高炉渣中非晶态及晶态含量的定量分析

利用X射线衍射法分析了高炉渣中的非晶态和晶态含量,高炉渣（主要成分为w（CaO）382%,w（SiO2）357%,w（Al2O3）163%,w(MgO)83%）中晶态与非晶态含量的定量比例系数为070。     

含锌高炉瓦斯泥综合利用加工方法

含锌高炉瓦斯泥综合利用加工方法,是利用含锌高炉瓦斯泥或其中间产物作为原料,通过一系列的化学、物理或电学的方法,加工或制取成电解锌、铁精矿、碳粉以及混凝土掺合料,其特征在于:①所述的含锌高炉瓦斯泥的成分（%）:TFe 20～45,C15～35,Zn 0.3～15,SiO₂ 4～10,其余氧化物5～30;②所述的含锌高炉瓦斯泥的粒度在100～300目以下;③所述的含锌高炉瓦斯泥综合利用加工方法,包括加工电解锌工艺、加工铁精矿工艺、制取碳粉工艺以及制取混凝土掺合料工艺;④所述的电解锌产品纯     

高炉瓦斯泥自还原提取铁和锌的机理研究

利用非等温热重分析和马弗炉定温加热试验研究高炉瓦斯泥加热自还原的变化过程,并运用HCS热力学计算软件计算瓦斯泥自还原过程中Fe、Zn氧化物还原的平衡组成及其金属化率,探讨了瓦斯泥加热自还原过程铁和锌氧化物还原规律。结果发现,高炉瓦斯泥自还原过程可分为五个阶段:Ⅰ阶段(22.0~390.1℃),发生C的气化反应和物理吸附;Ⅱ阶段(437.7~758.9℃),发生铁氧化物还原,金属化率不断增大;Ⅲ阶段(758.9~936.1℃),铁、锌氧化物还原共存,铁、锌金属化率仍不断增加;Ⅳ阶段(936.1~1 031.7℃),铁氧化物和锌氧化物还原较充分,铁、锌金属化率最大分别达到70%和99.7%;Ⅴ阶段(1 031.7~1 255.3℃),铁氧化物和锌氧化物反应完全,此过程气态锌可能发生氧化。     

对高炉瓦斯泥回收利用工艺方案的探讨

对目前国内高炉瓦斯泥回收利用的两种工艺方案(选矿—焙烧，焙烧—选矿)进行了比较，认为各企业应根据瓦斯泥的成分而采用相应的工艺，提出了选矿—焙烧—选矿工艺方案设想。     

含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究

采用MoSi2电阻炉在1〖KG-*9〗873 K下开展了含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究。结果表明，各组实验终点钢中夹杂物平均长度均小于8 μm，并都有纯三氧化二铝夹杂物存在。采用含钙钡合金的复合脱氧工艺，终点钢中未发现含钡夹杂物，有较多以CaO Al2O3为主要成分的复合夹杂物，w（T.O）＞50×10-6。用AlMnCa脱氧，终点钢样w（T.O）＝37×10-6，含氧化钙夹杂物较少，大于20 μm的夹杂物数量占总夹杂物数量的1.2%。     

唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验

研究唐钢高炉瓦斯灰的提铁提锌试验。首先,对烘干后的高炉瓦斯灰进行基础特性研究,包括XRF、XRD、粒度分布检测以及化学成分分析。分析可知,瓦斯灰中wTFe=29.3%,主要以Fe2O3的形式存在;wZn=3.13%,主要以ZnO的形式存在。基于铁氧化物、锌氧化物还原的热力学原理,利用本课题组的精细还原技术,设计2因素2水平的正交试验,使用纯H2对瓦斯灰中的铁氧化物和锌氧化物进行精细还原试验。探讨还原温度（910和980℃）和还原时间（2和4h）对瓦斯灰金属化率和脱锌率的影响。试验结果表明,最佳还原工艺参数为910℃,2h;相应的金属化率和脱锌率分别为89.01%和98.61%。     

高炉瓦斯泥压块循环应用于电炉泡沫渣的研究

对高炉瓦斯泥应用于电炉造泡沫渣进行了实验室试验和现场试验研究.确定了冷压块工艺和现场应用工艺.试验结果表明:瓦斯泥的压块可以起到强化泡沫渣生成的作用,但瓦斯泥压块的加入量有个合适的范围.压块加入后,压块中的铁和碳通过反应参与了泡沫渣的生成;压块中的锌和铅被快速还原,进入二次粉尘.瓦斯泥压块加入电炉,对钢水和渣没有产生可觉察的影响.在此过程中,压块中的有价资源得到了循环利用.     

