CN112410566A - 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置 - Google Patents

一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112410566A
CN112410566A CN202010192360.1A CN202010192360A CN112410566A CN 112410566 A CN112410566 A CN 112410566A CN 202010192360 A CN202010192360 A CN 202010192360A CN 112410566 A CN112410566 A CN 112410566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
area
zinc
microwave heating
gas
roasting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010192360.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112410566B (zh
Inventor
胡兵
叶恒棣
刘呈
谢志诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Original Assignee
Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd filed Critical Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Priority to CN202010192360.1A priority Critical patent/CN112410566B/zh
Publication of CN112410566A publication Critical patent/CN112410566A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112410566B publication Critical patent/CN112410566B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0046—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes making metallised agglomerates or iron oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0066—Preliminary conditioning of the solid carbonaceous reductant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/212—Sintering; Agglomerating in tunnel furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/214—Sintering; Agglomerating in shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/248—Binding; Briquetting ; Granulating of metal scrap or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/04—Obtaining zinc by distilling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/16—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes with volatilisation or condensation of the metal being produced
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括：1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；2)内配碳球团进入微波加热区(1)进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区(2)经过焙烧结晶，然后经过缓冷区(3)和冷却区(4)冷却，得到高炉原料；4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区(1)，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。本发明将预还原烧结技术与微波加热工艺相结合，实现锌、钠、钾等元素和铁的有效分离，同时产生高纯度的CO气体，获得高品质的高炉原料。

Description

一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置
技术领域
本发明涉及含锌粉尘的处理，具体涉及一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置，属于含铁尘泥的综合利用技术领域。
背景技术
中国是钢铁大国，2016年粗钢产量超过8亿吨，近年来更是稳步上升。钢铁冶炼过程中所产生的含铁尘泥约占钢产量的10％，近8千万吨/年，数量巨大。这些含铁二次资源具不仅富含铁(约10％～68％)，还含有碳(1％～40％)、锌(0.5～20％)、铅、碱金属等有价元素，极具利用价值，但由于尘泥成分复杂，且铅、锌、碱金属等元素含量较高，在利用上依然存在困难。
目前，含铁尘泥的利用方式主要包括：选矿法、湿法处理、返回处理、火法处理、联合处理等。虽然处理方式众多，但目前并没有一种普适的含铁尘泥处理方式，开发一种经济、高效、环保的含铁尘泥综合利用工艺刻不容缓。
