公布日：2023.10.27
申请日：2022.04.14
分类号：C22B1/248(2006.01)I;C22B1/16(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种钢铁厂含铬污泥的处理方法，主要解决现有钢铁企业含铬污泥处理成本高的技术问题。技术方案为，一种钢铁厂含铬污泥的处理方法，包括：1)配置含铬污泥与高炉除尘灰的混合料，混合料组成成分的重量百分比为：含铬污泥60～70％，高炉除尘灰30～40％；2)配矿，烧结配矿原料各组分的质量百分含量为：赤铁矿富矿粉72％～78％，含铬污泥与高炉除尘灰的混合料0.05％～0.75％，烧结返矿5％～10％，熔剂10～12％，固体燃料4～5％；3)混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；4)对二次混匀料进行抽风烧结得到成品烧结矿。本发明方法实现了钢铁厂含铬污泥低成本处置和利用。
权利要求书
1.一种钢铁厂含铬污泥的处理方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：1)配置含铬污泥与高炉除尘灰的混合料，将含铬污泥与高炉除尘灰进行混合得到混合料，用圆盘造球机对混匀料进行混匀造粒，控制混合料粒径位0.5～5.0mm；混合料组成成分的重量百分比为：含铬污泥60～70％，高炉除尘灰30～40％，各组分的质量百分比之和为100％；所述高炉灰成分的重量百分比为：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和为1～12％；含铬污泥成分的重量百分比为：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％；2)配矿，根据烧结矿的技术质量指标计算赤铁矿富矿粉、含铬污泥与高炉除尘灰的混合料、熔剂和固体燃料的配矿质量比例，烧结配矿原料各组分的质量百分比为：赤铁矿富矿粉72％～78％，含铬污泥与高炉除尘灰的混合料0.05％～0.75％，烧结返矿5％～10％，熔剂10～12％，固体燃料4～5％，各组分的质量百分含量之和为100％；控制烧结矿的二元碱度R2为1.80～1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2～4.8％，MgO的重量百分含量为1.10～1.49％；3)混匀造粒，配好的烧结矿原料装入一混滚筒中进行一次混匀，一次混匀过程中加水搅拌，混匀后得到一次混匀料，一次混匀料中H2O的重量百分含量为6.5～7.0％；将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；4)对二次混匀料进行抽风烧结，将二次混匀料转运至烧结台车进行抽风烧结，控制烧结过程中抽风负压为14.5～16.5KPa，点火温度为1160～1990℃，烧结完成后得到成品烧结矿。
2.如权利要求1所述的钢铁厂含铬污泥的处理方法，其特征是，所述熔剂包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔剂中各组分的质量百分比为，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒径≤3mm的熔剂占熔剂总质量比例的90％以上；生石灰中CaO的质量百分含量为80～90％；灰石粉中CaO的质量百分含量为50～53％；白云石粉中MgO的质量百分比为19～22％、CaO的质量百分比为29～33％。
3.如权利要求1所述的钢铁厂含铬污泥的处理方法，其特征是，所述固体燃料为焦粉；固体燃料中C的质量百分含量为77～85％；粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的90％以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢铁厂含铬污泥的处理方法，主要解决现有钢铁企业含铬污泥处理成本高的技术问题。
本发明的技术思路是，按照一定的比例与高炉灰进行混合，混合后的混合料再按照一定的比例加入加烧结机烧结矿，利用高炉灰中的碳将有害的Cr6+还原成无毒的低价铬，达到了有效、低成本处置含铬污泥，同时又不影响企业正常生产的目的。
本发明采用的技术方案是，一种钢铁厂含铬污泥的处理方法，包括以下步骤：
