公布日：2023.10.27

申請日：2022.04.14

分類號：C22B1/248(2006.01)I;C22B1/16(2006.01)I

摘要

本發明公開了一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，主要解決現有鋼鐵企業含鉻污泥處理成本高的技術問題。技術方案為，一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，包括：1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，混合料組成成分的重量百分比為：含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％；2)配礦，燒結配礦原料各組分的質量百分含量為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％；3)混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；4)對二次混勻料進行抽風燒結得到成品燒結礦。本發明方法實現了鋼鐵廠含鉻污泥低成本處置和利用。

權利要求書

1.一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟：1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，將含鉻污泥與高爐除塵灰進行混合得到混合料，用圓盤造球機對混勻料進行混勻造粒，控制混合料粒徑位0.5～5.0mm；混合料組成成分的重量百分比為：含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，各組分的質量百分比之和為100％；所述高爐灰成分的重量百分比為：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和為1～12％；含鉻污泥成分的重量百分比為：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％；2)配礦，根據燒結礦的技術質量指標計算赤鐵礦富礦粉、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料、熔劑和固體燃料的配礦質量比例，燒結配礦原料各組分的質量百分比為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％，各組分的質量百分含量之和為100％；控制燒結礦的二元堿度R2為1.80～1.90，燒結礦中SiO2的重量百分含量為4.2～4.8％，MgO的重量百分含量為1.10～1.49％；3)混勻造粒，配好的燒結礦原料裝入一混滾筒中進行一次混勻，一次混勻過程中加水攪拌，混勻后得到一次混勻料，一次混勻料中H2O的重量百分含量為6.5～7.0％；將一次混勻料轉入二次混勻滾筒中進行混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；4)對二次混勻料進行抽風燒結，將二次混勻料轉運至燒結臺車進行抽風燒結，控制燒結過程中抽風負壓為14.5～16.5KPa，點火溫度為1160～1990℃，燒結完成后得到成品燒結礦。

2.如權利要求1所述的鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述熔劑包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔劑中各組分的質量百分比為，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒徑≤3mm的熔劑占熔劑總質量比例的90％以上；生石灰中CaO的質量百分含量為80～90％；灰石粉中CaO的質量百分含量為50～53％；白云石粉中MgO的質量百分比為19～22％、CaO的質量百分比為29～33％。

3.如權利要求1所述的鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，其特征是，所述固體燃料為焦粉；固體燃料中C的質量百分含量為77～85％；粒徑≤3mm的固體燃料占固體燃料總質量比例的90％以上。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，主要解決現有鋼鐵企業含鉻污泥處理成本高的技術問題。

本發明的技術思路是，按照一定的比例與高爐灰進行混合，混合后的混合料再按照一定的比例加入加燒結機燒結礦，利用高爐灰中的碳將有害的Cr6+還原成無毒的低價鉻，達到了有效、低成本處置含鉻污泥，同時又不影響企業正常生產的目的。

本發明采用的技術方案是，一種鋼鐵廠含鉻污泥的處理方法，包括以下步驟：

1)配置含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料，將含鉻污泥與高爐除塵灰進行混合得到混合料，用圓盤造球機對混勻料進行混勻造粒，控制混合料粒徑位0.5～5.0mm；混合料組成成分的重量百分比為，含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，各組分的質量百分比之和為100％；

2)配礦，根據燒結礦的技術質量指標計算赤鐵礦富礦粉、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料、熔劑和固體燃料的配礦質量比例，燒結配礦原料各組分的質量百分比為：赤鐵礦富礦粉72％～78％，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料0.05％～0.75％，燒結返礦5％～10％，熔劑10～12％，固體燃料4～5％，各組分的質量百分含量之和為100％；控制燒結礦的二元堿度R2為1.80～1.90，燒結礦中SiO2的重量百分含量為4.2～4.8％，MgO的重量百分含量為1.10～1.49％；

