高炉含锌除尘灰的综合利用---杨春雷

氧化物被还原，并气化成锌蒸气随烟气一起排出，使锌与固相分离。在气化相中，锌蒸气又很容易被氧化而形成锌的氧化物颗粒，同烟尘一起在烟气处理系统中被收集。

火法处理冶金含锌尘泥的主要工艺有如下两类：

（1）直接还原法：回转窑法（Waelz法，日本SDR和SPM法）、转底炉法（Inmetco, Fastmet, Comet）、循环流化床法（CFB法）等。

（2）熔融还原法：火焰反应炉还原法（美国）、Z-Star竖炉熔融还原法（日本川崎）、Romelt法（俄罗斯和日本新日铁）、等离子法（瑞典）等。

①回转窑法

由于高炉瓦斯灰（泥）含锌品位低，杂质含量高，矿物结构复杂，不易选别的特点，国外大多采用回转窑挥发富集工艺来处理氧化锌矿，最有代表性的是Waelz回转窑工艺。该工艺1925年建成了工业化生产规模，它原是一个处理贫锌矿和含锌副产品的火法工艺，发展到现在己能处理低品位氧化锌矿、钢铁厂含锌铅粉尘、炼铅炉渣以及浸取残物等多种物料，是一个综合的处理工艺及设备。

氧化锌回转窑工艺是将氧化锌矿破碎到一定粒度，配加碎焦(或无烟煤)和各种添加剂，从回转窑窑尾加入，随窑身转动，炉料随之转动并被干燥和预热，进入到1OOO℃--1200℃的还原区内，氧化锌被还原成金属锌并挥发逸出，氧化收集得普通氧化锌锌粉，残渣经磁选达到铁精矿和尾渣，尾渣可用去铺路或做水泥添加剂。

由于炉料运动的作用，氧化锌矿与还原剂密切接触，反应容易进

行。氧化锌的还原反应有一部分是固体碳的直接还原反应，但也主要以CO还原氧化锌的气-固反应为主。氧化锌矿还原挥发温度既取决于焦炭的加入量以及其燃烧，又取决于氧化锌矿软化温度和还原剂灰分的软化温度，前者决定是否能升至高温，后者决定炉料是否需要高温条件。窑内的热量主要以对流传热为主进行热传递，热量来源于焦炭燃烧。其工艺流程如图5.3。

高炉瓦斯灰（泥）混合、造块煤和焦炭皮带上料原料料仓强制鼓风回转窑窑渣冷却沉降磁选精矿粉冷却尾渣布袋除尘制砖、铺路等氧化锌包装 图5.3 回转窑法工艺流程

柳钢曾用回转窑焙烧瓦斯泥提取氧化锌，每天处理瓦斯泥约60t。瓦斯泥主要成分为(%)：Zn13.01，Pb5.53，C23.11，TFe15.56。工艺参数:瓦斯泥含水率60%，料在窑内的时间2.5小时，焙烧时间40-50分钟，焙烧温度 1100-1200℃，灰渣可燃物含量1%。得到ZnO含量

为70%左右的氧化锌。瓦斯泥经处理后残余的灰渣作为水泥的掺合料售出。

新余钢厂有3台回转窑（2.5X32m），高炉瓦斯灰锌含量8-9%左右，全铁25-30%，碳含量20%左右。回转窑焙烧温度在950-1100℃，窑的填充量在7-10%之间。每个回转窑年处理量5万t，年产生布袋灰（含锌ZnO 40%左右) 1万吨，价值4000万元。窑渣中锌含量小于1%，渣中全铁70%，经济效益显著。

南钢计划建设年处理25万吨冶金粉尘的回转窑生产线，一期年处理含锌粉尘10万吨的回转窑已投产。

②转底炉法

转底炉（Rotary Hearth Furnace，RHF）法是将高锌含铁尘泥、碳粉和粘结剂按比例配料（主要控制碳含量在14%以下），经润磨、造球、筛分，生成合格生球，生球经烘干（含水量降到l%以下）后均匀布到转底炉环形台车上，当转底炉转动时生球被加热，至1100℃~1300℃左右时氧化锌被还原；高温球团从RHF排出经还原性气氛冷却到300℃，形成金属化球团；还原出的锌被蒸发并随烟气一起排出，经换热器（或余热锅炉）冷却成细小的固体颗粒而沉积在除尘器内。

采用转底炉法可将高炉瓦斯灰、转炉尘泥、轧钢氧化铁皮等通过转底炉生产出直接还原铁（DRI），供炼铁或炼钢用。

马钢2009年5月投产的年处理20万吨含锌粉尘（实际目前年处理13万吨），产品是金属化球团（TFe70%，MFe57%）和布袋除尘粗锌粉（TFe14.23%， Zn46.29%）。转底炉生产线投资2.8亿，正式生产的经济技术指标、工程投资、人工、设备维修等费用和折旧期