CN113174483A - 一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，该方法把不锈钢镍、铬粉尘先进行消解处理，采用冷压球团生产工艺进行压块，最终将符合入炉条件的球团加入半钢冶炼工艺的脱磷转炉进行回收，将粉尘压球并充分利用脱磷转炉半钢冶炼模式下的高碳铁水条件（入炉w[C]＞4.0%；出钢w[C]＞2.8%），实现在不额外添加还原剂，不增加钢厂冶炼成本且不影响脱磷转炉冶炼工艺的情况下，有效的还原并回收了不锈钢粉尘中的镍、铬贵重金属元素，降低了不锈钢生产成本并提高了钢厂综合效益。

Description

一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法
技术领域
本发明属于工业废弃物回收技术领域，涉及一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法。
背景技术
不锈钢生产过程中企业内部产生的镍、铬尘泥中含有部分镍、铬等贵金属元素，若不加以回收利用，将会对环境造成严重污染，特别是水资源的污染。美国环保局（EPA）对不锈钢除尘灰做了毒性浸出试验，其中 Zn、Cr、Pb 等多种重金属不能达到环保法标准，将该粉尘定义为危险废物，禁止直接填埋处置。因此，积极寻求适合企业自身特点的炼钢粉尘回收再利用的方法，从而经济稳妥的消化和处置炼钢产生的含镍、铬粉尘，已成为不锈钢生产企业面临的重要难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法。
为此，本发明采取如下技术方案：
一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，包括以下步骤：
（1）粉尘收集，将粉尘收集至储料仓内；
（2）粉尘消解，向粉尘内加入水并搅拌均匀，装入消解仓内消解；
（3）压球，向消解后的粉尘加入复合粘结剂和胶水并搅拌均匀，冷压压制成直径20-50mm的粉尘球团，晾干备用；
（4）脱磷冶炼：向脱磷转炉中兑入铁水进行冶炼，在前2-4分钟的脱硅期内不加入粉尘球团，进入脱磷期后加入粉尘球团冶炼，冶炼完成后倒炉出钢。
进一步地，所述步骤（1）中粉尘中包含的化学成分及其质量百分比为：CaO：10%～28%，MgO：1%～3%，Cr2O3：8%～13%，Ni：0%～2.5%，TFe：18%～32%，SiO2：2%～8%，余量为不可避免的杂质。
进一步地，所述步骤（2）中加入水的质量百分比为8%～13%。
进一步地，所述步骤（2）中消解时间不小于16小时。
进一步地，所述步骤（3）中所加入复合粘结剂的质量百分比为4%～7%，胶水的质量百分比为2%～5%。
进一步地，所述步骤（4）中，具体地：
若入炉铁水的温度＜1250℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于50 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量为500Kg～1200Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量大于1800Kg；
若1250℃≤入炉铁水温度＜1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于800 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量800Kg～1500Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量1500Kg～2000Kg；Si≥0.80%，则粉尘球团加入量2000 Kg～3000Kg；
若入炉铁水温度≥1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量1200Kg～2500Kg；Si≥0.50%，则粉尘球团加入量2000Kg～3000Kg。
本发明的有益效果在于：
（1）相较于而常规碳钢转炉本方法采用脱磷转炉，在脱磷转炉半钢冶炼条件下，吹炼前、后铬氧化物还原ΔG＜0，即前期还原进入铁水中的铬在后续冶炼过程中不会被再次氧化，实现在不额外添加还原剂，不增加钢厂冶炼成本且不影响脱磷转炉冶炼工艺的情况下，有效的还原并回收了不锈钢粉尘中的镍、铬贵重金属元素，降低了不锈钢生产成本并提高了钢厂综合效益，而常规碳钢转炉冶炼条件下，吹炼终点铬氧化物还原ΔG＞0，即前期还原进入铁水中的铬在后续冶炼过程中会被再次氧化。
（2）将粉尘压球后再供脱磷转炉使用，减少了倒运环节粉尘污染，提高了粉尘利用率并降低了环境污染风险。
（3）将冷压球团直接加入炼钢炉使用，省去了常规处理工艺中粉尘必须经矿热炉等预熔还原处理环节，简化了回收处理工艺并降低了回收处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明：
以下实施例中的粉尘来自炼钢各产尘点的为不锈钢粉尘，其中所包含的化学成分及其质量百分比为：CaO：10%～28%，MgO：1%～3%，Cr2O3：8%～13%，Ni：0%～2.5%，TFe：18%～32%，SiO2：2%～8%，余量为不可避免的杂质。
同时若入炉铁水的温度＜1250℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于50 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量为500Kg～1200Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量大于1800Kg。
若1250℃≤入炉铁水温度＜1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于800 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量800Kg～1500Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量1500Kg～2000Kg；Si≥0.80%，则粉尘球团加入量2000 Kg～3000Kg。
若入炉铁水温度≥1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量1200Kg～2500Kg；Si≥0.50%，则粉尘球团加入量2000Kg～3000Kg。
实施例1
脱磷转炉生产410S钢种，包括如下步骤：
（1）通过吸排车将炼钢各产尘点的不锈钢粉尘在不落地的情况下输送至收集至储料仓内，具体地，经过检测，粉尘中化学成分及其质量百分比为CaO：10%，MgO：1%，Cr2O3：8%，Ni：0%，TFe：18%，SiO2：2%。
（2）向粉尘内加入质量百分比为10%的水并搅拌均匀，然后将加水后的粉尘装入消解仓内进行16小时的消解，以溶解粉尘中的颗粒物，因粉尘中加水，所以在运输过程中不会发生扬尘现象污染周围环境。
（3）向消解后的粉尘加入质量百分比为7%的复合粘结剂以及4%胶水然后搅拌均匀，送入高压压球机冷压压制成直径20-50mm的粉尘球团，晾干备用。
（4）向脱磷转炉中兑入96～98吨铁水进行冶炼，入炉铁水的化学成分及其质量百分比为：C：4.41%，Si：0.46%，Mn：0.84%，P：0.092%，S：0.060%，入炉铁水温度为1256℃，在前2-4分钟的脱硅期内不加入粉尘球团，进入脱磷期炉渣具备一定流动性后，加入600kg粉尘球团冶炼，冶炼完成后倒炉出钢，铬收得率：47.66%，脱磷、脱锰效率正常。
实施例2
脱磷转炉冶炼430钢种，包括如下步骤：
（1）通过吸排车将炼钢各产尘点的不锈钢粉尘在不落地的情况下输送至收集至储料仓内，具体地，经过检测，粉尘中化学成分及其质量百分比为CaO：28%，MgO：3%，Cr2O3：13%，Ni：2.5%，TFe：32%，SiO2：8%。
（2）向粉尘内加入质量百分比为8%的水并搅拌均匀，然后将加水后的粉尘装入消解仓内进行20小时的消解，以溶解粉尘中的颗粒物，因粉尘中加水，所以在运输过程中不会发生扬尘现象污染周围环境。
（3）向消解后的粉尘加入质量百分比为6%的复合粘结剂以及3%胶水然后搅拌均匀，送入高压压球机冷压压制成直径20-50mm的粉尘球团，晾干备用。
（4）向脱磷转炉中兑入88～90吨铁水进行冶炼，入炉铁水的化学成分及其质量百分比为：C：4.41%，Si：0.56%，Mn：0.84%，P：0.092%，S：0.060%，入炉铁水温度为1256℃，在前2-4分钟的脱硅期内不加入粉尘球团，进入脱磷期炉渣具备一定流动性后，加入1000kg粉尘球团冶炼，冶炼完成后倒炉出钢，铬收得率：48.36%，脱磷、脱锰效率正常。
实施例3
脱磷转炉冶炼低磷钢种410L，包括如下步骤：
（1）通过吸排车将炼钢各产尘点的不锈钢粉尘在不落地的情况下输送至收集至储料仓内，具体地，经过检测，粉尘中化学成分及其质量百分比为CaO：15%，MgO：2%，Cr2O3：10%，Ni：1.5%，TFe：25%，SiO2：4%。
（2）向粉尘内加入质量百分比为13%的水并搅拌均匀，然后将加水后的粉尘装入消解仓内进行24小时的消解，以溶解粉尘中的颗粒物，因粉尘中加水，所以在运输过程中不会发生扬尘现象污染周围环境。
（3）向消解后的粉尘加入质量百分比为4%的复合粘结剂以及5%胶水然后搅拌均匀，送入高压压球机冷压压制成直径20-50mm的粉尘球团，晾干备用。
（4）向脱磷转炉中兑入88～90吨铁水进行冶炼，入炉铁水的化学成分及其质量百分比为：C：4.41%，Si：0.56%，Mn：0.84%，P：0.092%，S：0.060%，入炉铁水温度为1286℃，在前2-4分钟的脱硅期内不加入粉尘球团，进入脱磷期炉渣具备一定流动性后，加入2500kg粉尘球团冶炼，冶炼完成后倒炉出钢，铬收得率：51.26%，脱磷、脱锰效率正常。
该方法将不锈钢镍、铬粉尘先进行消解处理，然采用冷压球团生产工艺进行压块，最终将符合入炉条件的球团加入半钢冶炼工艺的脱磷转炉进行回收，将粉尘压球并充分利用脱磷转炉半钢冶炼模式下的高碳铁水条件（入炉w[C]＞4.0%；出钢w[C]＞2.8%），实现在不额外添加还原剂，不增加钢厂冶炼成本且不影响脱磷转炉冶炼工艺的情况下，有效的还原并回收了不锈钢粉尘中的镍、铬贵重金属元素，降低了不锈钢生产成本并提高了钢厂综合效益。

