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1、北京科技大學冶金與生態(tài)學院白皓冶金資源高效利用冶金工程碩士課程3.含鐵塵泥綜合利用技術一、背景和意義“節(jié)約資源、保護環(huán)境”是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證和手段。2010年我國粗鋼產(chǎn)量達6.267億噸，占全球總產(chǎn)量44.3%，是日本、俄羅斯、美國和印度粗鋼產(chǎn)量之和的2倍以上。鋼鐵固體廢物(尾礦、高爐渣、化鐵爐渣、鋼渣、塵泥、粉煤灰等)年產(chǎn)生量達2.0億噸，綜合利用率僅為40%左右。開展鋼鐵工業(yè)的固體廢物回收處理和綜合利用：不僅有利于鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約資源；而且節(jié)約土地，防止環(huán)境污染。二、含鐵塵泥來源和分類1.定
2、義：含鐵塵泥（Fe-bearingdustsandsludges）是指鋼鐵生產(chǎn)過程中對所排煙塵進行干法除塵、濕法除塵和廢水處理后的固體廢物，其全鐵含量(TFe)一般在30-70%，主要包括：燒結塵泥、球團塵泥、高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥、煉鋼塵泥、轉(zhuǎn)爐污泥、電（轉(zhuǎn)）爐除塵灰、冷（熱）軋污泥、軋鋼氧化鐵鱗、原料場集塵和出鐵場集塵等。鋼鐵廠塵泥主要來自于礦石、熔劑及燃料等原料,但由于塵泥是在各個不同工序連續(xù)產(chǎn)生的,生產(chǎn)條件、操作制度、塵泥收集工藝及方法相差甚大,因此其化學成分、物理性能差異也很大。含鐵塵泥包括如下幾種：燒結原料
3、在轉(zhuǎn)運、燒結過程中除塵器收集下來的粉塵，統(tǒng)稱為燒結塵泥；在高爐煤氣凈化過程中，重力除塵器收集下來的粉塵稱為瓦斯灰，文氏管洗滌產(chǎn)生的粉塵稱為瓦斯泥；高爐出鐵場收集的粉塵，稱高爐出鐵場粉塵；煉鋼廠的含鐵粉塵一般包括轉(zhuǎn)爐污泥（OG法濕法收塵）、轉(zhuǎn)爐電除塵（LT法干式收塵）、轉(zhuǎn)爐蒸發(fā)冷卻器粉塵、轉(zhuǎn)爐二次布袋除塵、鐵水預處理塵、電爐布袋除塵、電爐機力風冷收塵、各種精煉爐（AOD、VOD、LF爐等）粉塵以及煙道、沉降室收塵等；在鋼坯軋制過程中產(chǎn)生的鐵鱗稱軋鋼鐵皮，在軋鋼廢水循環(huán)利用中沉淀池回收的污泥稱軋鋼二次污泥或水渣。1)含鐵粉
4、塵中鐵含量較高,品位一般在50%左右,且有害雜質(zhì)少,有很高的利用價值。2)粉塵粒度小,是一般鐵礦粉的1/30～1/500,小于50μm的占絕大多數(shù)。這些粉塵的流動性好.3)吸水性差。年產(chǎn)600萬噸鋼的冶金廠粉塵發(fā)生量(萬t/a)粉塵名稱粉塵量粉塵名稱粉塵量燒結粉塵32轉(zhuǎn)爐塵泥6.5燒結粉塵4.5原料場粉塵6高爐瓦斯泥5煤粉塵2.5轉(zhuǎn)爐粉塵5.2石灰粉塵3.8合計65.5(含鐵59.2）鋼鐵工業(yè)含鐵塵泥的來源NipponSteelKimitsuWorks新日鐵君津2.含鐵塵泥的化學成分含鐵塵泥中主要化學成分有全鐵（TFe
5、）、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、P2O5、TiO2、MnO、ZnO、Pb、C、S和堿金屬（Na2O+K2O）等。有用成分：可以在鋼鐵生產(chǎn)過程中直接回收利用的成分，如TFe、CaO、MgO、C等；有害成分：不能在鋼鐵生產(chǎn)過程中直接回收利用、且對鋼鐵生產(chǎn)過程有害的成分，如Zn、Pb、K、Na、S、P等。典型高爐煙塵物理和化學性質(zhì)表3-17高爐瓦斯泥化學組成（%）項目TFeCCaOMgOSiO2Al2O3ZnPbH2O鋼廠A30～3325～339.01.25.02.30.9～1.60.2～0.620～35鋼廠B36
6、.5813.568.680.9712.144.42.240.5119.70鋼廠C33.8722.782.553.1810.563.273.110.0～0.615.48鋼廠D11.0616.374.335.5420.674.579.332.0928.21表3-18高爐瓦斯泥粒度組成（%）粒度/mm0.2800.280～0.1800.180～0.1540.154～0.1100.110～0.077＜0.077瓦斯泥3.06.382.64.0333.6850.31瓦斯灰9.18.428.629.26.77.8瓦斯泥是高爐煤氣洗
7、滌污水排放于沉淀池中經(jīng)過沉淀處理后而得到的廢渣，呈黑色泥漿狀或灰色粉末狀。瓦斯泥粒度細微高爐瓦斯泥顆粒度細微，小于0.074mm的顆粒約占97%～100%，一般平均粒徑只有20～25μm。高爐瓦斯泥的主要特性為：鋅含量高、水含量高、鐵含量高、碳含量高、顆粒料度細微、鋅主要存在于較小的顆粒中。煉鋼粉塵主要由氧化鐵組成，氧化鐵含量為70%～95%，其余的5%～30%的粉塵由氧化物雜質(zhì)組成，如氧化鈣和其他金屬氧化物（主要是氧化鋅），煉鋼粉塵中其他化合物是鋅鐵塵晶石、鐵鎂塵晶石、碳酸鈣，還有碳。堿性氧化轉(zhuǎn)爐煉鋼法產(chǎn)生的粉塵曾用
8、作燒結生產(chǎn)的原料并在高爐內(nèi)循環(huán)利用。鋅在煉鐵過程中屬有害元素，在高爐冶煉過程中，鋅易形成爐瘤而限制爐內(nèi)固體和氣體的流動。轉(zhuǎn)爐爐塵和電爐爐塵的化學成分見表3-19、表3-20。表3-19氧化轉(zhuǎn)爐爐塵化學成分（%）類型TFeFeOZnSiO2CaO干法除塵64.05.60.31.41.8濕法除塵68.362.40.540.43.1表3