预还原烧结是一种在高燃料条件下进行铁矿石烧结的工艺。与常规烧结工艺相比，预还原烧结过程中的还原性气氛更强、烧结温度更高、产品金属化率高。最初，预还原烧结的铁原料大多是铁粉矿、精矿，研究重点在于产品性能和节能减排。随着研究的深入，国内外一些学者发现在预还原烧结的还原性气氛及高温下，烧结过程的有害元素脱除效率较常规烧结大大提高。通过预还原烧结技术处理含铁尘泥可以有效分离有害元素和铁，不仅能获得高品质金属化烧结矿，还能实现有害元素在粉尘中的富集，便于进一步处理。
微波作为一种加热手段，具有选择加热、快速加热、体积加热、即时加热、活化冶金化学反应、清洁干净等特点；铁氧化物和煤粉作为吸波体，具有强烈吸收微波的能力，可以快速提升物料的温度，加快化学反应的进行；微波通过透波体材料直接作用在还原物料体中，降低了传导热损失，微波加热本身不产生气体，减少了废气排放量，从而实现节能减排的目的。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的主要目的在于提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置。该方法将预还原烧结技术与微波加热工艺相结合，利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和活化冶金化学反应等特性，实现锌、钠、钾等元素和铁的有效分离，同时产生高纯度的CO气体，获得高品质的高炉原料。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：
1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
2)内配碳球团进入微波加热区，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区经过焙烧结晶，然后经过缓冷区和冷却区冷却，得到高炉原料；
4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。
在本发明中，该方法还包括：
5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；
6)高CO尾气一部分输送至再燃室燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区，为焙烧区提供热源。
在发明中，步骤3)中还包括：由冷却区鼓入空气或氧气，为焙烧区的燃烧提供氧气。
优选的是，步骤1)中，所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。
优选的是，步骤2)中，所述预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。
优选的是，步骤3)中，所述焙烧的温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括竖炉、尾气输送管道、煤气输送管道和空气输送管道。竖炉自上而下分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。其中，微波加热区设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区的外部。微波加热区的上方还连接有尾气输送管道。焙烧区连接有煤气输送管道。冷却区连接有空气输送管道。
优选的是，该装置还包括锌回收装置，所述尾气输送管道连接至锌回收装置的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室，由锌回收装置的气体出口引出的第一尾气管道连接至再燃室，从第一尾气管道上分出的第二尾气管道连接至煤气输送管道。
作为优选，该装置还包括密封料斗，所述密封料斗设置在微波加热区的上方并与微波加热区的内部连通。
根据本发明的第三种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括台车、尾气输送管道、煤气输送管道和空气输送管道。按照内配碳球团的走向，台车依次分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。其中，微波加热区设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区的外部。微波加热区的上方还连接有尾气输送管道。焙烧区连接有煤气输送管道和空气输送管道。
优选的是，该装置还包括锌回收装置，所述尾气输送管道连接至锌回收装置的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室，由锌回收装置的气体出口引出的第一尾气管道连接至再燃室，从第一尾气管道上分出的第二尾气管道连接至煤气输送管道。
作为优选，该装置还包括密封料斗，所述密封料斗设置在微波加热区的上方并与微波加热区的内部连通。
作为优选，该装置还包括导气管。所述导气管由焙烧区的底部引出，连接至微波加热区的底部。
在本发明所述的预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法中，该方法所用的原料为含锌粉尘(例如含铁尘泥等)、煤粉，微波、煤气作为热源，煤粉同时具有还原剂和发热体的双重作用。本发明将预还原烧结技术与微波加热工艺结合起来，首先含锌粉尘、煤粉和熔剂按照一定的比例配料，配料混匀后造球得到内配碳球团。其中，所述预还原烧结是指在高燃料条件下进行铁矿石烧结的工艺，因此本发明中所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。内配碳球团中C/Fe的摩尔比不一样，则该工艺处理后锌等元素的脱除率也不一样，相应的，残碳量及烧结矿成品率等均随之变化。制得的内配碳球团经密封料斗进入微波加热区，通过微波加热的方式进行预还原。其中，预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。内配碳球团在游离氧气含量较低的微波加热区中实现铁氧化物的低温快速还原，利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和活化冶金化学反应等特性，有效分离锌、钠、钾等元素和铁(预还原过程中，锌气化)。预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区经过高温结晶(其中，焙烧温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃)，然后经过缓冷区和冷却区冷却后出料，得到高品质的高炉原料。作为优选，在焙烧区的焙烧过程中，鼓入空气或氧气为焙烧区燃烧提供氧气。与此同时，焙烧过程中产生的CO2经过微波加热区，在高温条件下，CO2与内配碳球团中的C反应生成CO，加速还原，预还原过程中气化的锌随CO尾气一并从尾气输送管道排出。
