燒結(jié)機(jī)頭灰處理工藝探討

鐵礦石燒結(jié)過程產(chǎn)生的機(jī)頭灰含鉀、鉛含量較高，需將其中鉀、鉛等影響冶煉過程金屬的回收，才能循環(huán)回到燒結(jié)流程。本文重點(diǎn)探討和論證采用磁選、藥選等工藝將燒結(jié)機(jī)頭灰中的鉛、鉀、銀等金屬回收工藝的可行性。

1  項(xiàng)目背景

燒結(jié)礦是將各種粉狀含鐵原料配入適量的燃料和熔劑、適量的水，經(jīng)混合、造球，然后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。燒結(jié)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)電除塵器收集后形成燒結(jié)機(jī)頭電除塵灰(以下簡稱機(jī)頭灰),機(jī)頭灰中有害元素鉀、鉛含量高,如直接返回?zé)Y(jié)流程，則鉀、鉛等有害元素反復(fù)循環(huán)、富集進(jìn)入高爐，將影響高爐順行、造成爐墻結(jié)厚、影響一代爐齡，直接外銷則存在環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn),急需開發(fā)鉀、鉛等金屬的回收處理工藝。

2  柳鋼現(xiàn)狀

目前柳鋼每年產(chǎn)生燒結(jié)機(jī)頭灰（目前成分詳見表一）約6000噸。當(dāng)進(jìn)口礦用量比例高時(shí)，鉛含量較低，不排放機(jī)頭灰，在燒結(jié)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再利用；當(dāng)配入一定國內(nèi)礦時(shí)，鉛含量上升，當(dāng)Pb>6%以上部分的機(jī)頭灰則外銷有資質(zhì)的專業(yè)鉛鋅處理企業(yè)加以利用。

表1  柳鋼機(jī)頭灰混合樣的主要元素分析 g/t

元素 SiO2 Al2O3 Fe CaO MgO Na2O P S

含量 3.22 0.97 24.70 7.71 0.96 0.51 0.041 2.14

元素 Ba Cu Pb Zn Ni Ag Ti K

含量 0.02 0.065 6.76 0.05 0.002 0.02 0.083 10.21

3  回收處理工藝方案

3.1  工藝原理及關(guān)鍵點(diǎn)

(1)機(jī)頭灰混合樣中的Fe主要以鐵氧化物的形式存在，可以采用磁選的方式進(jìn)行分離，高分散性機(jī)頭灰懸浮液制備及磁選機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇是保障鐵礦粉獲得高品位和高收得率的關(guān)鍵技術(shù)。

(2) K主要以KCl及KNO2的形式存在，這部分含鉀物相屬于水溶性物質(zhì)，可由水（或稀酸溶液）進(jìn)行溶解，使其從固相機(jī)頭灰中轉(zhuǎn)移至水相，再利用固液分離的方式將其脫除。

(3)采用氯化浸提法對(duì)尾礦中的鉛銀進(jìn)行了回收；加除雜藥液，脫除濾液中的Fe、Ca、Mg、Si等離子。

(4)由于該溶液主要含氯離子，腐蝕性較大。因此與物料接觸部分采用TA2，其他采用304材質(zhì)可滿足設(shè)備長期運(yùn)行，由強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶器、MVR壓縮機(jī)系統(tǒng)、PLC自控系統(tǒng)組成。

(5)廢水的循環(huán)利用尾水循環(huán)利用有利于K元素的富集，當(dāng)其濃度達(dá)到一定值后，可加入少量的硫酸鹽，制備高附加值的硫酸鋁鉀副產(chǎn)品。

3.2  工藝流程圖

圖1  機(jī)頭循環(huán)回收處理工藝流程圖

3.3  該工藝主要的特點(diǎn)

(1)流程短，工藝布局緊湊，大大縮小了項(xiàng)目占地面積。

(2)設(shè)備均屬于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，設(shè)備投資小。

(3)濕法分選揚(yáng)塵少，作業(yè)環(huán)境良好，符合職業(yè)健康安全體系要求。

(4)該技術(shù)成熟穩(wěn)定，再生產(chǎn)品提取率高氯化鉀、鉛、銀、鐵等提取率指標(biāo)分別達(dá)到75%~90%，產(chǎn)品符合國家要求，鉛銀料達(dá)到可出售標(biāo)準(zhǔn)。

(5)生產(chǎn)過程污染物實(shí)現(xiàn)“零”排放。主要原料是鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)頭灰，使用的能源為鋼廠富余的蒸汽和電，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的渣、水都可循環(huán)使用，沒有新廢物產(chǎn)生。

(6)工藝路線靈活。該工藝適合我國各地域鋼廠成分、品質(zhì)差異較大的燒結(jié)機(jī)頭灰回收處理。

4  回收效果和效益

4.1  產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及銷售收入

序號(hào) 產(chǎn)品品名 產(chǎn)量(噸/年) 預(yù)計(jì)單價(jià)(元/t) 銷售收入(萬元) 備注

1 鐵礦粉 2500 200 50 全鐵收得率>75% 鐵礦粉品位>45%

2 鉛銀料 2800 1200 336 Pb>14%，Ag>350g/t

3 氯化鉀 120 1500 18 氯化鉀產(chǎn)品達(dá)一等品的要求

4 硅鈣鹽 500 40 2 銷售給水泥企業(yè)

小計(jì) 406 　

4.2  利潤分析

4.2.1  投資折舊：每年100萬元

4.2.2  原料、輔助材料成本：310元/t

4.2.3  動(dòng)力成本：60元/t

4.2.4  人工成本：54元/t

4.2.5  年利潤：51.6萬元

5  結(jié)語

本項(xiàng)目為固廢資源的綜合回收利用，實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)再利用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，解決了一直困擾鋼企的鉀、鉛等有害金屬富集的難題，具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://00559.cn/w/qk/21223.html