关于钢铁公司炼铁分厂烧结机电除尘灰的特性分析及综合利用的报告

1、关于湘潭钢铁公司炼铁分厂烧结机电除尘灰的特性分析及综合利用的报告 湘潭钢铁公司炼铁分厂目前拥有280 m2、180 m2、130 m2烧结机各一台，年产生铁420万吨。烧结机机头电除尘器月排出电除尘灰约5000吨。其中，第一电场4400吨，约占88%，第2 、3电场600吨，约占21%，目前对这些除尘灰的处理方法是直接返回烧结原料的配料系统进行烧结配料。这种处理方式对烧结产品的质量、电除尘器的稳定运行，以及后续的高炼铁，会造成什么样的影响？是利大于弊，还是弊大于利，这是一个需要认真研究和探讨的问题。此文皆在对烧结机机头电除尘灰的化学成分进行分析，从而阐明该类灰尘对烧结工艺流程和设备的危害，提出

2、合适的综合处理意见，以期达到企业节能减排、增效的目的。一、 烧结机机头除尘器除尘灰化学成分分析我们对炼铁厂烧结机机头电除尘机第1电场、第2电场、第3电场除尘灰分别取样，采用X射线光谱仪做化学成分分析，分析结果如下：以上分析结果表明：烧结机机头电除尘灰，第1电场TFe质量分数约50%，矿物成分以磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿为主，除Pb超标外其它有害元素含量少。第2电场，第3电场除尘灰TFe质量分数约20%，碱金属含量却较高，Pb含量也大大超标。其形成的机理是：铁矿石在烧结过程中，碱金属K、Na、及Pb、Zn等化合物在高温环境下还原溶化，形成气体随后挥发。在强负压状态下（或鼓风正压状态）随同含铁粉尘烟气

3、经烟道进入电除尘器。我们知道电除尘器各电场的电势不同，对粉尘颗粒大小捕集不同，因含铁粉尘固体颗粒较粗，易被电除尘器的第1电场收集。而碱金属K、Na、Pb、Zn等化合物是经溶化还原后形成气体挥发出来，经冷却痒形成微细颗粒（50um以下）最终被电除尘器第2电场，第3电场收集。其烟气在排入大气中，（烟气含粉尘100mg/Nm3）。烧结机机头电除尘器第1电场除尘灰直接返回烧结原料系统参与烧结配料是合适的，而第2电场，第3电场除尘灰是否返回烧结配料，是值得权衡和研究的。二、烧结机机头电除尘器第2、3电场除尘灰的危害性。 2.1烧结机机头电除尘器2、3电场除尘灰从化学成份分析来看，属于高碱金属灰，资料表明

4、碱金属（K、Na）各种盐类化合物的熔点和沸点都相对较低，属于低熔点金属化合物，在烧结过程中高温环境和强负压状态使碱金属进入风箱，大烟道以及电除尘器，高温降低后对这些部位造成板结。经对烧结机机头电除尘灰比电阻测试，其电阻率都达到了（1012）·cm超过正常的粉尘电阻率范围（1045×1010·cm）属于高比电阻粉尘，高比电阻率粉尘一直被认为是电除尘器难以捕集的粉尘，容易导致返电晕现象，对电除尘器的稳定运行和除尘效率是极为不利的。高碱金属带入烧结矿，对炼铁高炉也会产生很大的危害，表现于降低焦炭强度，降低矿石的软化温度，增加矿石的爆裂和粉化，使炉内料柱透气性恶化。侵蚀、

5、破坏耐火材料，降低炉衬使用寿命。因煤气分布失常发展成悬料、崩料知道结瘤等，导致冶炼焦化比增大，成本增加。2.2烧结机头电除尘器第2、3电场的除尘灰含Pb量约7%，Pb密度大（11.34g/cm3）熔点低（327）沸点高。溶化后易挥发，Pb是高炉炼铁的有害元素。高炉炼铁要求铁矿石Pb量的界限0.1%，在炼铁过程中Pb很容易还原，不溶于铁水，因比重大，易沉积于炉底，渗入砖缝中，侵蚀炉衬，发生胀炉，造成高炉煤气泄漏，对高炉有很大破坏作用，因而高炉炉底都设置专门的排铅口，要及时排铅。此外，铅属于有毒重金属，在高温下易挥发，上升到低温时又被氧化形成Pb0（属于有毒物质）。烧结、冶炼中部分铅（以Pb0形式

