的一系列研究是很有必要的。
1 高炉瓦斯灰的组成及特点高炉瓦斯灰的化学组分比较复杂，除了未完全燃烧的炭，还包括铁以及铅、锌、铝、铜、铋、铟、镉等金属及碱金属氧化物。
在高炉冶炼过程中，瓦斯灰的产生量及其化学组分与所用铁原料的成分以及高炉作业条件（风量、风压、炉温等）有很大关系。
2011年，酒钢本部7座高炉产出瓦斯灰高达24.9万吨。
而且我国钢铁产量逐年增长，产生的高炉瓦斯灰总量亦逐年增长，若以铁产量的1.7%计，全国年产瓦斯灰近200万吨。
高炉瓦斯灰中铁的含量最高，其次是碳，二者之和约为45%～65%。
瓦斯灰外形呈灰黑色粉末状，粒度细小，其中小于200目（74μm）的颗粒约占97%～100%，平均粒径仅有20～25μm，而且锌、铜等有色金属主要分布在小于200目的细粒级别中。
由于高炉瓦斯灰的粒径小，密度小，极易飘散于大气中并形成对人体危害性较大的飘尘；若未经处理直接排放到环境中，不仅会对人体造成严重危害，而且其中的锌、铅等重金属在雨水侵蚀下容易进入地下水环境，从而对生态环境系统产生不利影响。
考虑到高炉瓦斯灰主要是由矿物微粒、焦炭粉和熔剂粉尘等组成，且富含铁、碳、铝以及锌等有色金属等，是宝贵的二次资源；如果不能有效利用，不仅对环境造成极大污染，而且造成资源浪费。
因此，研究如何高效、合理地利用高炉瓦斯灰，提高其综合利用价值，是解决钢铁行业固体排放物环境污染问题的关键，与此同时，会带来良好的经济效益和社会效益，实现固体废物的再资源化。
2 高炉瓦斯灰的资源化利用途径目前针对高炉瓦斯灰的处理，国内外主要采取以下四种方法。
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钢厂废物高炉瓦斯灰的综合利用
摘要：我国工业水平在不断的发展，对于工业中产生的一些产物，我们可以进行合理的利用，尤其是在钢铁炼制的时候，产生的高炉瓦斯灰的合理利用，因为我国在生产钢铁的时候所产生的瓦斯灰占据了世界前列，所以我们要对冶炼钢铁所产生的瓦斯灰做出更好的利用，由于其数量非常大，而且它还可以对我们的环境产生非常不利的影响。
本文就相关高炉瓦斯灰的特点进行探究，利用瓦斯灰制备聚合铝铁的高分子的絮凝剂，达到对瓦斯灰的合理利用，这种不仅能够使得我们节约成本，对废渣进行合理的利用。
关键词：钢厂高炉瓦斯灰无机高分子絮凝剂
高炉瓦斯灰在冶炼的过程中产生的一种瓦斯，即是一种高炉的煤气，是一种呈现粉尘状，高温区域进行激烈的反应，能够产生一定的微粒，其重要的成分是碳粒、单质铁以及铁的氧化物。
同时还会出现二氧化硅和氧化铝等固态的物质。
这些都是还可以进行利用的废渣，所以我们在进行钢铁生产的时候，为了能够节约成本，达到废渣的再利用，所以我们在进行生产的时候需要对其进行合理的瓦斯灰利用。
本文就相关瓦斯灰在我国的利用现状以及在利用过程中应该注意的事项进行分析。
针对高炉瓦斯灰的利用方式以及相关杂质的溶出条件进行分析，通过控制化学反应的条件实现水解的聚合反应，通过合成絮凝剂等高分子有机物实现对瓦斯灰的合理利用。
一、我国高炉瓦斯灰的研究现状分析
我国的钢铁生产占据了世界的首位，所以采取合理的方案实现高炉瓦斯灰的利用，能够为我国节约大量的成本，获取更多的经济效益，一般来说每生产一吨铁能够产生大约10千克的瓦斯灰，所以根据计算依据铁的产量为1.7%进行计算的时候，全国大概有200万吨的瓦斯灰，因此我国冶炼所产生的瓦斯灰的数量非常巨大，而且其能够为环境带来污染。
