CN116103501A - 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法 - Google Patents

钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116103501A
CN116103501A CN202310176157.9A CN202310176157A CN116103501A CN 116103501 A CN116103501 A CN 116103501A CN 202310176157 A CN202310176157 A CN 202310176157A CN 116103501 A CN116103501 A CN 116103501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
smelting
material supply
red mud
zone
flue gas
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.)
Pending
Application number
CN202310176157.9A
Other languages
English (en)
Inventor
宋言
吴卫国
许良
陈学刚
黎敏
辛鹏飞
周宝
张阁
陈向强
崔大韡
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.)
China ENFI Engineering Corp
China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd
Original Assignee
China ENFI Engineering Corp
China Nonferrous Metals 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 China ENFI Engineering Corp, China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd filed Critical China ENFI Engineering Corp
Priority to CN202310176157.9A priority Critical patent/CN116103501A/zh
Publication of CN116103501A publication Critical patent/CN116103501A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working 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
    • C22B7/001Dry processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/02Making pig-iron other than in blast furnaces in low shaft furnaces or shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1218Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by dry processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working 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
    • C22B7/02Working-up flue dust
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本发明提供了一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法。包括:将钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂经加料口进入预热区进行预热,得到预热后的物料和第一烟气;将预热后的物料在熔化还原区进行第一还原处理,得到初还原液相产物和第二烟气;将初还原液相产物在熔融还原区进行第二还原处理,得到熔渣和第三烟气,第一烟气、第二烟气和第三烟气均从烟气出口排出,熔渣从排渣口排出,预热区、熔化还原区和熔融还原区的温度依次升高。采用上述方法一方面能够降低冶炼能耗,另一方面还能够使钢烟灰和赤泥在熔化还原区进行预还原,在熔融还原区进行深度还原,从而能够进一步提高反应原料的还原度,提高最终的回收率。此外上述方法还具有工艺流程短,且成本低等优点。

Description

钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法
技术领域
本发明涉及钢烟灰处理领域,具体而言,涉及一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法。
背景技术