6、）会随着烟气排入大气。造成环境污染，严重危害企业职工及其企业所在地的人们群众的身体健康。2.3烧结机头电除尘器第2、3电场除尘灰属低铁高碱灰尘。如直接配入烧结原料系统，可能造成烧结碱度及铁含量的波动。严重影响烧结矿的产量和质量，为后续的高炉炼铁造成困难。高炉炼铁，要求炉原料的物理性能和化学成分稳定，波动范围要窄。发达国家高炉炼铁要求烧结矿含铁的品位波动±0.05%、碱度波动±0.03%。否则给高炉生产带来巨大的负面影响，目前这已成为高炉炼铁生产稳定运行的最大障碍。烧结机头除尘器第2、3电场除尘灰直接返回原料系统，将使矿料品位降低0.04%碱度增加0.01%。三、烧结机机头电

7、除尘器第2、3电场除尘灰处理的必要性。综上所述，为避免烧结机机头电除尘器第2、3电场除尘返回原料系统配料所带来的负面影响，有必要在烧结工艺中将它单独分离出来，另行处理。这既有利于企业的节能、减排、增效，同时也会带来巨大的经济效益。3.1排出烧结机头电除尘器第2、3电场除尘灰，降低了烧结铁矿中的有害元素（K、Na、Pb、Zn），冶炼优质生铁的基础是矿石中的杂质要少。这样不但减轻冶炼工作量，而且大大地减轻炉外精炼部分工作量，为冶炼出优质钢铁，创造良好条件，最终达到优质、低耗、高效的目的。3.2理论上我们知道提高入炉矿石品位将有效地减少溶剂用量和降低渣量，既能降低高炉冶炼能耗，又可改善料柱透气性，入

8、炉矿石品位每位提高1%可降低焦比1.5%-2.0%，提高产量2.5%-3%，吨铁渣减少30kg，允许多喷吹15公斤/吨煤粉。如将烧结机机头电除尘器第2、3电场除尘灰配入原料系统，将使铁品位降低0.04%，因此排出烧结机头电除尘第2、3电场除灰尘可粗略估算出所带来的效益。按如下数据统计：焦比400kg/吨铁，年产420万吨生铁。烧结机头电除尘器第2、3电场年排出7200吨除尘灰。换入7200吨品位63吨铁精粉。按每提高入炉矿石品位1%，降低焦比1.75%，产量提高2.75%计算。 全年减少焦炭量：420000×0.4×1.75%×0.04=1176吨焦炭 增加生铁产

9、量：420000×2.75%×0.04=4620吨生铁从工业冶金焦炭目前市场价格2500元/吨，生铁5000元/吨，63%度矿石1500元/吨，全年为企业带来效益是：1176×2055+4620×5000-7200×1500=15240000元焦炭减少同样将减少CO2和SO2的排放。按焦炭85%合碳量计算全年可减少3768吨CO2的排放。 上述效益计算尚没包括出售7200吨除尘所带来的收益。四、烧结机机头电除尘器第2、3电场除尘灰处理途径。为了将烧结机机头电除尘器第2、3电场灰有效地分离出来，必须对烧结工艺中的排灰系统进行改造。1、280m2烧

10、结机，附近建立一个收集2、3电场除尘灰的料仓。料仓出口配备加湿卸料机，方便卸料及减少第二次扬尘。在280m2烧结机机头除尘灰汇总的刮板机上第2、3电场除尘灰所经路线上开孔。这样第2、3电场的灰从孔中卸落。然后通过气泵经管道输送到料仓。单独电器控制，原有的电器控制及排灰操作不变。一旦出现故障，原有系统仍可继续工作，不受影响。2、1802、1302烧结机相隔较近，共建一个料仓，同样通过气泵转送方式收集第2、3电场除尘灰。3、每天用汽车通过料仓卸料器装车运出。五、电除尘灰的综合处理意见前面已经提过，对1电场的除尘灰，仍可沿用原来的处理方法，返回原料系统配料。对第2、3电场的除尘灰，由于它的有害元素太多，不适合返回配料使用。目前国内对除尘灰进行综合利用的企业是湘潭红燕化工有限公司，该公司自2007年08月开始，在长沙有色金属设计研究院的大力支持下，经生产技术人员和专家的研究和论证，可对该除尘灰进行处理，经过必要的生产工艺流程，可获取其中微量的有色金属及部分铁精粉（铁品位58%左右