含锌电炉粉尘处理的扩大性实验

分析研究了运用配碳球团的直接还原技术处理的电炉粉尘,并完成了实验室扩大性实验;得到了还原焙烧法的合理工艺条件,即碳过量系数为12,还原温度为1〖KG-*9〗150 ℃,料层厚30 mm,加热时间60 min。还原后的球团为半金属化球团,其w(TFe)为50%左右,最高可达54.7%;金属化率60%～70%,最高可达88%;收集的粉尘含氧化锌达90%以上,球团中锌的还原挥发率大于90%,说明用配碳球团的直接还原技术处理含锌电炉粉尘是成功的。     

还原挥发的次氧化锌综合利用

以高炉瓦斯泥还原挥发的次氧化锌为原料,研究从次氧化锌粉综合回收锌、铟、铅的工艺,采用中性浸锌、酸性浸铟、酸浸液直接萃铟、中浸液净化浓缩的工艺流程,试验产出七水硫酸锌、海绵铟及铅精矿,主要有价元素都得到了回收利用,锌、铟、铅的回收率分别达96.52%,86.49%,97.4%。     

高炉瓦斯灰泥回转窑处置技术现状分析

高炉瓦斯灰泥含有一定量的铁氧化物、氧化锌和碳,回转窑处理高炉瓦斯灰泥技术具有工艺成熟、效益显著的特点。回转窑对高炉瓦斯灰进行高温还原,不仅可生产ZnO含量≮50%的氧化锌粉,而且提取ZnO后剩余的还原铁渣中ZnO含量≯1.0%、TFe含量>50%,铁渣可返回钢铁企业循环利用或继续提纯后生产高品质铁粉。     

梅山高炉瓦斯泥综合利用的研究

分析研究国内外高炉粉尘使用情况，结合梅山高炉瓦斯泥的性质、特征和现状，提出用弱磁-强磁选的选矿方法，从梅山高炉瓦斯泥中回收铁精矿的设想。通过试验室试验，取得了较好的技术经济指标，达到了预期效果，并可降低锌含量。     

高炉污泥处理用的水力旋流设备

高炉炉顶煤气中产生大量的粉尘。此粉尘被排放到废料场,但是,更具有吸引力的是通过烧结厂将此粉尘进行回收,再返回到高炉中。这些粉尘的某一部分,特别是细颗粒,含有0．4％～2％的锌和不同浓度的其他重金属。锌源于铁矿,但是,也有部分来自于钢厂的其他各种回收含铁废物,其中一些是来自于镀锌废钢。回收大部分重金属成分,特别是锌,对高炉工艺流程来说是不希望有的,因为在工厂锌平衡中引起锌增加。Corus Ijmuiden开发了一种水力旋流设备,用于将高炉粉尘分离出粗、细颗粒,并能在高炉中带入最大锌的量、回收含铁材料和排出富锌粉尘之间实现最经济的平衡。     

高炉锌平衡及含锌尘泥的回收利用

分别对宝钢2BF、3BF的原燃料、重力灰、集成灰、生铁、炉渣、污泥、污水、煤气进行取样,测定各试样中的锌含量,结合高炉生产数据对2BF、3BF进行锌平衡计算。计算结果表明：烧结矿锌含量是影响高炉锌负荷的主要因素;高炉污泥和重力灰带走的锌占2BF全部锌支出的88．11％;而3BF中的锌主要由渣、铁(包括集成灰)带走;高炉尘泥需进行脱锌处理才能配入烧结料中。     

生物质炭复合团块在高炉中的反应行为

研究了生物质复合团块在高炉中的反应行为,该复合团块主要成分(质量分数)为:11.1% C、72.7% Fe₃O₄、11.25% FeO、0.77% Fe和4.67% 脉石。并对高炉环境下复合团块的反应行为进行了建模,通过高炉气氛下的等温动力学实验确定模型参数并进行了模型验证。进一步,结合模型模拟,模拟高炉环境的实验和团块微观结构分析,对模拟高炉条件下和实际高炉条件下团块的反应行为进行了分析。研究结果表明:模拟高炉条件下,在60 min (973 K) 到120 min (1273 K) 期间, 团块的微观结构发生明显变化,其微观结构由渣相网络结构向金属铁网络结构转变。在实际高炉中,复合团块的反应进程主要包括三个阶段:团块的高炉煤气还原（473~853 K）、团块的高炉煤气还原和部分自还原（853~953 K）以及团块的完全自还原（953~1150 K）。在团块自还原参与阶段,与烧结矿相比,团块内氧化铁还原速率更快;与焦炭相比,团块内生物质炭气化速率更高。同时,在此阶段,团块有提高高炉煤气利用率和降低高炉热储备区温度的作用。      