钢烟灰是指在高炉炼铁和废钢回收再生冶炼废钢铁时,其外表的镀锌层中的锌元素都会以气态挥发而进入烟气,烟气经干法或湿法收尘而获得含锌氧化物。钢烟灰是再生锌领域应用的主要再生资源。钢烟灰的处理方法主要有湿法和火法。湿法工艺主要包括碱浸和酸浸。湿法工艺均存在设备投资大,浸出液和浸出渣难处理造成二次污染等问题。火法工艺包括回转窑烟化挥发(威尔兹法)、等离子炉熔炼、电热竖炉熔炼、垂直喷射火焰烟化等。其中回转窑烟化挥发工艺存在备料过程复杂,细烟灰需制粒干燥,能耗大,还原剂用量大,窑维修费用大,主要是耐火材料寿命短等问题。等离子炉熔炼工艺存在单系列处理规模小,电能消耗大(如以钢烟灰为例,电能消耗1400kWh/t烟灰),投资大等问题。电热竖炉熔炼工艺存在工艺流程长,投资大,电能消耗大等问题。垂直喷射火焰烟化工艺存在需建设制氧机站和空压机站,投资大等问题。
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的固体废渣,因富含氧化铁,外观呈红色泥状或粉末状。生产氧化铝与所需排放的赤泥的比例大约为1.0:1.5。世界赤泥的平均利用率为15%,但我国赤泥的综合利用率仅为4%。赤泥的主要成分为氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化钛、氧化钠和二氧化硅,还包含一些微量元素,如钾、钡、铜、锰、锌、硫等以及少量的稀土元素。赤泥综合回收利用方法包括火法和湿法,火法主要是通过磁化焙烧的方法提取赤泥中的铁;湿法应用较多,如采用三级循环酸浸提取赤泥中的钛;采用硫酸浸出赤泥后,浸出液通过铁粉还原、萃取、二级反萃的工艺回收钪等。
鉴于上述问题的存在,需要提供一种能够同时处理钢烟灰和赤泥的短流程、低能耗、低成本和高回收率的冶炼方法和装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,以解决现有的钢烟灰或赤泥的处理方法存在流程长、能耗高、成本高及回收率低的问题。
为了实现上述目的,本发明一方面提供了一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,冶炼过程在竖式熔炼装置中进行,从上至下,竖式熔炼装置包括:预热区、熔化还原区和熔融还原区,且依次对应设置多个第一物料供应装置、多个第二物料供应装置和多个第三物料供应装置,第一物料供应装置、第二物料供应装置和第三物料供应装置均用于同时供应富氧空气和燃料,并调节预热区、熔化还原区和熔融还原区的温度,与预热区对应的区域设置有加料口和烟气出口,与熔融还原区对应的区域设置有排渣口;钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法包括:将钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂经加料口进入预热区进行预热,得到预热后的物料和第一烟气;将预热后的物料在熔化还原区进行第一还原处理,得到初还原液相产物和第二烟气;将初还原液相产物在熔融还原区进行第二还原处理,得到熔渣和第三烟气,第一烟气、第二烟气和第三烟气均从烟气出口排出,熔渣从排渣口排出,且预热区、熔化还原区和熔融还原区的温度依次升高。
进一步地,各第一物料供应装置设置在预热还原区的两侧,且靠近熔化还原区;优选地,第一物料供应装置斜向下设置,且与水平线的夹角大于0°,且≤15°。
进一步地,预热过程中,第一物料供应装置提供的富氧空气中氧气的浓度为23~30%,温度为900~1000℃。
进一步地,第二物料供应装置和第三物料供应装置均为浸没式喷枪,且各第二物料供应装置设置在熔化还原区的两侧,且靠近熔融还原区,各第三物料供应装置设置在熔融还原区的两侧,且水平高度为熔融还原区的水平高度的1/2;优选地,第二物料供应装置和第三物料供应装置均斜向下设置,且与水平线的夹角均大于0°,且≤15°。
进一步地,第二物料供应装置提供的富氧空气中氧气的浓度为40%~60%,核心区作业温度为1100~1500℃;第三物料供应装置提供的富氧空气中氧气的浓度为70~90%,核心区作业温度为1600~1800℃。
进一步地,竖式熔炼装置内的压力为500~800Pa。
进一步地,第一还原处理过程和第二还原处理过程中,CO的浓度大于60%。
进一步地,冶炼过程采用的装置还包括:冷凝装置,冷凝装置设置有气体入口和液态金属排放口以及不凝气排放口,气体入口与烟气入口相连通;除尘净化装置,除尘净化装置设置有不凝气入口和一氧化碳出口,不凝气入口与不凝气出口连通。
进一步地,按重量百分含量计,钢烟灰包括ZnO 15%~50%,PbO 0.1%~5%,Fe2O320%~65%,SiO2 2%~5%,CaO 2%~10%;按重量百分含量计,赤泥包括:Fe2O310%~40%,TiO2 2%~10%,Al2O3 10%~25%,SiO2 5%~35%,Na2O 2%~7%,CaO10%~45%。
进一步地,钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂的重量比为(35~55):(30~60):(20~30):(5~15)。
