公布日：2023.10.27

申請日：2022.04.14

分類號：C22B1/248(2006.01)I;C22B1/16(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，主要解決現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)含鉻污泥處理成本高的技術(shù)問題。技術(shù)方案為，一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，包括：1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，混合料組成成分的重量百分比為：含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％；2)配礦，燒結(jié)配礦原料各組分的質(zhì)量百分含量為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結(jié)返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％；3)混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；4)對二次混勻料進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)得到成品燒結(jié)礦。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了鋼鐵廠含鉻污泥低成本處置和利用。

權(quán)利要求書

1.一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟：1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，將含鉻污泥與高爐除塵灰進(jìn)行混合得到混合料，用圓盤造球機(jī)對混勻料進(jìn)行混勻造粒，控制混合料粒徑位0.5～5.0mm；混合料組成成分的重量百分比為：含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％；所述高爐灰成分的重量百分比為：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和為1～12％；含鉻污泥成分的重量百分比為：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％；2)配礦，根據(jù)燒結(jié)礦的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算赤鐵礦富礦粉、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料、熔劑和固體燃料的配礦質(zhì)量比例，燒結(jié)配礦原料各組分的質(zhì)量百分比為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結(jié)返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％；控制燒結(jié)礦的二元堿度R2為1.80～1.90，燒結(jié)礦中SiO2的重量百分含量為4.2～4.8％，MgO的重量百分含量為1.10～1.49％；3)混勻造粒，配好的燒結(jié)礦原料裝入一混滾筒中進(jìn)行一次混勻，一次混勻過程中加水?dāng)嚢�，混勻后得到一次混勻料，一次混勻料�?/span>H2O的重量百分含量為6.5～7.0％；將一次混勻料轉(zhuǎn)入二次混勻滾筒中進(jìn)行混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；4)對二次混勻料進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，將二次混勻料轉(zhuǎn)運(yùn)至燒結(jié)臺車進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，控制燒結(jié)過程中抽風(fēng)負(fù)壓為14.5～16.5KPa，點(diǎn)火溫度為1160～1990℃，燒結(jié)完成后得到成品燒結(jié)礦。

2.如權(quán)利要求1所述的鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述熔劑包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔劑中各組分的質(zhì)量百分比為，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒徑≤3mm的熔劑占熔劑總質(zhì)量比例的90％以上；生石灰中CaO的質(zhì)量百分含量為80～90％；灰石粉中CaO的質(zhì)量百分含量為50～53％；白云石粉中MgO的質(zhì)量百分比為19～22％、CaO的質(zhì)量百分比為29～33％。

3.如權(quán)利要求1所述的鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述固體燃料為焦粉；固體燃料中C的質(zhì)量百分含量為77～85％；粒徑≤3mm的固體燃料占固體燃料總質(zhì)量比例的90％以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，主要解決現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)含鉻污泥處理成本高的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)思路是，按照一定的比例與高爐灰進(jìn)行混合，混合后的混合料再按照一定的比例加入加燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦，利用高爐灰中的碳將有害的Cr6+還原成無毒的低價鉻，達(dá)到了有效、低成本處置含鉻污泥，同時又不影響企業(yè)正常生產(chǎn)的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，包括以下步驟：

1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，將含鉻污泥與高爐除塵灰進(jìn)行混合得到混合料，用圓盤造球機(jī)對混勻料進(jìn)行混勻造粒，控制混合料粒徑位0.5～5.0mm；混合料組成成分的重量百分比為，含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，各組分的質(zhì)量百分比之和為100％；

2)配礦，根據(jù)燒結(jié)礦的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算赤鐵礦富礦粉、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料、熔劑和固體燃料的配礦質(zhì)量比例，燒結(jié)配礦原料各組分的質(zhì)量百分比為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結(jié)返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％，各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％；控制燒結(jié)礦的二元堿度R2為1.80～1.90，燒結(jié)礦中SiO2的重量百分含量為4.2～4.8％，MgO的重量百分含量為1.10～1.49％；