所以我们对瓦斯灰的利用上应该采取更加合理的措施，实现瓦斯灰的回收和再利用。
我们一般利用的方式是直接制成水泥，或者是进行粘性土的改造，但是这些的造价非常高，所以我们要采用更加经济有效地方式对瓦斯灰的处理。
高分子有机物絮凝剂是一种比新型的絮凝剂，主要诞生于上个世纪60年代，其发展也依靠着聚合氯化铝的工艺改进，所以在随后的基础上建成了煤矸石法制备氯化铝，这些工艺不断推动着我国的絮凝剂生产行业的快速发展。
二、高炉瓦斯灰中的物质溶出条件探究
（一）实验的原料和试剂的选择分析
首先选择一个钢铁厂的高炉瓦斯灰，根据测谱仪进行成分的测量，下表就是一个瓦斯灰的测谱仪测量的图表，如表1。
表1 高炉瓦斯灰的成分表
选择的药品有盐酸按照1：1的比例取药，EDTA试液，醋酸溶液其Ph=6，氯化锌溶液、磺基水杨酸、二甲苯酚橙、氯化钠、硝酸溶液。
（二）实验原理探究
高炉生产中产生的瓦斯灰，是一种粉尘，它能够在高温下进行激烈的反应，产生一种微粒，根据高炉瓦斯的分量可知，Fe和Al能够在一定的条件下使用酸溶液进行溶出，然后产生了相应的盐溶液，使用EDTA进行滴定测起浓度，在溶液中它们发生了一系列的化学反应，生成的物质更加方便以后进行化学的反应。
由于在进行炼铁和制钢的过程中能够达到的温度大概在1000摄氏度以上，产生的瓦斯灰呈现的是玻璃的形态，而不是在反应的时候呈现出的一种活性的氧化物的形态，所以不能够被非常容易的溶出。
所以为了加大Al的溶出率，我们要加入一定的助溶剂，使其反应在酸性的条件下进行，实现瓦斯灰中的氧化物质的溶出。
（三）实验方法探究
选取高炉中的瓦斯灰，首先观其成色，呈现的黑灰色粉末状，我们将其风干之后经过60目筛子，然后直接用于试验，首先要连接仪器，称取一定量的瓦斯灰放入烧瓶之中，然后加入助溶剂并且加入定量的盐酸或者硫酸溶液，经过加热和搅拌，在反应过程中添加硝酸，来氧化高炉瓦斯灰中的铁，当温度到达一定的时候，需要调节KDM的可调性的控温电热套，我们要保持所需温度反应到一定的时间后进行加热，然后冷却、过滤制成高炉瓦斯灰的溶液。
其具体的过程如图1所示。
图1 高炉瓦斯灰溶液提出流程示意图
三、高分子絮凝剂的制备方法和应用探究
（一）直接氧化法制备絮凝剂概述
我们在使用直接氧化的方法进行制备的时候，可以采用双氧水作为氧化剂，在进行氧化的时候先将硫酸铁和硫酸进行混合搅拌加热，当温度升至50摄氏度的时候，加入双氧水，让后将里面的Fe从二价氧化成三价，虽然这种方法很简单，但是双氧水非常容易氧化，所以我们要注意操作的细节处理。
（二）催化氧化法制备絮凝剂分析
这种方法主要是依靠氧气或者是空气作为氧化剂对其进行催化氧化，虽然氧化的方法不一样，但是其反应的原理基本一致，都是将亚铁离子氧化成三价的铁离子，使用的这种催化氧化的方法我们可以用到的催化剂还有很多，我们进行催化氧化的催化剂还能够使用硝酸。
通过氧化的个方法制备絮凝剂是一件非常简
单的操作，但是在操作的时候要注意整个过程的合理和规范，不然不能够达到氧化的效果。
四、总结语
我国冶炼钢铁工艺的不断发展，使得我们在对瓦斯灰的处理上也需要进行工艺技术的改进，不断开发出比较有效地瓦斯灰的处理方案，减少环境的污染，使得我们在钢铁冶炼中能够更加合理的利用资源，达到资源的高效利用。
参考文献：
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