应用本发明的技术方案,从上到下,将竖式熔炼装置(SR炉)依次分为自然分为预热区、熔化还原区和熔融还原区。通过调节第一物料供应装置、第二物料供应装置和第三物料供应装置中富氧空气和燃料的比例可以实现预热区、熔化还原区和熔融还原区的温度依次升高的目的。采用上述方法对钢烟灰和赤泥进行协同冶炼,一方面能够降低冶炼能耗,另一方面还能够使钢烟灰和赤泥在熔化还原区进行预还原,而在熔融还原区进行深度还原,从而能够进一步提高反应原料的还原度,提高最终的回收率。此外上述冶炼方法还具有工艺流程短,且成本低等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本申请提供的一种优选的实施方式提供的钢烟灰和赤泥协同冶炼的工艺流程图;
图2为本申请提供一种优选的竖式熔炼装置的侧视图;
图3为本申请提供一种优选的竖式熔炼装置的正视图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
101、加料口;102、烟气出口;10、预热区;11、第一物料供应装置;20、熔化还原区;21、第二物料供应装置;30、熔融还原区;31、第三物料供应装置;301、排渣口;302、铁水排放口。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的,现有的钢烟灰或赤泥的处理方法存在流程长、能耗高、成本高及回收率低的问题。为了解决上述技术问题,本申请提供了一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,工艺流程图见1。冶炼过程在竖式熔炼装置(SR炉,如图2和3所示)中进行,从上至下,竖式熔炼装置(SR炉)包括:预热区10、熔化还原区20和熔融还原区30,且依次对应设置多个第一物料供应装置11、多个第二物料供应装置21和多个第三物料供应装置31,第一物料供应装置11、第二物料供应装置21和第三物料供应装置31均用于同时供应富氧空气和燃料,并调节预热区10、熔化还原区20和熔融还原区30的温度,与预热区10对应的区域设置有加料口101和烟气出口102,与熔融还原区30对应的区域设置有排渣口301;钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法包括:将钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂经加料口101进入预热区10进行预热,得到预热后的物料和第一烟气;将预热后的物料在熔化还原区20进行第一还原处理,得到初还原液相产物和第二烟气;将初还原液相产物在熔融还原区30进行第二还原处理,得到熔渣和第三烟气,第一烟气、第二烟气和第三烟气均从烟气出口102排出,熔渣从排渣口301排出,且预热区10、熔化还原区20和熔融还原区30的温度依次升高。
从上到下,将竖式熔炼装置(SR炉)依次分为自然分为预热区10、熔化还原区20和熔融还原区30。通过调节第一物料供应装置11、第二物料供应装置21和第三物料供应装置31中富氧空气和燃料的比例可以实现预热区10、熔化还原区20和熔融还原区30的温度依次升高的目的。采用上述方法对钢烟灰和赤泥进行协同冶炼,一方面能够降低冶炼能耗,另一方面还能够使钢烟灰和赤泥在熔化还原区20进行预还原,而在熔融还原区30进行深度还原,从而能够进一步提高反应原料的还原度,提高最终的回收率。此外上述冶炼方法还具有工艺流程短,且成本低等优点。
设置预热区10有利于降低后续熔化还原区20和熔融还原区30的能耗,通过第一物料供应装置11可以控制预热区10的温度。在一种优选的实施例中,各第一物料供应装置11设置在预热还原区的两侧,且靠近熔化还原区20。这有利于提高钢烟灰和赤泥的预热速度,从而有利于进一步缩短工艺时间,同时在预热区10还能使部分杂质转化为烟气而去除。为了提升预热效果,降进一步低能耗,更优选地,第一物料供应装置11斜向下设置,且与水平线的夹角大于0°,且≤15°。可选地,夹角为1°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°或上述任意两个数值组成的范围值。
从燃料的燃烧放热和预热效果两方面进行综合考虑,优选地,预热过程中,第一物料供应装置11提供的富氧空气中氧气的浓度为23~30%,温度为900~1000℃。可选地,富氧空气中氧气的浓度为23%、25%、28%、30%或上述任意两个数值组成的范围值,预热温度为900℃、925℃、950℃、975℃、1000℃或上述任意两个数值组成的范围值。
为了更好地提高还原效果,提高其回收率,在一种优选的实施例中,第二物料供应装置21和第三物料供应装置31均为浸没式喷枪,且各第二物料供应装置21设置在熔化还原区20的两侧,且靠近熔融还原区30,各第三物料供应装置31设置在熔融还原区30的两侧,且水平高度为熔融还原区30的水平高度的1/2。优选地,第二物料供应装置21和第三物料供应装置31均斜向下设置,且与水平线的夹角大于0°,且≤15°。这有利于提高富氧空气、燃料和反应物料的接触面积,同时还能够更充分增强熔池搅拌,充分利用熔池显热,强化熔池熔炼,从而进一步提高还原的深度。可选地,夹角为1°、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°或上述任意两个数值组成的范围值。
