燒結機頭灰處理工藝探討

鐵礦石燒結過程產生的機頭灰含鉀、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)回到燒結流程。本文重點探討和論證采用磁選、藥選等工藝將燒結機頭灰中的鉛、鉀、銀等金屬回收工藝的可行性。

1  項目背景

燒結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，經混合、造球，然后在燒結設備上使物料發(fā)生一系列物理化學變化，將礦粉顆粒黏結成塊的過程。燒結產生的煙氣經電除塵器收集后形成燒結機頭電除塵灰(以下簡稱機頭灰),機頭灰中有害元素鉀、鉛含量高,如直接返回燒結流程，則鉀、鉛等有害元素反復循環(huán)、富集進入高爐，將影響高爐順行、造成爐墻結厚、影響一代爐齡，直接外銷則存在環(huán)境污染的風險,急需開發(fā)鉀、鉛等金屬的回收處理工藝。

2  柳鋼現狀

目前柳鋼每年產生燒結機頭灰（目前成分詳見表一）約6000噸。當進口礦用量比例高時，鉛含量較低，不排放機頭灰，在燒結系統(tǒng)內循環(huán)再利用；當配入一定國內礦時，鉛含量上升，當Pb>6%以上部分的機頭灰則外銷有資質的專業(yè)鉛鋅處理企業(yè)加以利用。

表1  柳鋼機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  工藝原理及關鍵點

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

(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，可由水（或稀酸溶液）進行溶解，使其從固相機頭灰中轉移至水相，再利用固液分離的方式將其脫除。

(3)采用氯化浸提法對尾礦中的鉛銀進行了回收；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材質可滿足設備長期運行，由強制蒸發(fā)結晶器、MVR壓縮機系統(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，當其濃度達到一定值后，可加入少量的硫酸鹽，制備高附加值的硫酸鋁鉀副產品。

3.2  工藝流程圖

圖1  機頭循環(huán)回收處理工藝流程圖

3.3  該工藝主要的特點

(1)流程短，工藝布局緊湊，大大縮小了項目占地面積。

(2)設備均屬于常規(guī)標準化設備，設備投資小。

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

(4)該技術成熟穩(wěn)定，再生產品提取率高氯化鉀、鉛、銀、鐵等提取率指標分別達到75%~90%，產品符合國家要求，鉛銀料達到可出售標準。

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

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

4  回收效果和效益

4.1  產品結構及銷售收入

序號 產品品名 產量(噸/年) 預計單價(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 氯化鉀產品達一等品的要求

4 硅鈣鹽 500 40 2 銷售給水泥企業(yè)

小計 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  結語

本項目為固廢資源的綜合回收利用，實現100%循環(huán)再利用，創(chuàng)造經濟增長點，解決了一直困擾鋼企的鉀、鉛等有害金屬富集的難題，具有顯著的社會效益、經濟效益和環(huán)保效益。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.k2057.cn/w/qk/21223.html