凌钢含铁粉尘合理搭配利用试验

根据转炉灰(泥)的成分提出了优化利用方式,并从造球和还原两方面研究了高炉灰与转炉灰(泥)的搭配利用情况。造球过程中充分利用转炉灰中游离CaO的黏性以及CO2气氛中的硬化作用,在不添加黏结剂的情况下可以获得满足生产要求的球团。以高炉灰为碳源,与转炉灰(泥)搭配还原,还原温度超过1 250℃后锌的脱除率达到95%以上,温度进一步提升至1 280℃后铁的还原度达到80%以上,多数情况下超过95%,为高炉灰与转炉灰(泥)利用提出了一种有效途径。     

鞍钢高炉喷吹水熄焦粉的生产实践

为探索高炉喷吹水熄焦粉的可行性,开展了5%~15%水平下的水熄焦粉高炉喷吹用配煤优化实验室实验及工业喷吹试验。结果表明,在现有配煤基础上,最适宜的配入量为15%,鞍钢新2#和新3#高炉喷吹水熄焦粉后,煤气利用率分别提高0.24%和0.58%,燃料比下降0.71 kg/t和1.82 kg/t,水熄焦粉可用于高炉喷吹。     

直接还原回转窑协同处理含锌固废技术及应用

研究了直接还原回转窑实现含锌固废协同处理的工艺技术。对固废中的含锌化合物的还原及分离理论进行了研究,在回转窑内,只要满足温度T＞1 500 K、气氛还原φ(CO)＞70%条件,就能实现锌从废渣中还原分离出来,同时废渣中的铁也能够被还原,得到回收利用。在某海绵铁生产厂的回转窑上进行了试验验证,得到含锌20%(质量分数)的富锌灰,锌渣中95%(质量分数)以上的铁作为副产物进入到海绵铁中。试验结果表明,协同处理在不影响直接还原生产海绵铁工艺的前提下,实现了含锌固废的综合利用,此次试验中烟气的含硫量成为限制环节,含锌固废的最大配加量以2%为宜。     

用固体碳及CO/CO2还原电炉粉尘中氧化锌的研究

用化学试剂和实际电炉粉尘作试样，考察了利用固体碳和CO/CO2进行氧化锌还原的各种影响因素。研究发现，与固 固还原反应相比，气 固还原反应较快，但前者易受温度的影响。在CO/CO2＝10、温度控制在1〖KG-*9〗000～1〖KG-*9〗100 ℃时，可保证电炉粉尘中氧化锌的顺利还原与气化分离。本研究为开发利用移动焦炭层的电炉粉尘处理新工艺提供了理论依据。     

鞍钢含铁尘泥再资源化研究与实践

 以含铁尘泥中的碳作为还原剂,配制成具有自还原特性的尘泥团块,利用钢厂现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物及锌氧化物实现自还原回收而不影响钢铁冶炼生产。开发了利用转炉热环境、兑铁后铁水罐的余热和高炉铁水的物理热处理含铁尘泥工艺技术及其配套的含铁尘泥团块制造技术,实现了高炉后短流程循环处理含锌尘泥或高铁低杂质尘泥及烧结-高炉系统处理低锌低品质含铁尘泥多种途径的综合处理技术。在不引起高炉锌富集的前提下,实现了含铁尘泥的高效综合利用。     

Zinc accumulation during recycling of iron oxide wastes in the blast furnace

Abstract

Byproducts/wastes of iron- and steelmaking processes and steel scrap are the main sources of iron units recycled in the steel plants. Direct recycling of the iron oxide wastes (dusts and sludge) in the blast furnace (BF) is however hampered by its chemistry (>0·1%Zn in the charge). Vaporisation, condensation, oxidation and circulation of zinc may collectively lead to the accumulation in the furnace. Very fine particles are deposited on other particles that have high surface areas which diminish BF refractory life and impair the quality of high quality pig iron produced. For effective continuous recycling of iron units, it is necessary to identify their sources, determine their composition and evolve device and appropriate technology for the treatment of zinc bearing units. The present paper analyses the process of zinc accumulation in the BF and derives an algebraic model to determine the extent of the accumulation. On the basis of analysis of zinc base formation, its recirculation in the furnace and other related productive units, a homograph (alignment chart) of zinc accumulation is designed. The paper also outlines the feasible processes of zinc removal from the close-looped system (sinter plant–BF–sinter plant).