一種鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及資源綜合利用領域，尤其涉及一種鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統。包括下列步驟：a)將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中對其進行噴淋，使其預潤濕；b)將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合；c)利用超聲波分散溶解及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在15-95℃下處理0.5-2h，使其充分潤濕；d)將充分潤濕后的混合液固液分離；e)對固相進行清水洗滌。處理系統包括封閉給料輸送機、輸送管道、噴淋設備、超聲波分散溶解設備、高強度剪切力攪拌設備、固液分離設備以及洗滌設備。本發明工藝方法簡單、操作方便，較好地實現了冶煉塵的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集。
【專利說明】—種鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及資源綜合利用領域，尤其涉及一種鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統。
【背景技術】
[0002]鋼鐵冶煉塵主要包括瓦斯灰、機頭灰等。機頭灰、瓦斯灰是鋼鐵企業燒結、煉鐵環節的主要固廢之一。
[0003]鐵礦石燒結是鋼 鐵生產中的重要環節，而燒結機頭電除塵灰，簡稱機頭灰，是鐵礦石燒結過程中，通過燒結機頭煙氣電除塵器所撲集的粉塵，其鐵、鉀、鉛、碳含量較高，并含有可觀數量的貴金屬。如果直接把機頭灰回用于燒結混合料，則鉀、鈉、鋅等元素的循環富集會給高爐的運行帶來負面影響。
[0004]高爐瓦斯灰中同樣含有堿金屬以及鋅、鉛等有色重金屬，如果不經處理直接回用作為燒結配料或制作球團用于煉鐵生產，那么勢必造成堿金屬、鋅、鉛等有害元素在鋼鐵冶煉過程中不斷的富集，不僅易造成爐缸、爐底侵蝕速度加快，而且可能使煤氣除塵管路堵塞等，安全隱患重大。
[0005]為此如何采用先進、實用的高新技術，對電除塵灰、瓦斯灰進行無害化、資源化綜合治理，是目前鋼鐵企業需研究的重要課題。而由于這些鋼鐵冶煉塵顆粒粒徑小、質量輕、易擴散，運輸及處理過程極易產生大量的廢氣、廢塵，污染環境，具有嚴重危害人體健康的可能，同時冶煉塵比表面積大、表面自由能高、吸附能力強，普通的洗礦過程無法達到好的除雜清洗效果，造成了選冶方法在綜合利用冶煉塵的過程中還存在較大的難度，因此采用一種高效清潔的鋼鐵冶煉塵除雜洗鹽的方法顯得十分重要。

【發明內容】

[0006]本發明的一個目的在于克服現有冶煉塵洗礦技術之不足，提供一種工藝方法簡單、操作方便、環境友好，同時較好地實現了冶煉塵的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集的鋼鐵冶煉塵的處理方法。
[0007]本發明的另一目的在于提供一種簡單、快捷、高效地實施上述處理方法的處理系統。
[0008]本發明的實施例提供了一種鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統，包括下列步驟:
[0009]a)將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕；
[0010]b)將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液；
[0011]c)利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在15-95°c下處理0.5-2h，使其充分潤濕；[0012]d)將充分潤濕后的混合液進行固液分離；
[0013]e)對固相進行清水洗滌。
[0014]優選的，所述鋼鐵冶煉塵為鋼鐵火法冶煉過程中產生的含堿金屬揮發物煙塵。
[0015]優選的，所述鋼鐵冶煉塵包括瓦斯灰和/或機頭灰。
[0016]優選的，步驟a)中，水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的0.1-2.0倍，且步驟b)中所形成的混合液的固液比為1:3-1:10。
[0017]優選的，步驟b)中，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下2-20cm。
[0018]優選的，步驟b)中，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或多種，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為0.05% -2%。
[0019]優選的，步驟e)具體為:將固相用清水調漿后再進行固液分離。