3)混勻造粒，配好的燒結(jié)礦原料裝入一混滾筒中進(jìn)行一次混勻，一次混勻過程中加水?dāng)嚢�，混勻后得到一次混勻料，一次混勻料�?/span>H2O的重量百分含量為6.5～7.0％；將一次混勻料轉(zhuǎn)入二次混勻滾筒中進(jìn)行混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；

4)對二次混勻料進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，將二次混勻料轉(zhuǎn)運(yùn)至燒結(jié)臺車進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，控制燒結(jié)過程中抽風(fēng)負(fù)壓為14.5～16.5KPa，點(diǎn)火溫度為1160～1990℃，燒結(jié)完成后得到成品燒結(jié)礦。

本發(fā)明所述高爐灰成分的重量百分比為：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和為1～12％。

含鉻污泥成分的重量百分比為：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％。

所述熔劑包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔劑中各組分的質(zhì)量百分比為，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒徑≤3mm的熔劑占熔劑總質(zhì)量比例的90％以上；生石灰中CaO的質(zhì)量百分含量為80～90％；灰石粉中CaO的質(zhì)量百分含量為50～53％；白云石粉中MgO的質(zhì)量百分比為19～22％、CaO的質(zhì)量百分比為29～33％。

所述固體燃料為焦粉；固體燃料中C的質(zhì)量百分含量為77～85％；粒徑≤3mm的固體燃料占固體燃料總質(zhì)量比例的90％以上。

本發(fā)明方法采取的工藝參數(shù)的理由如下：

1、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料組分和粒徑的設(shè)定

將含鉻污泥細(xì)粉與高爐灰混勻成混合料，然后將混合料投入造粒機(jī)造粒，形成含鉻污泥配合料，配合料粒徑控制在0.5～5.0mm。

其原理是：含鉻污泥中配加高爐灰，有利于利用高爐灰中的碳在燒結(jié)溫度為1160～1990℃的條件下將Cr6+還原成Cr3+。

其反應(yīng)式：3C+4CrO3＝2Cr2O3+3CO2↑

綜合考慮，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料組成成分的質(zhì)量百分比為，含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，混合料粒徑位0.5～5.0mm。

2、燒結(jié)礦原料中含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料含量的設(shè)定

將含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料按照一定的配比加入到燒結(jié)原料中，混合料(含鉻污泥細(xì)粉與高爐灰)占燒結(jié)礦的比例為0.05～0.75％，

通過燒結(jié)將Cr3+固封在燒結(jié)礦中,以鉻尖晶石(MgO·Cr2O3、鉻鐵礦(FeO·Cr2O3)等形態(tài)存在；燒結(jié)礦進(jìn)入高爐后,在高爐中更高的溫度和強(qiáng)還原性氣氛下，污泥中Cr3+繼續(xù)被還原直至單質(zhì)Cr，金屬鉻熔入鐵水中，其它成分熔入爐渣。

燒結(jié)原料中加入含鉻污泥過多，導(dǎo)致鐵水的鉻過量增加，從而導(dǎo)致成品鋼中的鉻控制難度增加，為此，必須對鐵水中的含鉻量進(jìn)行預(yù)先測定和計(jì)算，防止鋼水成分超標(biāo)，綜合考慮，燒結(jié)礦原料中含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料的含量質(zhì)量百分比為0.05％～0.75％，含鉻污泥的含量質(zhì)量百分比為0.02％～0.53％。

鋼鐵企業(yè)含鉻污泥的產(chǎn)生量占燒結(jié)礦的質(zhì)量占比為0.0625％，如，某企業(yè)燒結(jié)礦的產(chǎn)量為800萬噸，其公司產(chǎn)生的含鉻污泥為5000噸，因此，按照含鉻污泥的含量質(zhì)量百分比為0.02％～0.53％配入燒結(jié)礦能完成處置掉自產(chǎn)的含鉻污泥。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果：1、本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)含鉻污泥的低成本處置和利用，達(dá)到固廢不出廠。2、本發(fā)明方法利用了高爐灰中碳將將Cr6+還原成Cr3+，有利于鉻元素以無毒性、不揮發(fā)的低價態(tài)保留鐵水中，顯著減少相關(guān)生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)固廢排放，降低危廢處置成本。

（發(fā)明人：洪建國）