關(guān)于鋼鐵公司煉鐵分廠燒結(jié)機(jī)電除塵灰的特性分析及綜合利用的報告

1、關(guān)于湘潭鋼鐵公司煉鐵分廠燒結(jié)機(jī)電除塵灰的特性分析及綜合利用的報告 湘潭鋼鐵公司煉鐵分廠目前擁有280 m2、180 m2、130 m2燒結(jié)機(jī)各一臺，年產(chǎn)生鐵420萬噸。燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器月排出電除塵灰約5000噸。其中，第一電場4400噸，約占88%，第2 、3電場600噸，約占21%，目前對這些除塵灰的處理方法是直接返回?zé)Y(jié)原料的配料系統(tǒng)進(jìn)行燒結(jié)配料。這種處理方式對燒結(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量、電除塵器的穩(wěn)定運(yùn)行，以及后續(xù)的高煉鐵，會造成什么樣的影響？是利大于弊，還是弊大于利，這是一個需要認(rèn)真研究和探討的問題。此文皆在對燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵灰的化學(xué)成分進(jìn)行分析，從而闡明該類灰塵對燒結(jié)工藝流程和設(shè)備的危害，提出

2、合適的綜合處理意見，以期達(dá)到企業(yè)節(jié)能減排、增效的目的。一、 燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵器除塵灰化學(xué)成分分析我們對煉鐵廠燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵機(jī)第1電場、第2電場、第3電場除塵灰分別取樣，采用X射線光譜儀做化學(xué)成分分析，分析結(jié)果如下：以上分析結(jié)果表明：燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵灰，第1電場TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)約50%，礦物成分以磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦為主，除Pb超標(biāo)外其它有害元素含量少。第2電場，第3電場除塵灰TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)約20%，堿金屬含量卻較高，Pb含量也大大超標(biāo)。其形成的機(jī)理是：鐵礦石在燒結(jié)過程中，堿金屬K、Na、及Pb、Zn等化合物在高溫環(huán)境下還原溶化，形成氣體隨后揮發(fā)。在強(qiáng)負(fù)壓狀態(tài)下（或鼓風(fēng)正壓狀態(tài)）隨同含鐵粉塵煙氣

3、經(jīng)煙道進(jìn)入電除塵器。我們知道電除塵器各電場的電勢不同，對粉塵顆粒大小捕集不同，因含鐵粉塵固體顆粒較粗，易被電除塵器的第1電場收集。而堿金屬K、Na、Pb、Zn等化合物是經(jīng)溶化還原后形成氣體揮發(fā)出來，經(jīng)冷卻癢形成微細(xì)顆粒（50um以下）最終被電除塵器第2電場，第3電場收集。其煙氣在排入大氣中，（煙氣含粉塵100mg/Nm3）。燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第1電場除塵灰直接返回?zé)Y(jié)原料系統(tǒng)參與燒結(jié)配料是合適的，而第2電場，第3電場除塵灰是否返回?zé)Y(jié)配料，是值得權(quán)衡和研究的。二、燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵灰的危害性。 2.1燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器2、3電場除塵灰從化學(xué)成份分析來看，屬于高堿金屬灰，資料表明

4、堿金屬（K、Na）各種鹽類化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都相對較低，屬于低熔點(diǎn)金屬化合物，在燒結(jié)過程中高溫環(huán)境和強(qiáng)負(fù)壓狀態(tài)使堿金屬進(jìn)入風(fēng)箱，大煙道以及電除塵器，高溫降低后對這些部位造成板結(jié)。經(jīng)對燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵灰比電阻測試，其電阻率都達(dá)到了（1012）·cm超過正常的粉塵電阻率范圍（1045×1010·cm）屬于高比電阻粉塵，高比電阻率粉塵一直被認(rèn)為是電除塵器難以捕集的粉塵，容易導(dǎo)致返電暈現(xiàn)象，對電除塵器的穩(wěn)定運(yùn)行和除塵效率是極為不利的。高堿金屬帶入燒結(jié)礦，對煉鐵高爐也會產(chǎn)生很大的危害，表現(xiàn)于降低焦炭強(qiáng)度，降低礦石的軟化溫度，增加礦石的爆裂和粉化，使?fàn)t內(nèi)料柱透氣性惡化。侵蝕、

5、破壞耐火材料，降低爐襯使用壽命。因煤氣分布失常發(fā)展成懸料、崩料知道結(jié)瘤等，導(dǎo)致冶煉焦化比增大，成本增加。2.2燒結(jié)機(jī)頭電除塵器第2、3電場的除塵灰含Pb量約7%，Pb密度大（11.34g/cm3）熔點(diǎn)低（327）沸點(diǎn)高。溶化后易揮發(fā)，Pb是高爐煉鐵的有害元素。高爐煉鐵要求鐵礦石Pb量的界限0.1%，在煉鐵過程中Pb很容易還原，不溶于鐵水，因比重大，易沉積于爐底，滲入磚縫中，侵蝕爐襯，發(fā)生脹爐，造成高爐煤氣泄漏，對高爐有很大破壞作用，因而高爐爐底都設(shè)置專門的排鉛口，要及時排鉛。此外，鉛屬于有毒重金屬，在高溫下易揮發(fā)，上升到低溫時又被氧化形成Pb0（屬于有毒物質(zhì)）。燒結(jié)、冶煉中部分鉛（以Pb0形式