[0020]本發明的另一個實施例提供了一種上述的鋼鐵冶煉塵的處理方法所使用的處理系統，包括封閉給料輸送機、輸送管道、噴淋設備、超聲波分散溶解設備、高強度剪切力攪拌設備、固液分離設備以及洗滌設備；
[0021]所述封閉給料輸送機與所述輸送管道的進料端連接，所述輸送管道的出料端伸入所述超聲波分散溶解設備內，所述封閉給料輸送機通過所述輸送管道將鋼鐵冶煉塵輸送至所述超聲波分散溶解設備；所述噴淋設備設置在所述輸送管道內；
[0022]所述超聲波分散溶解設備用于利用超聲波分散溶解混合液；
[0023]所述高強度剪切力攪拌設備用于利用剪切力攪拌混合液，使其充分潤濕；
[0024]所述固液分離設備用于將充分潤濕后的混合液進行固液分離；
[0025]所述洗滌設備用于對固液分離后的固相進行清水洗滌。
[0026]優選的，所述超聲波分散溶解設備以及所述高強度剪切力攪拌設備一體設置；
[0027]其包括容器、用于發射超聲波的超聲波層以及強剪切力攪拌器；所述超聲波層設置在所述容器的內壁上；所述容器的外壁設置有保溫層；所述強剪切力攪拌器由所述容器的頂部伸入所述容器內。
[0028]優選的，所述輸送管道的出料端沿豎直方向伸入所述容器內的液面下方2-20cm，所述噴淋設備的噴淋口正對所述輸送管道的出料端。
[0029] 本發明所提供的鋼鐵冶煉塵的處理方法及其所使用的處理系統，工藝方法簡單、操作方便、環境友好，有效地保障了工廠人員的安全，同時較好地實現了冶煉塵的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發明實施例所提供的鋼鐵冶煉塵的處理方法的工藝流程圖；
[0031]圖2為本發明實施例所提供的鋼鐵冶煉塵的處理系統的系統結構圖；
[0032]圖3為本發明實施例所提供的具備超聲波分散溶解功能的高強度剪切力攪拌設備的結構示意圖。
[0033]附圖標記:1_封閉給料輸送機；2_輸送管道；3_噴淋設備；4_超聲波分散溶解設備；5_高強度剪切力攪拌設備；6-固液分離設備；7_洗滌設備；8_超聲波層；9_強剪切力攪拌器；10-保溫層。【具體實施方式】
[0034]為了便于清楚理解本發明的技術方案，下面結合實施例進行詳細說明。
[0035]本發明的一個實施例提供了一種鋼鐵冶煉塵的處理方法，如圖1所示，包括下列步驟:
[0036]a)將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕；
[0037]b)將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液；
[0038]c)利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在15_95°C下處理0.5-2h，使其充分潤濕；
[0039]d)將充分潤濕后的混合液進行固液分離；
[0040]e)對固相進行清水洗滌。
[0041]本發明實施例所提供的鋼鐵冶煉塵的處理方法，工藝方法簡單、操作方便、環境友好，有效地保障了工廠人員的安全，同時較好地實現了冶煉塵的除雜洗鹽，并實現了其中有價金屬的預富集。
[0042]本實施例中鋼鐵冶煉塵的來源廣泛，可以為鋼鐵火法冶煉過程中產生的含堿金屬揮發物煙塵，例如瓦斯灰或機頭灰等。
[0043]為了達到最佳的效果，步驟a)中，水或含表面活性劑的溶液的質量優選為鋼鐵冶煉塵的0.1-2.0倍，且步驟b)中所形成的混合液的固液比為1:3-1:10。
[0044]為了防止鋼鐵冶煉塵再次漂浮到空中，使其能夠快速與含有表面活性藥劑的溶液混合，優選步驟b)中，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下 2-20cm。
[0045]優選的，步驟b)中，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或多種，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為0.05% -2%。
[0046]步驟e)的實施方式多種多樣，例如將固相用清水調漿后再進行固液分離。
[0047]為了更加便捷的實施上述處理方法，本發明的一個實施例還提供了一種鋼鐵冶煉塵的處理方法所使用的處理系統，如圖2所示，包括封閉給料輸送機1、輸送管道2、噴淋設備3、超聲波分散溶解設備4、高強度剪切力攪拌設備5、固液分離設備6以及洗滌設備7 ；
[0048]封閉給料輸送機I與輸送管道2的進料端連接，輸送管道2的出料端伸入超聲波分散溶解設備4內，封閉給料輸送機I通過輸送管道2將鋼鐵冶煉塵輸送至超聲波分散溶解設備4 ;噴淋設備3可以為花灑或霧化器等，其設置在輸送管道2內；
[0049]超聲波分散溶解設備4用于利用超聲波分散溶解混合液；
[0050]高強度剪切力攪拌設備5用于利用剪切力攪拌混合液，使其充分潤濕；
[0051]固液分離設備6用于將充分潤濕后的混合液進行固液分離；
[0052]洗滌設備7用于對固液分離后的固相進行清水洗滌。
[0053]通過上述處理系統能夠簡單、快捷、高效地實施本發明實施例所提供的處理方法。