Claims (6)

1.一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）粉尘收集，将粉尘收集至储料仓内；
（2）粉尘消解，向粉尘内加入水并搅拌均匀，装入消解仓内消解；
（3）压球，向消解后的粉尘加入复合粘结剂和胶水并搅拌均匀，冷压压制成直径20-50mm的粉尘球团，晾干备用；
（4）脱磷冶炼：向脱磷转炉中兑入铁水进行冶炼，在前2-4分钟的脱硅期内不加入粉尘球团，进入脱磷期后加入粉尘球团冶炼，冶炼完成后倒炉出钢。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤（1）中粉尘中包含的化学成分及其质量百分比为：CaO：10%～28%，MgO：1%～3%，Cr2O3：8%～13%，Ni：0%～2.5%，TFe：18%～32%，SiO2：2%～8%，余量为不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤（2）中加入水的质量百分比为8%～13%。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤（2）中消解时间不小于16小时。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所加入复合粘结剂的质量百分比为4%～7%，胶水的质量百分比为2%～5%。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢镍、铬粉尘回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，具体地：
若入炉铁水的温度＜1250℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于50 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量为500Kg～1200Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量大于1800Kg；
若1250℃≤入炉铁水温度＜1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量小于800 Kg；0.50%≤Si＜0.60%，则粉尘球团加入量800Kg～1500Kg；0.60%≤Si＜0.80%，则粉尘球团加入量1500Kg～2000Kg；Si≥0.80%，则粉尘球团加入量2000 Kg～3000Kg；
若入炉铁水温度≥1280℃，Si含量百分比：0.30%≤Si＜0.50%，则粉尘球团加入量1200Kg～2500Kg；Si≥0.50%，则粉尘球团加入量2000Kg～3000Kg。
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