在煉鋼過程中，添加到爐內(nèi)的原料約有2%轉(zhuǎn)變?yōu)榉蹓m。煉鋼粉塵主要由氧化鐵組成，其余的則包括氧化物雜質(zhì)(如氧化鈣)和其它金屬氧化物(主要是鋅的氧化物)。以前由ＢＯＦ轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的粉塵，主要用作燒結(jié)原料而在高爐中循環(huán)利用。但鋅對高爐有影響，鋅易于形成爐瘤。所以當粉塵中的鋅含量超過一定水平，將禁止在高爐流程中循環(huán)利用。電爐流程中因為廢鋼比例高，電爐產(chǎn)生的粉塵中鋅含量遠遠高于轉(zhuǎn)爐粉塵，所以對電爐粉塵如不處理，將無法循環(huán)利用。以往的處理方法是填埋。

電爐煉鋼產(chǎn)生的粉塵或泥漿(污泥)于1976年被美國環(huán)境署(ＥＰＡ)列為有害廢物，代號為ＫＯ61，要求鋼鐵廠對其中的鋅、鉛進行回收或鈍化處理，否則須密封堆放在指定場地。在這之后，許多國家都制定了類似的法律，我國在1996年4月1日實施的固體廢物污染防治法中也包含了相應(yīng)的內(nèi)容。

進入上世紀80年代后，隨著環(huán)保和資源綜合利用的重要性日益被人們所認識，對鋼鐵廠粉塵處理技術(shù)的研究也隨之成為冶金界的一大熱點。但20多年來，盡管也有幾十項有關(guān)技術(shù)被開發(fā)出來，但經(jīng)濟性好且具有普遍意義的處理技術(shù)仍未出現(xiàn)。這也使得鋼鐵廠粉塵處理技術(shù)的研究成為冶金界的一大難題。

電爐粉塵的成分取決于所裝入的廢鋼、冶煉鋼種及工藝*作等因素。例如冶煉不銹鋼與普通碳鋼的電爐粉塵成分差別較大。冶煉普通鋼時國內(nèi)電爐廢鋼結(jié)構(gòu)不同于國外，鍍鋅廢鋼相對較少，所以電爐除塵粉中鋅含量較低；隨著國內(nèi)鍍鋅鋼產(chǎn)量的增加，鍍鋅廢鋼量必然增加，電爐粉塵中鋅含量必然逐步增加。表1是美國典型的不銹鋼粉塵、碳鋼粉塵和寶鋼電爐粉塵的化學成分。

從表1可以看出寶鋼目前的電爐除塵粉明顯屬于低鋅粉塵。

據(jù)有關(guān)資料，寶鋼電爐設(shè)計時的年粉塵產(chǎn)出量為24萬噸，這部分粉塵自投產(chǎn)以來大量地堆棄在寶鋼廢渣堆場，給環(huán)境帶來極大影響，也影響著寶鋼的清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。本文主要介紹目前的幾種煉鋼粉塵處理工藝。

五種粉塵處理工藝介紹

鋼鐵廠含鋅粉塵處理工藝主要分火法和濕法兩種。利用粉塵中鋅易富集在較細粒度中和含鋅較多的粒子磁性較弱的特性，采用離心或磁選方法將含鋅粉塵初步富集、回收的物理法工藝，對鋅鉛的富集效果較濕法或火法工藝低得多，一般僅作為濕法或火法工藝的預(yù)處理工藝。

火法工藝中，按含鋅量的適用程度，又分為高鋅粉塵工藝(Ｚｎ>30%)、中鋅粉塵工藝(Ｚｎ：15%～26%)和低鋅粉塵工藝(Ｚｎ<15%)。濕法工藝中主要分為焙燒工藝、酸浸工藝和堿浸工藝。濕法工藝存在的主要問題是鋅鉛的浸出率較低，浸渣難以作為鋼鐵廠原料循環(huán)利用，滿足不了環(huán)保法提出的堆放要求；*作過程多，浸出劑消耗較多，成本較高，設(shè)備腐蝕嚴重；大多數(shù)*作條件較惡劣，對原料比較敏感，使工藝難以優(yōu)化；處理過程中引入的Ｓ、Ｃｌ等易造成新的環(huán)境污染等問題。火法工藝雖說投資較大，但綜合效益較好，使得火法較濕法競爭性強。以下介紹幾種火法冶金工藝。