作为优选方案，由尾气输送管道排出的尾气进入锌回收装置完成锌的回收，得到高纯度的CO尾气。优选的是，高CO尾气一部分通过第一尾气管道输送至再燃室燃烧，余热利用；一部分则通过第二尾气管道进入煤气输送管道，与CO/H2配成煤气，为焙烧区提供热源，从而实现尾气的循环利用。
在本发明中，与所述预还原微波烧结处理含锌粉尘方法相对应的装置包括两种方案。第一种方案为竖炉结构，所述竖炉自上而下分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。微波加热区的外部均匀设置多个微波源，以确保内配碳球团在微波加热区受热均匀。微波加热区的上方连接有尾气输送管道，焙烧过程中产生的CO2向上经过微波加热区时，在高温条件下，CO2与内配碳球团中的C反应生成CO，CO尾气与预还原烧结过程中气化的锌一并从尾气输送管道排出。焙烧区连接有煤气输送管道，煤气通过煤气输送管道输送至焙烧区，为焙烧区提供热源。冷却区连接有空气输送管道，便于实现从冷却区鼓入空气或氧气为焙烧区的燃烧提供氧气。
第二种方案为台车结构，按照内配碳球团的走向，所述台车分为微波加热区、焙烧区、缓冷区和冷却区。微波加热区的外部均匀设置多个微波源，以确保内配碳球团在微波加热区受热均匀。微波加热区的上方连接有尾气输送管道，微波加热区的底部与焙烧区的底部之间还连接有导气管。焙烧过程中产生的CO2通过底部的导气管进入微波加热区，在高温条件下，CO2与内配碳球团中的C反应生成CO，CO尾气与预还原烧结过程中气化的锌一并从尾气输送管道排出。焙烧区连接有煤气输送管道，煤气通过煤气输送管道输送至焙烧区，为焙烧区提供热源。焙烧区还连接有空气输送管道，以便于鼓入空气或氧气为焙烧区的燃烧提供氧气。台车结构为卧式结构，增设的导气管是为了实现台车结构的烟气循环。
作为优选方案，上述装置中还包括锌回收装置和再燃室。由尾气输送管道排出的尾气进入锌回收装置，将尾气中的锌回收后，即得到高纯度的CO尾气。一部分高CO尾气进入再燃室燃烧，余热利用；一部分高CO尾气则与CO/H2配成煤气进入焙烧区，为焙烧区提供热源，实现尾气的循环利用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明将预还原烧结技术与微波加热工艺相结合，实现锌、钠、钾等元素和铁的有效分离，同时产生高纯度的CO气体，获得高品质的高炉原料；
2、本发明采用微波直接对内配碳球团进行加热，利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和活化冶金化学反应等特性，快速提升物料的温度，加快化学反应的进行；而且，微波加热本身不产生气体，减少了废气排放量，从而实现节能减排的目的；
3、本发明通过调整含锌粉尘与煤粉制得的内配碳球团中C/Fe的摩尔比，使得预还原烧结过程中的还原性气氛更强、烧结温度更高、产品金属化率也更高，大大提高烧结过程中有害元素的脱除率，也保证了烧结矿的成品率；
4、本发明中产生的高纯度CO气体，一部分可以用于再燃室燃烧，余热利用，一部分可以配成煤气输送至焙烧区，为焙烧区提供热源，从而实现尾气的循环利用。
附图说明
图1为本发明一种预还原微波烧结处理含锌粉尘方法的工艺流程图；
图2为本发明一种预还原微波烧结处理含锌粉尘竖炉的结构示意图；
图3为本发明一种预还原微波烧结处理含锌粉尘台车的结构示意图。
附图标记：A：竖炉；B：台车；1：微波加热区；2：焙烧区；3：缓冷区；4：冷却区；5：锌回收装置；6：再燃室；7：密封料斗；L1：尾气输送管道；L2：煤气输送管道；L3：空气输送管道；L4：第一尾气管道；L5：第二尾气管道；L6：导气管。
具体实施方式
根据本发明的第一种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：
1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
2)内配碳球团进入微波加热区1，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区2经过焙烧结晶，然后经过缓冷区3和冷却区4冷却，得到高炉原料；
4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区1，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。
在本发明中，该方法还包括：
5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；
6)高CO尾气一部分输送至再燃室6燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区2，为焙烧区2提供热源。
在发明中，步骤3)中还包括：由冷却区4鼓入空气或氧气，为焙烧区2的燃烧提供氧气。
优选的是，步骤1)中，所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。
优选的是，步骤2)中，所述预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。
优选的是，步骤3)中，所述焙烧的温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括竖炉A、尾气输送管道L1、煤气输送管道L2和空气输送管道L3。竖炉A自上而下分为微波加热区1、焙烧区2、缓冷区3和冷却区4。其中，微波加热区1设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区1的外部。微波加热区1的上方还连接有尾气输送管道L1。焙烧区2连接有煤气输送管道L2。冷却区4连接有空气输送管道L3。