在一种优选的实施例中,第二物料供应装置21提供的富氧空气中氧气的浓度为40~60%,核心区作业温度为1100~1500℃。熔化还原区20采用的富氧空气中的氧气浓度以及作业温度包括但不限于上述范围,而将其限定在上述范围内有利于进一步提高第一还原处理过程中反应物料的熔化比例,从而为后续的第二还原处理过程的更深度的还原奠定基础。可选地,富氧空气中氧气的浓度为40%、45%、50%、55%、60%或上述任意两个数值组成的范围值,熔化还原区20的作业温度为1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃或上述任意两个数值组成的范围值。第三物料供应装置31提供的富氧空气中氧气的浓度为70~90%,核心区作业温度为1600~1800℃。熔融还原区30采用的富氧空气中的氧气浓度以及作业温度包括但不限于上述范围,而将其限定在上述范围内有利于进一步提高最终的回收率。可选地,富氧空气中氧气的浓度为70%、75%、80%、85%、90%或上述任意两个数值组成的范围值,熔融还原区30的作业温度为1600℃、1650℃、1700℃、1750℃、1800℃或上述任意两个数值组成的范围值。
由于第一还原处理过程和第二还原处理过程均有其他参与,因而一定的反应压力有利于进一步促进反应平衡正向进行。优选地,竖式熔炼装置(SR炉)内的压力为500~800Pa。可选为500pa、600Pa、700Pa、800Pa、900Pa或上述任意两个数值组成的范围值。
在一种优选的实施例中,第一还原处理过程和第二还原处理过程中,CO的浓度大于60%。反应过程中,二氧化碳作为发挥主要还原作用的物质,将其限定在上述范围内有利于进一步提高其最终的回收率。
第一还原处理过程和第二还原处理过程均会产生大量的锌蒸汽,以烟气的形式逸出,同时烟气中还含有很多未反应的一氧化碳。为了更好地回收上述锌蒸汽,以及未反应的一氧化碳气体,优选地,冶炼过程采用的装置还包括:冷凝装置和除尘净化装置,冷凝装置设置有气体入口和液态金属排放口以及不凝气排放口,气体入口与烟气入口相连通;除尘净化装置设置有不凝气入口和一氧化碳出口,不凝气入口与不凝气出口连通。由于锌蒸汽和一氧化碳的冷凝温度不同,因而可以通过冷凝装置将锌蒸汽从烟气中分离,而一氧化碳和烟尘以不凝气的形式存在。通过烟尘净化装置对不凝气进行净化除尘,从而获得较为纯净的一氧化碳。从部分一氧化碳可以用于制备高热值煤气或用于生物制乙醇工艺。优选地,上述冷凝装置可以选用锌雨冷凝、铅雨冷凝或其他新型高效冷凝装置。
经过第二还原处理过程,还有部分的铁元素被还原为铁水。此部分铁水经熔融还原区的铁水排放口302排出后经过铸锭,可送至精炼步骤。第一还原处理过程和第二还原处理过程产生的炉渣中含有大量的钛元素,经水淬后可用于制备金属钛。优选地,最终渣含锌0.5~1.5%,渣含铁3~5%,锌的直收率可达93%,铁的直收率可达90%。单个的竖式熔炼装置(SR炉)处理***的产能可以满足10~30万吨/年等各种规模。
钢烟灰和赤泥可以选用本领域常用的种类。在一种优选的实施例中,按重量百分含量计,钢烟灰包括ZnO 15%~50%,PbO 0.1%~5%,Fe2O3 20%~65%,SiO2 2%~5%,CaO 2%~10%;按重量百分含量计,赤泥包括:Fe2O3 10%~40%,TiO2 2%~10%,Al2O310%~25%,SiO2 5%~35%,Na2O 2%~7%,CaO 10%~45%。上述组成的钢烟灰和赤泥具有较少的杂质,因而选用上述原料进行协同熔炼有利于提高回收的金属成分的品位,同时也无需预先进行除杂处理,从而能够进一步缩短工艺流程,降低能耗。
熔剂的加入有利于降低还原过程的温度,为了获得更好地还原效果,同时进一步降低能耗,优选地,钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂的重量比为(35~55):(30~60):(20~30):(5~15)。
优选地,上述熔剂包括但不限于SiO2或烟化炉渣,燃料包括但不限于焦炭和/或煤粉等。优选地,按重量百分含量计,烟化炉渣成分包括:FeO 35%~45%,SiO2 20%~30%,Al2O3 2%~5%,CaO 8%~15%,ZnO 1%~2%,MgO 1.5%~2.5%及余量的杂质。
优选地,上述竖式熔炼装置(SR炉)的炉体采用多功能侧墙炉壁,可根据物料性质及炉体不同区域的热负荷特点,采用铜水套或铜钢复合水套以及内嵌耐火材料等,以延长其使用寿命。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
一种钢烟灰和赤泥协同冶炼的方法,在如图2和3所示的装置中进行,包括:
将钢烟灰(含30wt%ZnO,0.1wt%PbO,30wt%Fe2O3,5wt%SiO2,10wt%CaO)、赤泥(含30wt%Fe2O3,10wt%TiO2,15wt%Al2O3,10wt%SiO2,5wt%Na2O,30wt%CaO)、焦炭和熔剂(SiO2或烟化炉渣)按照重量比6:6:3:2混料后压块。
