发布时间 : 星期三 文章高炉含锌除尘灰的综合利用 - 杨春雷更新完毕开始阅读
再氧化形成的氧化锌细粒附着于上升煤气的粉尘时就被带出炉外，富含锌元素的高炉煤气除尘灰被用于烧结原料，而烧结过程不能去锌，烧结矿带着锌作为高炉的主要原料重新回到高炉中来。这就是锌在烧结与高炉间的循环。附着于下降的炉料时就再次进入高温区，周而复始，这就形成了锌在高炉内的富集现象。
国内部分企业的高炉锌负荷如表2.1所示。
企业 宝钢 济钢 攀钢 鞍钢 新余 钢铁 1250 330-500 5 昆钢 2000 748-88高炉/m3 4706 4350 350 1750 1200 1280 3200 2580 锌负荷/(g*t-1) 130 40 554 255 830 833 76 61 由表2.1可见，我国各钢铁企业的锌负荷差别较大。 高炉中Zn元素均主要来源于烧结矿，其中带入的Zn占总量的67.5%；此外，焦炭、喷吹煤粉分别带入0.4%和13.7%的锌。烧结过程中的锌主要是由布袋灰带入的，其次是重力灰，两者带入总量达783g/t烧结矿，占烧结过程中带入锌总量的89.00%；锌主要通过布袋灰排出高炉，占总排出量的62.9%，其次为炉渣21.7%，其它方式排放9.81%。
酒钢曾在2006年8月，1号高炉在休风期间，对其锌负荷和锌平衡进行了测定。测定表明，烧结矿带入高炉的Zn占全部收入的73.5%，是高炉内Zn元素的主要来源；进入高炉的ZnO负荷吨铁为1930g（后来通过不配加高炉瓦斯灰后ZnO负荷降到760g），在全国处于较高水平。瓦斯泥和重力除尘灰合计带出的Zn占全部支出的94.77%，是高炉内Zn排出的主要渠道。另外，瓦斯泥和重力除尘灰
以4.5%的比例配入烧结矿，为烧结矿带来84.0%的锌，这是锌流入高炉参与闭路循环的主要方式。
由以上分析可知，高炉内的锌负荷主要由烧结矿带入的，而锌的排除主要通过瓦斯灰（泥）。
锌在高炉内的危害
高炉中锌的循环和积累造成锌负荷逐渐增高，高炉内锌负荷过高又会对高炉产生一系列的危害，主要表现在:
1、在炉喉钢砖及炉身中上部等部位形成炉瘤。由于锌聚集产生的炉内结瘤会导致高炉上部煤气流紊乱，出现悬料崩料现象，使高炉操作难度增大，影响高炉正常生产。
2、破坏炉衬造成高炉炉皮开裂。高炉内被还原的锌在高温下挥发，锌蒸汽如果在炉皮焊接或者裂缝处冷凝，会生成低熔点的锌铁合金，既降低了炉皮强度，又使炉皮裂缝更不易焊补。
3、在煤气上升管内冷凝、积聚造成上升管阻塞。在高炉风口处沉积，渗入风口砖缝，对风口耐火材料侵蚀，造成砖体疏松，并逐步形成肿瘤状侵蚀体，从而导致风口上翘或破损。
4、缩小间接还原区，扩大直接还原区，进而引起焦比上升，降低料柱，特别是软融带焦窗的透气性。在高炉下部形成较多锌蒸汽后，出铁时锌蒸汽会随铁水逸出，锌蒸汽遇到空气后被氧化成白色氧化锌粉末，从而造成炉前作业环境恶劣，能见度差。锌蒸汽的循环也会引起渣铁物理热不足，炉缸易凉等问题。
三、高锌除尘灰的处理方式
高锌除尘灰中锌的去除目前效果较好的方法有湿法工艺和火法工艺两种。
（1）湿法
氧化锌是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质，采用不同的浸出液，将锌从混合物中分离出来。根据选择浸出液的不同，湿法处理工艺又可分为酸浸、碱浸（含氨浸）和焙烧+碱浸等方法。
攀钢曾进行了高炉瓦斯泥含锌渣制取活性氧化锌的研究。对含锌渣采用3~4次富集浸出，即加H2SO4浸含锌渣为一次浸出，用一次浸出液浸含锌渣为二次富集浸出，二次浸出液浸含锌渣为三次富集浸出。净化时，在浸出液中加入适量的 (NH4)2S2O6除去铁、锰等杂质，然后，再用锌粉置换除去其中的铜。碳化合成是在净化合格的硫酸锌溶液中加入适量的碳酸氢铁或碳酸铵溶液进行结晶沉淀碳酸锌。经过滤洗涤，干燥后转入马弗炉锻烧即得到活性氧化锌。
张金保将钢铁厂的高炉瓦斯灰和炼钢转炉（或电炉）的烟尘经过预处理之后，送入高压釜中，用饱和CO2水溶液在一定的温度和压力下进行浸出回收有价锌。经过充分浸出反应，从高压釜送出的经过过滤的浸出液，除溶有碱式碳酸锌之外，还可能溶有部分铜、铅、铬、铁等杂质元素，可通过用锌粉置换的方法把一部分杂质元素从溶液中取代出来。然后，溶液被送入蒸汽蒸馏处理，初始，溶液中的低价铁全部被氧化为高价铁，高价铁经水解全部从溶液中沉淀出来，可通过
及时过滤的办法除去溶液中的铁杂质。除铁滤液继续用蒸汽蒸馏，蒸汽带入的热量使碳酸锌分解，使溶液中的碳酸锌分解成氧化锌沉淀并释放出CO2。
陆风英等针对某集团公司瓦斯泥含铁20%~30%，碳25%~30%，氧化锌10%~25%，利用低品位瓦斯泥中的锌提取活性氧化锌。该法利用瓦斯泥中的锌以氧化锌的形式存在，用NH3-NH4HCO3溶液浸取，使锌形成锌氨络离子溶解于浸出液中。反应式为：ZnO+3NH3+NH4HCO3→Zn(NH3)4CO3+H2O，溶液经净化除杂后，脱氨得碱式碳酸锌沉淀，经洗涤、干燥、灼烧即得产品活性氧化锌。最佳条件下锌的浸出率可达到90%左右，而铁浸出率小于15%。该工艺对瓦斯泥中铁、碳浸出较少，可保证瓦斯泥返回烧结，为炼铁厂节省焦炭和铁精矿。
从调研和查阅资料可知，湿法处理工艺大多处于实验室研究阶段，其特点是：浸出的锌、铅等重金属或者其他氧化物的品位较高，产品质量好；浸出率总体较低，生产率不高；操作环境恶劣，对环境造成二次污染；相对火法工艺而言，能源消耗较少，设备投资较低。
湿法处理工艺的原料要求适用于处理锌含量大于8~20%的中高锌含铁尘泥。这种原料条件我国许多工厂都无法满足，而且与钢厂现有技术不配套，因此，一般不用或者少用湿法来处理含锌、铅的高炉粉尘。
（2）火法
火法锌回收技术是利用锌的沸点较低，在高温还原条件下，锌的