[0054]上述系統中，超聲波分散溶解設備4與高強度剪切力攪拌設備5可分別采用單獨的設備，也可采用一體式設置，采用一臺具備超聲波分散溶解功能的高強度剪切力攪拌設備實現；如圖3所示，其包括容器、用于發射超聲波的超聲波層8以及強剪切力攪拌器9 ;超聲波層8設置在容器的內壁上；容器的外壁設置有保溫層10 ;強剪切力攪拌器9由容器的頂部伸入容器內。
[0055]為了提高預潤濕的效果以及有效防止鋼鐵冶煉塵再次漂浮到空中，優選的，輸送管道2的出料端沿豎直方向伸入容器內的液面下方2-20cm,噴淋設備3的噴淋口正對輸送管道2的出料端。
[0056]洗滌設備可以選擇調漿容器搭配固液分離設備，也可以直接采用壓濾機的反洗裝置。
[0057]下面結合方法以及系統提供具體實驗例進行說明。
[0058]具體實驗例一
[0059]將某鋼鐵廠的機頭灰通過封閉皮帶給料至具備超聲波分散溶解功能的高強度剪切力的攪拌設備，在進入攪拌設備處采用噴淋設備，利用55 °C熱水對其進行預潤濕，再將預潤濕后的機頭灰與0.1 %的六偏磷酸鈉溶液混合,并使固液比為1:8，之后利用具備超聲波分散溶解功能的高強度剪切力的攪拌設備在55°C下保溫lh，完成清洗后利用板框進行固液分離，濾餅通過板框反洗進行二次清水洗滌，最終完成機頭灰的除雜洗鹽凈化。除雜洗鹽處理前后的機頭灰中主要元素的含量如表1所示。
[0060]表1某鋼鐵廠機頭灰除雜洗鹽處理前后主要元素的含量1%
[0061]
【權利要求】
1.一種鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，包括下列步驟: a)將鋼鐵冶煉塵在封閉輸送的過程中利用水或含表面活性劑的溶液對其進行噴淋，使其預潤濕； b)將預潤濕后的鋼鐵冶煉塵封閉輸送至溶解設備，并與含有表面活性藥劑的溶液混合形成混合液； c)利用超聲波分散溶解以及高強度剪切力攪拌的方法將混合液在15-95°C下處理0.5-2h，使其充分潤濕； d)將充分潤濕后的混合液進行固液分離； e)對固相進行清水洗滌。
2.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，所述鋼鐵冶煉塵為鋼鐵火法冶煉過程中產生的含堿金屬揮發物煙塵。
3.根據權利要求2所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，所述鋼鐵冶煉塵包括瓦斯灰和/或機頭灰。
4.根據權利要求1至3任一項所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，步驟a)中，水或含表面活性劑的溶液的質量是鋼鐵冶煉塵的0.1-2.0倍，且步驟b)中所形成的混合液的固液比為1:3-1:10。
5.根據權利要求1至3任一項所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，步驟b)中，將潤濕后的鋼鐵冶煉塵直接輸送至含有表面活性藥劑的溶液的液面以下2-20cm。
6.根據權利要求1至3任一項所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，步驟b)中，表面活性藥劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或多種，且含有表面活性藥劑的溶液的質量濃度為0.05% -2%。
7.根據權利要求1至3任一項所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法，其特征在于，步驟e)具體為:將固相用清水調漿后再進行固液分離。
8.根據權利要求1至3任一項所述的鋼鐵冶煉塵的處理方法所使用的處理系統，其特征在于，包括封閉給料輸送機、輸送管道、噴淋設備、超聲波分散溶解設備、高強度剪切力攪拌設備、固液分離設備以及洗滌設備； 所述封閉給料輸送機與所述輸送管道的進料端連接，所述輸送管道的出料端伸入所述超聲波分散溶解設備內，所述封閉給料輸送機通過所述輸送管道將鋼鐵冶煉塵輸送至所述超聲波分散溶解設備；所述噴淋設備設置在所述輸送管道內； 所述超聲波分散溶解設備用于利用超聲波分散溶解混合液； 所述高強度剪切力攪拌設備用于利用剪切力攪拌混合液，使其充分潤濕； 所述固液分離設備用于將充分潤濕后的混合液進行固液分離； 所述洗滌設備用于對固液分離后的固相進行清水洗滌。
9.根據權利要求8所述的處理系統，其特征在于，所述超聲波分散溶解設備以及所述高強度剪切力攪拌設備一體設置； 其包括容器、用于發射超聲波的超聲波層以及強剪切力攪拌器；所述超聲波層設置在所述容器的內壁上；所述容器的外壁設置有保溫層；所述強剪切力攪拌器由所述容器的頂部伸入所述容器內。
10.根據權利要求9所述的處理系統，其特征在于，所述輸送管道的出料端沿豎直方向伸入所述 容器內的液面下方2-20cm，所述噴淋設備的噴淋口正對所述輸送管道的出料端。
【文檔編號】C22B1/00GK104017984SQ201410244305
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】孫偉, 唐鴻鵠, 韓海生, 劉文莉 申請人:孫偉