采用密闭底开式料罐由竖式熔炼装置(SR炉)顶部设置的加料口101直接加入,预热区10侧吹氧煤喷枪采用富氧浓度23%,侧吹氧煤喷枪斜向下与水平线夹角0°,核心区作业温度为900℃。预热物料在熔化还原区20进行还原,熔化还原区20侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度为40%,侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角0°,核心区作业温度为1100℃。熔化后物料在熔融还原区30进行深度还原,竖式熔炼装置(SR炉)熔融还原区30侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度70%,侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角0°,作业温度为1600℃。竖式熔炼装置(SR炉)烟气温度为800℃。锌及部分铅以蒸气的形式由烟气出口102排出经冷凝装置回收产粗锌,铁、铜和部分铅等重金属由竖式熔炼装置(SR炉)底部铁水排放口302放出,熔融高钛渣由竖式熔炼装置(SR炉)底部放渣口放出。
实施例2
与实施例1的区别在于:竖式熔炼装置(SR炉)预热区10侧吹氧煤喷枪采用富氧浓度25%,作业温度为950℃;熔化还原区20侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度为50%,作业温度为1300℃;竖式熔炼装置(SR炉)熔融还原区30侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度80%,作业温度为1700℃。
实施例3
与实施例1的区别在于:竖式熔炼装置(SR炉)预热区10侧吹氧煤喷枪采用富氧浓度30%,作业温度为1000℃;熔化还原区20侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度为60%,作业温度为1500℃;竖式熔炼装置(SR炉)熔融还原区30侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪采用富氧浓度90%,作业温度为1800℃。
实施例4
与实施例3的区别在于:竖式熔炼装置(SR炉)预热区10侧吹氧煤喷枪斜向下与水平线夹角7.5°,熔化还原区20侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角7.5°,熔融还原区30侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角7.5°。
实施例5
与实施例3的区别在于:竖式熔炼装置(SR炉)预热区10侧吹氧煤喷枪斜向下与水平线夹角15°,熔化还原区20侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角15°,熔融还原区30侧吹浸没燃烧熔池熔炼喷枪斜向下与水平线夹角15°。
实施例1至5中所得竖式熔炼装置(SR炉)终渣中锌、铁含量、锌、铁的直收率见表1。
表1
实施例 渣含锌/% 渣含铁/% 锌的直收率/% 铁的直收率/%
1 1.5 5.0 80 70
2 1.3 4.5 83 75
3 1.1 3.8 85 83
4 0.8 3.5 89 87
5 0.5 3.0 93 90
比较实施例2至5及实施例1可知,将竖式熔炼装置(SR炉)各个区的操作温度及各区喷枪角度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属锌、铁的回收率。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,冶炼过程在竖式熔炼装置中进行,其特征在于,从上至下,所述竖式熔炼装置包括:预热区(10)、熔化还原区(20)和熔融还原区(30),且依次对应设置多个第一物料供应装置(11)、多个第二物料供应装置(21)和多个第三物料供应装置(31),所述第一物料供应装置(11)、所述第二物料供应装置(21)和所述第三物料供应装置(31)均用于同时供应富氧空气和燃料,并调节所述预热区(10)、所述熔化还原区(20)和所述熔融还原区(30)的温度,与所述预热区(10)对应的区域设置有加料口(101)和烟气出口(102),与所述熔融还原区(30)对应的区域设置有排渣口(301);
所述钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法包括:
将钢烟灰、赤泥、还原剂及熔剂经所述加料口(101)进入所述预热区(10)进行预热,得到预热后的物料和第一烟气;
将所述预热后的物料在熔化还原区(20)进行第一还原处理,得到初还原液相产物和第二烟气;
将所述初还原液相产物在熔融还原区(30)进行第二还原处理,得到熔渣和第三烟气,所述第一烟气、所述第二烟气和所述第三烟气均从所述烟气出口(102)排出,所述熔渣从所述排渣口(301)排出,且所述预热区(10)、所述熔化还原区(20)和所述熔融还原区(30)的温度依次升高。
2.根据权利要求1所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,各所述第一物料供应装置(11)设置在所述预热还原区的两侧,且靠近所述熔化还原区(20);
优选地,所述第一物料供应装置(11)斜向下设置,且与水平线的夹角大于0°,且≤15°。
3.根据权利要求1所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述预热过程中,第一物料供应装置(11)提供的富氧空气中氧气的浓度为23~30%,温度为900~1000℃。