优选的是，该装置还包括锌回收装置5，所述尾气输送管道L1连接至锌回收装置5的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室6，由锌回收装置5的气体出口引出的第一尾气管道L4连接至再燃室6，从第一尾气管道L4上分出的第二尾气管道L5连接至煤气输送管道L2。
作为优选，该装置还包括密封料斗7，所述密封料斗7设置在微波加热区1的上方并与微波加热区1的内部连通。
根据本发明的第三种实施方案，提供一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置。
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于上述方法中的装置，该装置包括台车B、尾气输送管道L1、煤气输送管道L2和空气输送管道L3。按照内配碳球团的走向，台车B依次分为微波加热区1、焙烧区2、缓冷区3和冷却区4。其中，微波加热区1设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区1的外部。微波加热区1的上方还连接有尾气输送管道L1。焙烧区2连接有煤气输送管道L2和空气输送管道L3。
优选的是，该装置还包括锌回收装置5，所述尾气输送管道L1连接至锌回收装置5的气体入口。优选的是，该装置还包括再燃室6，由锌回收装置5的气体出口引出的第一尾气管道L4连接至再燃室6，从第一尾气管道L4上分出的第二尾气管道L5连接至煤气输送管道L2。
作为优选，该装置还包括密封料斗7，所述密封料斗7设置在微波加热区1的上方并与微波加热区1的内部连通。
作为优选，该装置还包括导气管L6。所述导气管L6由焙烧区2的底部引出，连接至微波加热区1的底部。
实施例1
如图2所示，一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置，该装置包括竖炉A、尾气输送管道L1、煤气输送管道L2和空气输送管道L3。竖炉A自上而下分为微波加热区1、焙烧区2、缓冷区3和冷却区4。其中，微波加热区1设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区1的外部。微波加热区1的上方还连接有尾气输送管道L1。焙烧区2连接有煤气输送管道L2。冷却区4连接有空气输送管道L3。
实施例2
重复实施例1，只是该装置还包括锌回收装置5，所述尾气输送管道L1连接至锌回收装置5的气体入口。
实施例3
重复实施例2，只是该装置还包括再燃室6，由锌回收装置5的气体出口引出的第一尾气管道L4连接至再燃室6，从第一尾气管道L4上分出的第二尾气管道L5连接至煤气输送管道L2。
实施例4
重复实施例3，只是该装置还包括密封料斗7，所述密封料斗7设置在微波加热区1的上方并与微波加热区1的内部连通。
实施例5
如图3所示，一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置，该装置包括台车B、尾气输送管道L1、煤气输送管道L2和空气输送管道L3。按照内配碳球团的走向，台车B依次分为微波加热区1、焙烧区2、缓冷区3和冷却区4。其中，微波加热区1设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区1的外部。微波加热区1的上方还连接有尾气输送管道L1。焙烧区2连接有煤气输送管道L2和空气输送管道L3。
该装置还包括锌回收装置5，所述尾气输送管道L1连接至锌回收装置5的气体入口。该装置还包括再燃室6，由锌回收装置5的气体出口引出的第一尾气管道L4连接至再燃室6，从第一尾气管道L4上分出的第二尾气管道L5连接至煤气输送管道L2。
该装置还包括密封料斗7，所述密封料斗7设置在微波加热区1的上方并与微波加热区1的内部连通。
实施例6
重复实施例5，只是该装置还包括导气管L6。所述导气管L6由焙烧区2的底部引出，连接至微波加热区1的底部。
实施例7
如图1所示，一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：
1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
2)内配碳球团进入微波加热区1，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区2经过焙烧结晶，然后经过缓冷区3和冷却区4冷却，得到高炉原料；
4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区1，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。
实施例8
一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，使用实施例4中的装置，该方法包括以下步骤：
1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
2)内配碳球团进入微波加热区1，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区2经过焙烧结晶，然后经过缓冷区3和冷却区4冷却，得到高炉原料；
4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区1，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出；
5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；
6)高CO尾气一部分输送至再燃室6燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区2，为焙烧区2提供热源。
实施例9
重复实施例8，只是步骤3)中还包括：由冷却区4鼓入空气，为焙烧区2的燃烧提供氧气。
实施例10
重复实施例9，只是步骤2)中，所述预还原的温度为1200℃。
实施例11
重复实施例10，只是步骤3)中，所述焙烧的温度为1300℃。
实施例12