1)配置含铬污泥与高炉除尘灰的混合料，将含铬污泥与高炉除尘灰进行混合得到混合料，用圆盘造球机对混匀料进行混匀造粒，控制混合料粒径位0.5～5.0mm；混合料组成成分的重量百分比为，含铬污泥60～70％，高炉除尘灰30～40％，各组分的质量百分比之和为100％；
2)配矿，根据烧结矿的技术质量指标计算赤铁矿富矿粉、含铬污泥与高炉除尘灰的混合料、熔剂和固体燃料的配矿质量比例，烧结配矿原料各组分的质量百分比为：赤铁矿富矿粉72％～78％，含铬污泥与高炉除尘灰的混合料0.05％～0.75％，烧结返矿5％～10％，熔剂10～12％，固体燃料4～5％，各组分的质量百分含量之和为100％；控制烧结矿的二元碱度R2为1.80～1.90，烧结矿中SiO2的重量百分含量为4.2～4.8％，MgO的重量百分含量为1.10～1.49％；
3)混匀造粒，配好的烧结矿原料装入一混滚筒中进行一次混匀，一次混匀过程中加水搅拌，混匀后得到一次混匀料，一次混匀料中H2O的重量百分含量为6.5～7.0％；将一次混匀料转入二次混匀滚筒中进行混匀造粒，造粒后得到的二次混匀料；
4)对二次混匀料进行抽风烧结，将二次混匀料转运至烧结台车进行抽风烧结，控制烧结过程中抽风负压为14.5～16.5KPa，点火温度为1160～1990℃，烧结完成后得到成品烧结矿。
本发明所述高炉灰成分的重量百分比为：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和为1～12％。
含铬污泥成分的重量百分比为：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％。
所述熔剂包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔剂中各组分的质量百分比为，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒径≤3mm的熔剂占熔剂总质量比例的90％以上；生石灰中CaO的质量百分含量为80～90％；灰石粉中CaO的质量百分含量为50～53％；白云石粉中MgO的质量百分比为19～22％、CaO的质量百分比为29～33％。
所述固体燃料为焦粉；固体燃料中C的质量百分含量为77～85％；粒径≤3mm的固体燃料占固体燃料总质量比例的90％以上。
本发明方法采取的工艺参数的理由如下：
1、含铬污泥与高炉除尘灰的混合料组分和粒径的设定
将含铬污泥细粉与高炉灰混匀成混合料，然后将混合料投入造粒机造粒，形成含铬污泥配合料，配合料粒径控制在0.5～5.0mm。
其原理是：含铬污泥中配加高炉灰，有利于利用高炉灰中的碳在烧结温度为1160～1990℃的条件下将Cr6+还原成Cr3+。
其反应式：3C+4CrO3＝2Cr2O3+3CO2↑
综合考虑，含铬污泥与高炉除尘灰的混合料组成成分的质量百分比为，含铬污泥60～70％，高炉除尘灰30～40％，混合料粒径位0.5～5.0mm。
2、烧结矿原料中含铬污泥与高炉除尘灰的混合料含量的设定
将含铬污泥与高炉除尘灰的混合料按照一定的配比加入到烧结原料中，混合料(含铬污泥细粉与高炉灰)占烧结矿的比例为0.05～0.75％，
通过烧结将Cr3+固封在烧结矿中,以铬尖晶石(MgO·Cr2O3、铬铁矿(FeO·Cr2O3)等形态存在；烧结矿进入高炉后,在高炉中更高的温度和强还原性气氛下，污泥中Cr3+继续被还原直至单质Cr，金属铬熔入铁水中，其它成分熔入炉渣。
烧结原料中加入含铬污泥过多，导致铁水的铬过量增加，从而导致成品钢中的铬控制难度增加，为此，必须对铁水中的含铬量进行预先测定和计算，防止钢水成分超标，综合考虑，烧结矿原料中含铬污泥与高炉除尘灰的混合料的含量质量百分比为0.05％～0.75％，含铬污泥的含量质量百分比为0.02％～0.53％。
钢铁企业含铬污泥的产生量占烧结矿的质量占比为0.0625％，如，某企业烧结矿的产量为800万吨，其公司产生的含铬污泥为5000吨，因此，按照含铬污泥的含量质量百分比为0.02％～0.53％配入烧结矿能完成处置掉自产的含铬污泥。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明方法实现了钢铁行业含铬污泥的低成本处置和利用，达到固废不出厂。2、本发明方法利用了高炉灰中碳将将Cr6+还原成Cr3+，有利于铬元素以无毒性、不挥发的低价态保留铁水中，显著减少相关生产过程中危险固废排放，降低危废处置成本。
（发明人：洪建国）