4.根据权利要求2或3所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述第二物料供应装置(21)和所述第三物料供应装置(31)均为浸没式喷枪,且各所述第二物料供应装置(21)设置在所述熔化还原区(20)的两侧,且靠近所述熔融还原区(30),各所述第三物料供应装置(31)设置在所述熔融还原区(30)的两侧,且水平高度为所述熔融还原区(30)的水平高度的1/2;
优选地,所述第二物料供应装置(21)和所述第三物料供应装置(31)均斜向下设置,且与水平线的夹角均大于0°,且≤15°。
5.根据权利要求4所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述第二物料供应装置(21)提供的富氧空气中氧气的浓度为40%~60%,核心区作业温度为1100~1500℃;
所述第三物料供应装置(31)提供的富氧空气中氧气的浓度为70~90%,核心区作业温度为1600~1800℃。
6.根据权利要求5所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述竖式熔炼装置内的压力为500~800Pa。
7.根据权利要求1所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述第一还原处理过程和所述第二还原处理过程中,CO的浓度大于60%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述冶炼过程采用的装置还包括:
冷凝装置,所述冷凝装置设置有气体入口和液态金属排放口以及不凝气排放口,所述气体入口与所述烟气入口相连通;
除尘净化装置,所述除尘净化装置设置有不凝气入口和一氧化碳出口,所述不凝气入口与所述不凝气出口连通。
9.根据权利要求1所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,按重量百分含量计,所述钢烟灰包括ZnO 15%~50%,PbO 0.1%~5%,Fe2O3 20%~65%,SiO2 2%~5%,CaO2%~10%;
按重量百分含量计,所述赤泥包括:Fe2O3 10%~40%,TiO2 2%~10%,Al2O310%~25%,SiO2 5%~35%,Na2O 2%~7%,CaO 10%~45%。
10.根据权利要求9所述的钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法,其特征在于,所述钢烟灰、所述赤泥、所述还原剂及所述熔剂的重量比为(35~55):(30~60):(20~30):(5~15)。
CN202310176157.9A 2023-02-24 2023-02-24 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法 Pending CN116103501A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310176157.9A CN116103501A (zh) 2023-02-24 2023-02-24 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310176157.9A CN116103501A (zh) 2023-02-24 2023-02-24 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116103501A true CN116103501A (zh) 2023-05-12

Family

ID=86254221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310176157.9A Pending CN116103501A (zh) 2023-02-24 2023-02-24 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116103501A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5000784A (en) * 1987-11-30 1991-03-19 Nkk Corporation Method for smelting reduction of iron ore
CN1248634A (zh) * 1999-10-27 2000-03-29 冶金工业部钢铁研究总院 熔融还原炼铁的终还原装置及其方法
EP1141421A1 (en) * 1998-12-11 2001-10-10 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Method and apparatus for the direct reduction of iron oxides
CN101538634A (zh) * 2009-02-05 2009-09-23 丁家伟 纯铁的冶炼工艺及设备
CN102816880A (zh) * 2012-08-17 2012-12-12 东北大学 一种高铁赤泥炼铁提铝综合利用的方法
CN107699699A (zh) * 2017-10-10 2018-02-16 东北大学 锌冶炼炉渣熔融还原生产的方法
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