重复实施例11，采用含锌粉尘内配煤粉在预还原微波烧结竖炉结构装置中进行预还原和焙烧，其中内配碳球团在C/Fe的摩尔比为0.5时，烧结过程K、Na、Zn的脱除率分别达到73.86％、59.44％和60.08％的较高水平，残碳量为0.98％，烧结矿成品率72.52％，转鼓强度为67.97％。
实施例13
重复实施例11，采用含锌粉尘内配煤粉在预还原微波烧结竖炉结构装置中进行预还原和焙烧，其中内配碳球团在C/Fe的摩尔比为0.7时，K、Na、Zn的脱除率均达到了最高值，分别为82.62％、67.69％和84.72％。此外，残碳量为2.66％，烧结矿成品率72.67％，转鼓强度为76.62％。
从实施例12和13可以看出，采用本发明方法及装置对含锌粉尘进行预还原微波烧结处理时，通过调整含锌粉尘与煤粉制得的内配碳球团中C/Fe的摩尔比，使得预还原烧结过程中的还原性气氛更强、烧结温度更高、产品金属化率也更高，同时充分利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和活化冶金化学反应等特性，能够大大提高烧结过程中有害元素的脱除率，同时获得高品质金属化烧结矿，实现节能减排的目的。

Claims (10)

1.一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法，该方法包括以下步骤：
1)将含锌粉尘和煤粉进行配料，配料中加入熔剂，配好的物料经过混合造球，得到内配碳球团；
2)内配碳球团进入微波加热区(1)，并通过微波加热的方式进行预还原，在预还原的过程中，内配碳球团中的锌气化；
3)预还原脱锌后的内配碳球团进入焙烧区(2)经过焙烧结晶，然后经过缓冷区(3)和冷却区(4)冷却，得到高炉原料；
4)步骤3)中焙烧过程产生的CO2经过微波加热区(1)，CO2与内配碳球团中的C反应，生成CO，步骤2)中气化的锌随CO尾气一并排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
5)步骤4)排出的尾气经过锌回收后，得到高CO尾气；
6)高CO尾气一部分输送至再燃室(6)燃烧，一部分与CO/H2配成煤气，输送至焙烧区(2)，为焙烧区(2)提供热源。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤3)中还包括：由冷却区(4)鼓入空气或氧气，为焙烧区(2)的燃烧提供氧气。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述内配碳球团中C的摩尔量与Fe的摩尔量的比值为0.1-1.5:1，优选为0.2-1:1，更优选为0.3-0.8:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述预还原的温度为900-1300℃，优选为950-1250℃，更优选为1000-1200℃。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述焙烧的温度为1000-1400℃，优选为1100-1350℃，更优选为1200-1300℃。
7.一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于权利要求1-6中任一项所述的方法中的装置，该装置包括竖炉(A)、尾气输送管道(L1)、煤气输送管道(L2)和空气输送管道(L3)；竖炉(A)自上而下分为微波加热区(1)、焙烧区(2)、缓冷区(3)和冷却区(4)；其中，微波加热区(1)设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区(1)的外部；微波加热区(1)的上方还连接有尾气输送管道(L1)；焙烧区(2)连接有煤气输送管道(L2)；冷却区(4)连接有空气输送管道(L3)。
8.一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的装置或用于权利要求1-6中任一项所述的方法中的装置，该装置包括台车(B)、尾气输送管道(L1)、煤气输送管道(L2)和空气输送管道(L3)；按照内配碳球团的走向，台车(B)依次分为微波加热区(1)、焙烧区(2)、缓冷区(3)和冷却区(4)；其中，微波加热区(1)设有多个微波源，多个微波源均匀分布在微波加热区(1)的外部；微波加热区(1)的上方还连接有尾气输送管道(L1)；焙烧区(2)连接有煤气输送管道(L2)和空气输送管道(L3)。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于：该装置还包括锌回收装置(5)，所述尾气输送管道(L1)连接至锌回收装置(5)的气体入口；优选的是，该装置还包括再燃室(6)，由锌回收装置(5)的气体出口引出的第一尾气管道(L4)连接至再燃室(6)，从第一尾气管道(L4)上分出的第二尾气管道(L5)连接至煤气输送管道(L2)；和/或
该装置还包括密封料斗(7)，所述密封料斗(7)设置在微波加热区(1)的上方并与微波加热区(1)的内部连通。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于：该装置还包括导气管(L6)；所述导气管(L6)由焙烧区(2)的底部引出，连接至微波加热区(1)的底部。
CN202010192360.1A 2020-03-18 2020-03-18 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置 Active CN112410566B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010192360.1A CN112410566B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010192360.1A CN112410566B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112410566A true CN112410566A (zh) 2021-02-26
CN112410566B CN112410566B (zh) 2023-06-23

Family