3)混勻造粒，配好的燒結礦原料裝入一混滾筒中進行一次混勻，一次混勻過程中加水攪拌，混勻后得到一次混勻料，一次混勻料中H2O的重量百分含量為6.5～7.0％；將一次混勻料轉入二次混勻滾筒中進行混勻造粒，造粒后得到的二次混勻料；

4)對二次混勻料進行抽風燒結，將二次混勻料轉運至燒結臺車進行抽風燒結，控制燒結過程中抽風負壓為14.5～16.5KPa，點火溫度為1160～1990℃，燒結完成后得到成品燒結礦。

本發明所述高爐灰成分的重量百分比為：TFe40％～55％，C28％～45％，Zn1％～5％，Na2O、K2O、P、S含量之和為1～12％。

含鉻污泥成分的重量百分比為：TCr25％～40％，CaO10％～20％，H2O50％～60％。

所述熔劑包括生石灰、灰石粉、白云石粉，熔劑中各組分的質量百分比為，生石灰41-45％，灰石粉33-36％，白云石粉22—24％；粒徑≤3mm的熔劑占熔劑總質量比例的90％以上；生石灰中CaO的質量百分含量為80～90％；灰石粉中CaO的質量百分含量為50～53％；白云石粉中MgO的質量百分比為19～22％、CaO的質量百分比為29～33％。

所述固體燃料為焦粉；固體燃料中C的質量百分含量為77～85％；粒徑≤3mm的固體燃料占固體燃料總質量比例的90％以上。

本發明方法采取的工藝參數的理由如下：

1、含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料組分和粒徑的設定

將含鉻污泥細粉與高爐灰混勻成混合料，然后將混合料投入造粒機造粒，形成含鉻污泥配合料，配合料粒徑控制在0.5～5.0mm。

其原理是：含鉻污泥中配加高爐灰，有利于利用高爐灰中的碳在燒結溫度為1160～1990℃的條件下將Cr6+還原成Cr3+。

其反應式：3C+4CrO3＝2Cr2O3+3CO2↑

綜合考慮，含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料組成成分的質量百分比為，含鉻污泥60～70％，高爐除塵灰30～40％，混合料粒徑位0.5～5.0mm。

2、燒結礦原料中含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料含量的設定

將含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料按照一定的配比加入到燒結原料中，混合料(含鉻污泥細粉與高爐灰)占燒結礦的比例為0.05～0.75％，

通過燒結將Cr3+固封在燒結礦中,以鉻尖晶石(MgO·Cr2O3、鉻鐵礦(FeO·Cr2O3)等形態存在；燒結礦進入高爐后,在高爐中更高的溫度和強還原性氣氛下，污泥中Cr3+繼續被還原直至單質Cr，金屬鉻熔入鐵水中，其它成分熔入爐渣。

燒結原料中加入含鉻污泥過多，導致鐵水的鉻過量增加，從而導致成品鋼中的鉻控制難度增加，為此，必須對鐵水中的含鉻量進行預先測定和計算，防止鋼水成分超標，綜合考慮，燒結礦原料中含鉻污泥與高爐除塵灰的混合料的含量質量百分比為0.05％～0.75％，含鉻污泥的含量質量百分比為0.02％～0.53％。

鋼鐵企業含鉻污泥的產生量占燒結礦的質量占比為0.0625％，如，某企業燒結礦的產量為800萬噸，其公司產生的含鉻污泥為5000噸，因此，按照含鉻污泥的含量質量百分比為0.02％～0.53％配入燒結礦能完成處置掉自產的含鉻污泥。

本發明相比現有技術具有如下積極效果：1、本發明方法實現了鋼鐵行業含鉻污泥的低成本處置和利用，達到固廢不出廠。2、本發明方法利用了高爐灰中碳將將Cr6+還原成Cr3+，有利于鉻元素以無毒性、不揮發的低價態保留鐵水中，顯著減少相關生產過程中危險固廢排放，降低危廢處置成本。

（發明人：洪建國）