CN112410494A (zh) * 2020-11-17 2021-02-26 东北大学 一种可应用细粒度粉矿的悬浮熔融还原炼铁装置及炼铁方法
CN114657303A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 山西建龙实业有限公司 一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法
CN115615188A (zh) * 2022-12-20 2023-01-17 山西建龙实业有限公司 富氧双室熔池熔炼侧吹炉及其熔融钢渣提铁调质的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5000784A (en) * 1987-11-30 1991-03-19 Nkk Corporation Method for smelting reduction of iron ore
EP1141421A1 (en) * 1998-12-11 2001-10-10 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Method and apparatus for the direct reduction of iron oxides
CN1248634A (zh) * 1999-10-27 2000-03-29 冶金工业部钢铁研究总院 熔融还原炼铁的终还原装置及其方法
CN101538634A (zh) * 2009-02-05 2009-09-23 丁家伟 纯铁的冶炼工艺及设备
CN102816880A (zh) * 2012-08-17 2012-12-12 东北大学 一种高铁赤泥炼铁提铝综合利用的方法
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
CN107699699A (zh) * 2017-10-10 2018-02-16 东北大学 锌冶炼炉渣熔融还原生产的方法
CN112410494A (zh) * 2020-11-17 2021-02-26 东北大学 一种可应用细粒度粉矿的悬浮熔融还原炼铁装置及炼铁方法
CN114657303A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 山西建龙实业有限公司 一种高铁赤泥和废钢协同利用的方法
CN115615188A (zh) * 2022-12-20 2023-01-17 山西建龙实业有限公司 富氧双室熔池熔炼侧吹炉及其熔融钢渣提铁调质的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102851425B (zh) 一种高铁赤泥铁、铝、钠高效分离综合利用的方法
CN106609325B (zh) 富氧煤粉熔融还原红土镍矿工艺和熔融还原炉
CN102816880B (zh) 一种高铁赤泥炼铁提铝综合利用的方法
CN110129583B (zh) 火法炼锌***
CN102690921B (zh) 转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法
CN212253654U (zh) 一体化火法冶炼炉
CN111411234A (zh) 射流熔炼电热还原炉和冶炼含锌物料的方法
CN111457735A (zh) 一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法
CN108728672B (zh) 锑金属的提取方法
CN108359814B (zh) 一种硫化锑金矿富氧熔池熔炼的方法
CN111424175A (zh) 冶炼锌精矿和含锌二次物料的***及方法
CN114672602B (zh) 一种焦炉煤气气基竖炉冶炼钒钛矿-电炉熔分深还原的方法
CN111440957A (zh) 处理锌精矿和锌渣的***及方法
CN114807484A (zh) 钢厂烟灰回收铁和锌的方法和***
CN111411230A (zh) 悬浮熔炼电热还原炉和冶炼锌精矿的方法
CN114854995B (zh) 一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法
CN112981136B (zh) 一种熔池喷射锌精矿的一步炼锌方法
RU2741038C1 (ru) Способ и устройство для выплавки меди с комплексной переработкой шлака
CN210122585U (zh) 火法炼锌***
CN111663052A (zh) 一种粗锡冶炼***及工艺
CN214327826U (zh) 一种冶金含锌灰悬态熔融还原回收氧化锌的治理及利用装置
CN212247149U (zh) 悬浮熔炼电热还原炉
CN109487086A (zh) 有色金属熔炼和/或选矿尾渣资源化利用回收装置及方法
CN212247151U (zh) 射流熔炼电热还原炉
CN116103501A (zh) 钢烟灰和赤泥的协同冶炼方法

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