6、）會隨著煙氣排入大氣。造成環(huán)境污染，嚴(yán)重危害企業(yè)職工及其企業(yè)所在地的人們?nèi)罕姷纳眢w健康。2.3燒結(jié)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵灰屬低鐵高堿灰塵。如直接配入燒結(jié)原料系統(tǒng)，可能造成燒結(jié)堿度及鐵含量的波動。嚴(yán)重影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，為后續(xù)的高爐煉鐵造成困難。高爐煉鐵，要求爐原料的物理性能和化學(xué)成分穩(wěn)定，波動范圍要窄。發(fā)達(dá)國家高爐煉鐵要求燒結(jié)礦含鐵的品位波動±0.05%、堿度波動±0.03%。否則給高爐生產(chǎn)帶來巨大的負(fù)面影響，目前這已成為高爐煉鐵生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的最大障礙。燒結(jié)機(jī)頭除塵器第2、3電場除塵灰直接返回原料系統(tǒng)，將使礦料品位降低0.04%堿度增加0.01%。三、燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電

7、除塵器第2、3電場除塵灰處理的必要性。綜上所述，為避免燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵返回原料系統(tǒng)配料所帶來的負(fù)面影響，有必要在燒結(jié)工藝中將它單獨(dú)分離出來，另行處理。這既有利于企業(yè)的節(jié)能、減排、增效，同時也會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。3.1排出燒結(jié)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵灰，降低了燒結(jié)鐵礦中的有害元素（K、Na、Pb、Zn），冶煉優(yōu)質(zhì)生鐵的基礎(chǔ)是礦石中的雜質(zhì)要少。這樣不但減輕冶煉工作量，而且大大地減輕爐外精煉部分工作量，為冶煉出優(yōu)質(zhì)鋼鐵，創(chuàng)造良好條件，最終達(dá)到優(yōu)質(zhì)、低耗、高效的目的。3.2理論上我們知道提高入爐礦石品位將有效地減少溶劑用量和降低渣量，既能降低高爐冶煉能耗，又可改善料柱透氣性，入

8、爐礦石品位每位提高1%可降低焦比1.5%-2.0%，提高產(chǎn)量2.5%-3%，噸鐵渣減少30kg，允許多噴吹15公斤/噸煤粉。如將燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵灰配入原料系統(tǒng)，將使鐵品位降低0.04%，因此排出燒結(jié)機(jī)頭電除塵第2、3電場除灰塵可粗略估算出所帶來的效益。按如下數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：焦比400kg/噸鐵，年產(chǎn)420萬噸生鐵。燒結(jié)機(jī)頭電除塵器第2、3電場年排出7200噸除塵灰。換入7200噸品位63噸鐵精粉。按每提高入爐礦石品位1%，降低焦比1.75%，產(chǎn)量提高2.75%計(jì)算。 全年減少焦炭量：420000×0.4×1.75%×0.04=1176噸焦炭 增加生鐵產(chǎn)

9、量：420000×2.75%×0.04=4620噸生鐵從工業(yè)冶金焦炭目前市場價格2500元/噸，生鐵5000元/噸，63%度礦石1500元/噸，全年為企業(yè)帶來效益是：1176×2055+4620×5000-7200×1500=15240000元焦炭減少同樣將減少CO2和SO2的排放。按焦炭85%合碳量計(jì)算全年可減少3768噸CO2的排放。 上述效益計(jì)算尚沒包括出售7200噸除塵所帶來的收益。四、燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第2、3電場除塵灰處理途徑。為了將燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第2、3電場灰有效地分離出來，必須對燒結(jié)工藝中的排灰系統(tǒng)進(jìn)行改造。1、280m2燒

10、結(jié)機(jī)，附近建立一個收集2、3電場除塵灰的料倉。料倉出口配備加濕卸料機(jī)，方便卸料及減少第二次揚(yáng)塵。在280m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵灰匯總的刮板機(jī)上第2、3電場除塵灰所經(jīng)路線上開孔。這樣第2、3電場的灰從孔中卸落。然后通過氣泵經(jīng)管道輸送到料倉。單獨(dú)電器控制，原有的電器控制及排灰操作不變。一旦出現(xiàn)故障，原有系統(tǒng)仍可繼續(xù)工作，不受影響。2、1802、1302燒結(jié)機(jī)相隔較近，共建一個料倉，同樣通過氣泵轉(zhuǎn)送方式收集第2、3電場除塵灰。3、每天用汽車通過料倉卸料器裝車運(yùn)出。五、電除塵灰的綜合處理意見前面已經(jīng)提過，對1電場的除塵灰，仍可沿用原來的處理方法，返回原料系統(tǒng)配料。對第2、3電場的除塵灰，由于它的有害元素太多，不適合返回配料使用。目前國內(nèi)對除塵灰進(jìn)行綜合利用的企業(yè)是湘潭紅燕化工有限公司，該公司自2007年08月開始，在長沙有色金屬設(shè)計(jì)研究院的大力支持下，經(jīng)生產(chǎn)技術(shù)人員和專家的研究和論證，可對該除塵灰進(jìn)行處理，經(jīng)過必要的生產(chǎn)工藝流程，可獲取其中微量的有色金屬及部分鐵精粉（鐵品位58%左右