1ＣＦＢ法

循環(huán)流化床工藝在上世紀90年代初就處于工業(yè)試驗階段。該工藝的基本出發(fā)點是利用流化床的良好氣體動力學條件，通過氣氛控制和溫度控制，在將鋅還原揮發(fā)的同時，抑制氧化鐵的還原，從而降低粉塵處理的能耗。但由于粉塵很細，還原揮發(fā)出的鋅灰純度較低，流化床的*作狀態(tài)也不易控制，溫度低雖對避免爐料粘結(jié)有利，但生產(chǎn)效率較低。因此，從90年代初至今一直未見成功的報道。

2ＳＰＭ法

ＳＰＭ(ＳｕｍｉｔｏｍｏＰｒｅ-ｒｅｄｕｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ)法實際上是一種類似Ｗｅａｌｚ回轉(zhuǎn)窯的工藝過程。ＳＰＭ法的特點及流程如下：不需要普遍采用的預(yù)造球和預(yù)加熱過程，不需要粘結(jié)劑和副原料。在泥漿脫水后，灰塵餅和碳還原劑混合，精確控制碳、鋅和水分的含量；ＥＡＦ灰也可被混合其中，目前總處理灰塵、泥漿量的10%是ＥＡＦ灰塵；混合好的混合物喂入直徑37ｍ，長30ｍ的回轉(zhuǎn)干燥窯，通過回轉(zhuǎn)干燥后產(chǎn)生原始的球團；回轉(zhuǎn)窯的廢氣在干燥回轉(zhuǎn)窯進行回收利用，干燥回轉(zhuǎn)窯干燥無需燃氣；原始球團裝入直徑34ｍ，長80ｍ的回轉(zhuǎn)窯進一步干燥、破裂以增加還原和脫鋅的表面積，加熱到金屬化和脫鋅要求的1200～1300℃高溫。最后，通過在回轉(zhuǎn)窯排出點再氧化造球；排出的海綿鐵大約1100℃，通過回轉(zhuǎn)窯冷卻產(chǎn)生1～50ｍｍ的海綿鐵，還原出的產(chǎn)品30%(顆粒尺寸大于5ｍｍ)可直接作為高爐原料，70%(顆粒尺寸小于5ｍｍ)的粉末通過燒結(jié)進行循環(huán)利用。ＳＰＭ產(chǎn)品在煉鐵過程中不僅可以作為鐵礦石的代用品，而且還可以減少高爐的燃料消耗、燒結(jié)過程中碳的消耗。

3Ｉｎｍｅｔｃｏ及ＲｅｄＳｍｅｌｔ法

Ｉｎｍｅｔｃｏ工藝是Ｉｎｃｏ公司在上世紀70年代針對鎳、鉻灰塵的回收利用開發(fā)的，并于1978年在美國埃爾伍得市建成了年處理8萬噸廢棄物的工廠，從1978年投產(chǎn)至今，已經(jīng)處理了90萬噸的廢棄物；所處理的原料包括不銹鋼灰塵、碳素鋼灰塵和鐵礦粉等。Ｉｎｍｅｔｃｏ工藝流程特點是：需要經(jīng)過造球工藝，經(jīng)環(huán)形爐直接還原為金屬化球團，此種球團可在各種熔煉爐冶煉。將ＢＦ、ＢＯＦ、ＥＡＦ廠的灰塵、泥漿和還原劑進行混合后造球，還原劑采用煤或細焦粉，還原劑的量按照還原氧化物的冶金要求進行控制，還必須加入一定的粘結(jié)劑，通過造球形成直徑8～12ｍｍ的原始球團。然后把它們裝入ＲＨＦ爐，料層厚度約20ｍｍ，在回轉(zhuǎn)過程中通過爐墻和廢氣的輻射將球團快速加熱到1350℃(還原所需溫度約為950℃)，此時球團產(chǎn)生ＣＯ氣體，鐵基氧化物被還原為被ＣＯ氣體包圍的金屬。球團床在排出點約為1250℃，還原過程大約在12分鐘內(nèi)完成，同時重金屬氧化物還原和蒸發(fā)，通過布袋除塵收集到Ｚｎ、Ｐｂ濃度超過60%的灰塵。過程所需的能量來自于不同區(qū)間預(yù)熱的燃氣的燃燒。爐內(nèi)要求有精心設(shè)計的燃燒系統(tǒng)，以保證爐內(nèi)不同區(qū)間的燃燒按照還原過程的熱平衡進行控制。