ID=74844060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010192360.1A Active CN112410566B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112410566B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113999975A (zh) * 2021-10-29 2022-02-01 上海大学 一种固废脱锌中微波点阵分布结构及设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4906290A (en) * 1987-04-28 1990-03-06 Wollongong Uniadvice Limited Microwave irradiation of composites
CN103131476A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 上海麦风微波设备有限公司 一种煤气的微波生产工艺方法和装置
CN106399700A (zh) * 2016-11-03 2017-02-15 江苏省冶金设计院有限公司 一种处理含锌粉尘的方法及其***
CN107304460A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 中冶长天国际工程有限责任公司 一种铁矿石预还原烧结方法及其装置
CN107779536A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 中冶长天国际工程有限责任公司 一种直接还原铁生产方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4906290A (en) * 1987-04-28 1990-03-06 Wollongong Uniadvice Limited Microwave irradiation of composites
CN103131476A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 上海麦风微波设备有限公司 一种煤气的微波生产工艺方法和装置
CN107304460A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 中冶长天国际工程有限责任公司 一种铁矿石预还原烧结方法及其装置
CN107779536A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 中冶长天国际工程有限责任公司 一种直接还原铁生产方法及装置
CN106399700A (zh) * 2016-11-03 2017-02-15 江苏省冶金设计院有限公司 一种处理含锌粉尘的方法及其***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张朝晖 等编著: "《冶金环保与资源综合利用》", 31 January 2016, 冶金工业出版社 *
胡兵 等: "预还原烧结技术的研究现状与新技术的开发", 《烧结球团》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113999975A (zh) * 2021-10-29 2022-02-01 上海大学 一种固废脱锌中微波点阵分布结构及设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112410566B (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101538632B (zh) 海绵铁的制备工艺及设备
CN107304460B (zh) 一种铁矿石预还原烧结方法及其装置
CN104152165B (zh) 煤气循环煤炭全粒径分级热解耦合冶金还原工艺及***
CN108796217B (zh) 一种含锌含铁尘泥资源化利用的装置及方法
CN111500852B (zh) 一种含碳金矿悬浮焙烧***
CN112899427A (zh) 一种使用电能加热的氢气竖炉炼铁***及方法
WO2021244616A1 (zh) 基于气基能源的两步法高磷含铁资源铁磷高效分离的方法
CN101210281A (zh) 一种含铜硫酸冷烧渣的综合利用方法及装置
CN101210280A (zh) 一种含铜硫酸热烧渣的综合利用方法
CN102492855A (zh) 一种从含锌固体废料中回收有价金属的方法
CN114737051A (zh) 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及***
CN113088607A (zh) 一种赤泥熔融冶炼回收铁钒钠的方法
CN102634614A (zh) 一种含锌钢铁冶炼中间渣的资源化处理方法
CN115216574B (zh) 一种含铁复合球团的直接还原工艺和直接还原装置
CN109929959B (zh) 一种粉状铁矿石悬浮态直接还原-熔炼生产铁水的方法
CN111733330A (zh) 利用回转窑进行锌富集回收的方法
CN112410566B (zh) 一种预还原微波烧结处理含锌粉尘的方法及装置
CN212316202U (zh) 含锌粉尘的回收***
CN102191348A (zh) 一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置
CN111607707A (zh) 含锌粉尘回收方法及含锌粉尘的回收***
CN109385521B (zh) 一种铅锑混合矿富氧熔池低温氧化熔炼的生产工艺
CN204039332U (zh) 煤气循环煤炭全粒径分级热解耦合冶金还原***
CN101914675A (zh) 菱铁矿的开发利用方法
CN113789421A (zh) 一种连续喷吹电炉除尘灰入炉综合回收***及其回收方法
CN112609070B (zh) 一种悬浮还原焙烧强化含硼铁精矿硼铁分离提取的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant