一種處理含鋅粉塵的方法及其系統技術方案

本發明專利技術公開了一種處理含鋅粉塵的方法及其系統。所述系統包括：原料預處理系統，環形焙燒爐，鋅回收系統以及鐵渣分離系統。本發明專利技術進一步公開了應用所述系統處理含鋅粉塵的方法，包括：(1)將含鋅粉塵、還原劑和粘結劑進行混合、潤磨、造球和烘干處理球團；(2)將烘干球團通過環形焙燒爐的進料口布到爐床上，最后通過冷卻爐腔的出料口排出；進入鐵渣分離系統依次進行磨礦處理和磁選處理，獲得金屬鐵粉和磁選尾渣；產生的高溫煙氣最終進入鋅回收系統收集得到揮發出的有價金屬粉塵。本發明專利技術高效利用鋼鐵廠含鋅粉塵，實現鐵、碳和鋅等元素的綜合回收利用，工序流程短、燃料消耗少、有效減少了環境污染。

【技術實現步驟摘要】
一種處理含鋅粉塵的方法及其系統
本專利技術涉及一種處理含鋅粉塵的系統，本專利技術進一步涉及應用該系統處理含鋅粉塵的方法，屬于含鋅粉塵的綜合利用領域。
技術介紹
隨著鋼鐵工業的迅猛發展，含鋅粉塵每年排放量十分巨大。目前，該類粉塵由于長期得不到有效處理，在許多鋼廠附近堆積如山，不僅占據了大量的土地，也污染了環境，對人身體造成了危害，又浪費了其中鐵、鋅、鉛、碳等有價資源。鋼鐵廠含鋅粉塵中富含鐵、碳、鋅、鉛等物質，綜合利用價值較高。如能回收利用，則鐵、碳可以節約部分煤炭和鐵礦資源，鉛鋅可用來制作電池、導電材料，也可用來做各種鋅合金。因此，如何高效利用鋼鐵廠含鋅鉛粉塵并提高其綜合附加值，減少環境污染，成為冶金企業面臨的重大課題。目前國內很多鋼鐵企業將含鋅、鉛粉塵作為原料直接配入燒結、球團料，該方法最為簡單，能一定程度上實現了鐵資源的回收利用，具有投入少，見效快，無需改變原有工藝等優點，但存在配料、混合困難等問題，且會造成有害元素的循環和富集，給高爐帶來危害，屬于含鐵塵泥的粗放型利用，不能徹底解決含鐵塵泥高效資源化利用的問題，嚴重制約了鋼鐵廠的可持續發展。中國專利申請號為201310599292.0的專利技術專利公開了一種鋼鐵廠含鋅粉塵磁化焙燒方法及其裝置與應用，它包括備料、焙燒步驟，具體包括篩分破碎置入焙燒容器中，焙燒容器放入加熱爐，加熱爐升溫至800～1000℃，控溫3～5h后降溫至200℃以下出爐冷卻得到磁化焙燒鐵精礦。該方法所存在的主要缺陷是：磁化焙燒后的鐵精礦，鐵主要為氧化態，品位低；磁化焙燒后需降溫冷卻，浪費球團顯熱，所用生產設備為隧道窯爐，焙燒時間長，能耗高、污染大。中國專利申請號為200610069619.3的專利技術專利公開了一種褐鐵礦和鋼鐵廠含鋅粉塵生產鐵精粉的方法及還原焙燒爐，采用褐鐵礦和鋼鐵廠含鋅粉塵或鏡鐵礦、赤鐵礦、硫酸渣為原料，使用傾斜旋轉式還原焙燒爐，爐腔壓力為250-350Pa，在還原氣氛條件下，礦料由低溫旋轉移動到650-900℃，并冷卻磁化，最后經磁選成分鐵精粉。該方法的主要缺陷是采用一端加熱，爐體溫度分布不均勻，物料在爐體內不斷翻滾、摩擦易粉化，粉料容易發生結圈，爐內比爐體外的氣壓大250Pa-350Pa，煤氣和空氣可能將粉料吹出爐外，生產效率低。綜合以上可見，現有的處理鋼鐵廠含鋅粉塵的方法或設備中，不同程度的存在不能實現鐵、碳和鋅等元素的綜合回收利用，工序流程長、燃料消耗高、環境污染嚴重等系列問題，有待改進。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是提供一種處理含鋅粉塵的專用系統；本專利技術的目的之二是提供一種應用所述專用系統處理含鋅粉塵的方法；本專利技術所提供的處理鋼鐵廠含鋅粉塵的方法和系統可實現鋼鐵廠含鋅粉塵中鐵、碳、鋅等有價元素的回收利用，提高其綜合附加值，減少環境污染。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種處理含鋅粉塵的系統，包括：原料預處理系統，環形焙燒爐，鋅回收系統以及鐵渣分離系統；其中，原料預處理系統的出料口與環形焙燒爐的進料口相連；鋅回收系統的進口與環形焙燒爐的煙道出口相連，鐵渣分離分離系統的進料口與環形焙燒爐的出料口相連。其中，所述的原料預處理系統實現所有物料的配料、混合、成型和干燥，以便獲得滿足入爐要求的干球團，包括依次連接的混合物料設備、潤磨設備、造球團設備和球團干燥設備；所述環形焙燒爐包括殼體，爐床以及驅動裝置；所述殼體形成環形爐腔，爐床可轉動且位于環形爐腔的下部，驅動裝置與爐床相連；其中，環形爐腔由多個徑向的擋墻分隔為首尾依次相連的低溫還原爐腔、晶粒長大爐腔和冷卻爐腔；在干燥爐腔設有入料口，在冷卻爐腔設有出料口；所述擋墻從殼體的頂壁和側壁向下方延伸并與爐床保持間隔，優選的，所述的間隔是10-20cm；設置擋墻以減少相鄰區域的氣流的擾動，進而減少對各區域的溫度和氣氛產生影響；同時，對區域按角度進行劃分，以合理控制球團在各個區域停留時間，獲得良好的還原和渣鐵分離效果。其中，在低溫還原爐腔內設有多個輻射管；晶粒長大爐腔裝有火焰加熱裝置；在冷卻爐腔的頂壁設有水冷裝置；對應于低溫還原爐腔外部的爐墻中部設置煙道，煙道的另一端與所述的鋅回收系統的入口連接。將煙道設置在低溫還原爐腔，盡量減少煙氣帶走的熱量。待煙氣溫度降至200℃以下時，采用布袋除塵，收集揮發出的鉛、鋅等有價金屬粉塵。作為本專利技術的一種優選的結構，低溫還原爐腔的入料口和冷卻爐腔的出料口按照最小間距的方式進行設置；所述爐體的低溫還原爐腔占環形爐腔的角度為200°-270°，晶粒長大爐腔占環形爐腔的角度為45°-90°，冷卻爐腔占環形爐腔的角度為20°-45°。所述鋅回收系統實現將環形焙燒爐排出的煙氣進行換熱和降溫，對低溫煙氣采用布袋除塵系統對ZnO粉塵進行回收；優選的，所述的鋅回收系統優選是布袋除塵裝置。所述的鐵渣分離系統包括磨礦設備和磁選設備。本專利技術進一步提供了一種應用所述的專用系統處理含鋅粉塵的方法，包括：(1)將含鋅粉塵、還原劑和粘結劑在原料預處理系統中依次進行混合、潤磨、造球和烘干處理得到烘干的球團；(2)將烘干的球團通過環形焙燒爐的進料口布到爐床上，開啟驅動裝置，驅動爐床上的球團依次經過低溫還原爐腔、晶粒長大爐腔和冷卻爐腔，最后通過冷卻爐腔的出料口排出；(3)排出的球團冷卻后進入鐵渣分離系統依次進行磨礦處理和磁選處理，獲得金屬鐵粉和磁選尾渣；在低溫還原爐腔中產生的高溫煙氣從煙道的出口最終進入鋅回收系統，收集得到揮發出的有價金屬粉塵。其中，步驟(1)中將含鋅粉塵、還原劑和粘結劑按照100:12～25:1～5的質量比例在原料預處理系統中進行混合；步驟(1)中所述的潤磨是控制潤磨處理后的混合物料中粒度小于0.074mm的物料占到80％以上，可增加物料的接觸面積，還能加快還原速度。步驟(1)將含鋅粉塵、還原劑和粘結劑在原料預處理系統中進行造球時，控制球團的直徑在10～14mm之間，使球團傳熱良好，達到良好的干燥和還原效果；對球團進行烘干時，控制球團的水份占球團總質量的8-12％。低溫還原爐腔采用輻射管加熱方式，溫度為900℃～1100℃，以盡量減少空氣的進入，使球團盡大程度地被還原，避免出現球團氧化現象。晶粒長大爐腔采用火焰加熱方式，提升溫度到1250℃～1400℃，使經過低溫還原的球團金屬化進一步提升，同時使球團處于軟熔狀態，提升球團中脈石成分的流動性，促進還原的鐵晶粒聚集長大，有利于后續鐵和脈石成分的分離。冷卻爐腔爐頂采用水冷方式，將球團溫度降低至900℃～1150℃，提高球團自身的強度，以便于出料。所述的還原劑優選是蘭炭；所述的粘結劑優選是膨潤土或淀粉溶液。本專利技術的主要有益效果(1)低溫還原焙燒與高溫晶粒長大在同一設備中完成，工序流程短；(2)充分利用晶粒長大區煙氣的余熱對球團進行干燥，降低燃料的消耗；(3)球團低溫焙燒區采用輻射管加熱方式，氣氛好，還原效果好，減少二次氧化；(4)高效利用鋼鐵廠含鋅粉塵，實現鐵、碳和鋅等元素的綜合回收和利用，減少環境污染。附圖說明圖1本專利技術的處理鋅粉塵的專用系統示意圖；圖2本專利技術環形焙燒爐的結構示意圖；附圖標記說明：1-低溫還原爐腔，2-晶粒長大爐腔，3-冷卻爐腔，4-進料口，5-出料口，6-擋墻，7-火焰加熱裝置，8-輻射管，9-煙道。具體實施方式下面結合具體實施例來進一步描本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理含鋅粉塵的系統，其特征在于，包括：原料預處理系統(S100)，環形焙燒爐(S200)，鋅回收系統(S300)以及鐵渣分離系統(S400)；其中，原料預處理系統(S100)的出料口與環形焙燒爐的進料口(5)相連；鋅回收系統(S300)的進料口與環形焙燒爐(S200)的煙道出口相連，鐵渣分離分離系統(S400)的進料口與環形焙燒爐(S200)的出料口(6)相連。

【技術特征摘要】
1.一種處理含鋅粉塵的系統，其特征在于，包括：原料預處理系統(S100)，環形焙燒爐(S200)，鋅回收系統(S300)以及鐵渣分離系統(S400)；其中，原料預處理系統(S100)的出料口與環形焙燒爐的進料口(5)相連；鋅回收系統(S300)的進料口與環形焙燒爐(S200)的煙道出口相連，鐵渣分離分離系統(S400)的進料口與環形焙燒爐(S200)的出料口(6)相連。2.按照權利要求1所述的系統，其特征在于：所述的原料預處理系統(S100)包括依次連接的混合物料設備、潤磨設備、造球團設備和球團干燥設備；所述的鋅回收系統(S300)是布袋除塵裝置；所述的鐵渣分離系統(S400)包括磨礦設備和磁選設備。3.按照權利要求1所述的系統，其特征在于：所述環形焙燒爐(S200)包括殼體，爐床以及驅動裝置；所述殼體形成環形爐腔，爐床可轉動且位于環形爐腔的下部，驅動裝置與爐床相連；其中，環形爐腔由多個徑向的擋墻(6)分隔為首尾依次相連的低溫還原爐腔(1)、晶粒長大爐腔(2)和冷卻爐腔(3)；在低溫還原爐腔(1)設有入料口(4)，在冷卻爐腔(3)設有出料口(5)。4.按照權利要求3所述的系統，其特征在于：所述擋墻(6)從殼體的頂壁和側壁向下方延伸并與爐床保持間隔；優選的，所述的間隔是10-20cm；在低溫還原爐腔(1)內分別設有多個輻射管(8)；晶粒長大爐腔(2)裝有火焰加熱裝置(7)；在冷卻爐腔(3)的頂壁設有水冷裝置；對應于低溫還原爐腔(1)外部的爐墻中部設置煙道(9)，煙道(9)的另一端與所述的鋅回收系統(S300)的入口連接。5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于：低溫還原爐腔(1)的入料口(4)和冷卻爐腔(3)的出料口(5)按照最小間距的方式進行設置；所述低溫還原爐腔(1)占環形爐腔的角度為200°-270°，晶粒長大爐腔(2)占環形爐腔的角度為45°-90°，冷卻爐腔(3)占環形爐腔的角度為30°-45...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任中山，徐剛，閆方興，曹志成，薛遜，吳道洪，
申請(專利權)人：江蘇省冶金設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32