含铁尘泥如何处理更经济环保？——富氧热风竖炉处理钢铁厂含铁尘泥工艺探讨

钢铁企业含铁尘泥主要来自于烧结、球团、高炉、转炉和轧制等各工序的除尘和废水治理工艺，一般TFe含量为30%～70%，同时含有一定量的碳和有害元素。在传统的高炉—转炉钢铁生产流程中，含铁尘泥的产生量为钢产量的10%左右，对我国含铁尘泥进行资源化回收利用意义重大。

含铁尘泥处理的主要工艺

含铁尘泥处理工艺主要分为物理法处理工艺、湿法处理工艺、火法处理工艺及含铁尘泥高附加值利用。目前钢铁工业主要采用火法工艺对含铁尘泥予以处理和回收利用，主要方法有烧结法、球团法、粉尘喷吹法、直接还原法、熔融还原法和造块返回炼钢法。

作为原料直接配入烧结、球团料的方法最为简单，能一定程度上实现铁资源的回收利用，具有投入少、见效快、无须改变原有工艺等优点，但存在配料、混合困难等问题，且会造成有害元素的循环和富集，给高炉带来危害。

粉尘喷吹法主要是将含铁、含碳粉尘以一定比例混合喷吹到高炉或其他熔融炉中代替部分原料进行循环回收利用，从而达到降低炼铁生产成本的目的。该方法对喷吹物料有相当高的技术要求，而且其处理量不大，应用受到了一定的限制。

将含铁尘泥造块返回炼钢工艺，用作炼钢冷却剂是含铁尘泥资源化利用的又一途径，目前国内外许多企业已使用这种方法。该方法可充分利用粉尘中的FeO和CaO，代替部分造渣剂和冷却剂，而且对粉尘强度要求不高，可降低炼钢石灰和钢铁材料消耗，从而降低炼钢成本，但该方法不适合处理低品位、高碳、高碱粉尘。

直接还原法和熔融还原法能处理钢铁企业大部分含铁尘泥，不仅能有效利用尘泥中的铁、碳和CaO等物质，同时还可脱除尘泥中Pb、Zn、S等有害杂质，生产金属化球团和铁水，具有较好的处理效果。

转底炉是目前比较受关注的用于处理各钢厂含锌、铅粉尘的快速直接还原装置。该工艺将含铁尘泥通过混合—配料—成型—转底炉直接还原等工序脱除铅、锌等有害元素，得到直接还原铁，可返回钢铁生产流程使用。其优势在于处理效率高，处理能力适中，对能源要求不是很高，可以直接用钢铁厂的副产煤气作为热源，能够很好地回收含铁尘泥中的铁、锌、铅等金属。其缺点包括炉膛高、料层薄、能源利用效率不高等，还有待进一步研究和完善。

富氧热风竖炉工艺(Oxycup工艺)是目前熔融还原法循环利用含铁尘泥物料并实现工业化的代表之一。该工艺的金属收得率高，处理含铁物料的范围广，生产铁水可直接用于炼钢，不需要烧结机，环保效果相对较好。但该工艺冶炼过程须使用大块的铸造焦，影响到其运行成本，同时也存在设备运行周期短等缺点。

钢铁企业含铁尘泥资源化利用的发展方向是含铁尘泥的集中化处理，应按含铁尘泥的基础特性对其进行综合分类和管理。同时资源化利用方式应能够达到一定的规模和效率，才能实现钢铁生产各工序产生的全部含铁尘泥的回收利用。因此，富氧热风竖炉工艺是未来我国含铁尘泥资源化利用较为理想的工艺之一。

富氧热风竖炉处理含铁尘泥的特点

工艺概况及流程。富氧热风竖炉工艺即Oxycup工艺，源自于冲天炉冶炼铸铁工艺，其工艺流程主要包括原料收集、配料混料、压块、硬化干燥和竖炉熔炼等过程。

含铁尘泥和固废须要造块，以满足竖炉冶炼过程对透气性的要求。Oxycup工艺采用冷固结球团法进行造块，用于压块的含铁物料为钢铁生产过程中产生的各种含铁尘泥，还原剂主要有焦粉、无烟煤等，黏结剂主要使用水泥。将含铁物料、还原剂、黏结剂和水充分混合，经过压球机压制成大小为100mm～150mm的六棱柱碳砖，养护一段时间后，碳砖具有一定的强度，便可送往Oxycup竖炉冶炼。

Oxycup工艺的主体装置是一个富氧热风化铁竖炉。Oxycup工艺的热量来源为竖炉底部焦炭的燃烧，可为竖炉提供熔炼的热量，完成含铁物料的预热、还原、熔化、渣铁分离和过热。

含铁尘泥球团、废钢、渣钢、焦炭、熔剂等冶炼原料由炉顶料仓加入竖炉，进行高温冶炼。富氧热风由竖炉下部的风口吹入炉内，使竖炉下部的焦炭燃烧，放出热量，产生高温烟气，炉料与炽热的焦炭和高温炉气接触，进行激烈的热交换，完成含铁物料的预热、还原、熔化、渣铁分离等冶金过程，最终生成铁水、炉渣和煤气。铁水采用虹吸的方式排出炉外，经预处理后由铁水罐送往炼钢车间或铸造成块;采用粒化装置处理炉渣，将出渣口流出的炉渣用水急冷，炉渣被破碎，随水流流至沉降池，可作为建筑材料或进行其他综合利用;煤气经湿式净化后可作为竖炉空气预热燃料或并入煤气管网，煤气净化产生的粉尘或污泥含锌量较高，可外售给制锌厂或进一步进行高附加值利用。