1985年德馬克公司取得了Ｉｎｍｅｔｃｏ技術(shù)的使用權(quán)，在Ｉｎｍｅｔｃｏ工藝的基礎(chǔ)上增加了埋弧爐，并將Ｉｎｍｅｔｃｏ工藝與埋弧爐組合的工藝命名為ＲｅｄＳｍｅｌｔ(Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ-Ｓｍｅｌｔｉｎｇ)工藝。

4川崎制鐵的Ｚ-ＳＴＡＲ法

川崎制鐵公司開發(fā)了一種利用焦炭填充床對煉鋼爐塵進行熔融還原的方法。相對于其他方法，該過程的特點是：(1)直接利用細的原料，不必造塊；(2)回收了幾乎所有的Ｚｎ和Ｐｂ；(3)沒有二次廢物的排放。

此技術(shù)起初是應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐進行熔融還原鉻礦時，富含鉻、鎳的轉(zhuǎn)爐爐塵的利用上。1994年5月日處理230ｔ的工業(yè)化工廠投入運行，穩(wěn)定*作。然后該技術(shù)被應(yīng)用在含Ｚｎ的電爐除塵灰(ＥＡＦ灰)的利用上。

5冷固結(jié)球團法

冷固結(jié)球團與壓塊工藝是將含鋅鉛較低的粉塵加入粘結(jié)劑、碳粉等制成球團或壓制成塊，返回高爐、轉(zhuǎn)爐或電爐重新冶煉。該法的特點是：粉塵的回收成本較低，粉塵中的鐵可方便地回收，但含鋅量超過高爐允許范圍的粉塵不能用于高爐，因此，粉塵處理量和范圍較小。使鋅循環(huán)富集達到鋅精礦的水平，循環(huán)次數(shù)約幾十次，能耗較大，同時，將脈石含量較高的粉塵制成冷固結(jié)球團和壓塊用于轉(zhuǎn)爐和電爐冶煉又會造成渣量過大、熱損失較大的問題。

另外關(guān)于灰塵利用的方法還有許多類型，如大同制鋼開發(fā)了一種叫ＤＳＭ(大同灰塵渣熔化的特殊方法)的新型灰塵和渣處理過程，ＤＳＭ是采用特別設(shè)計的燃-氧燒嘴將ＥＡＦ灰和還原渣一起熔化，得到氧化渣和二次灰塵的過程。因為經(jīng)過高溫處理，以上過程獲得的氧化渣無害，可以用作道路建設(shè)材料，ＤＳＭ過程灰塵收集裝置收集的二次灰塵含有較高的Ｚｎ，可以作為Ｚｎ熔化的原材料。這樣，ＤＳＭ過程極好地實現(xiàn)了ＥＡＦ灰塵和還原渣的循環(huán)利用。具有設(shè)備簡單，易于*作的特點，大同制鋼在知多廠建造了ＤＳＭ爐，從1996年開始*作。

ＭＩＤＲＥＸ和神戶鋼廠開發(fā)的ＦＡＳＴＭＥＴ環(huán)形爐將ＢＦ濕灰塵和軋鋼廠泥漿按一定比例混合，調(diào)整碳含量，然后造球生產(chǎn)ＤＲＩ產(chǎn)品。測試結(jié)果表明，脫鋅率大于95%，可以得到金屬化率大于90%的ＤＲＩ。

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