齐华矿业硫酸渣合利用项目实践总结.docVIP

齐华矿业硫酸渣综合利用项目实践总结 陶立群 唐竹胜 马敬喜 张俊刚（辽宁博联特冶金科技有限公司） 摘要 辽宁博联特冶金科技有限公司承担设计和建设齐华矿业公司的硫酸渣综合处理（熔融还原铁）项目。该项目总投资约1.8亿元，每年可处理40万吨硫酸渣（一期20万吨）。整套工艺流程采用“煤基BLT-短流程直接还原生产金属化球团和热装热送到BLT-电煤熔分炉，二步熔融还原法的非高炉炼铁新工艺技术”，以硫酸渣为原料，年产10万吨半钢铁水。目前该项目已顺利建成投产，设备运行稳定，各项技术指标良好。本文将从工艺、能耗等角度对该项目进行分析总结。 关键词：硫酸渣 BLT（博联特公司缩写） 综合利用 直接还原 熔分 熔融还原 热装热送 前言 据统计，我国目前生产硫酸的厂家有400余家，年生产硫酸7200万吨，其中33%是利用黄铁矿生产的，每年产生的硫酸渣达1900万吨至2340万吨，加上历年堆存，需要处理的硫酸渣多大上亿吨。在发达国家，硫酸渣的利用率接近100%，而我国仅为10%-30%。未经利用的硫酸渣作为废弃物堆放,不仅长期占用土地,浪费了含铁物料资源，而且还对环境造成严重污染，严重影响了农业生产，同时也极大地危害人类健康。 因此，提高硫酸渣的利用率不仅可以消除对环境的破坏，还可以为钢铁企业提供廉价的原料，摆脱铁矿大量进口的不利局面。 我国自50年代开始利用硫酸渣，提出了一些方法如：氯化焙烧、磁化焙烧-磁选等方法，但用于工业生产的仅限于水泥厂添加剂、制备铁系颜料、或少量加入铁精矿生产烧结球团等途径。国家在 “十二五”规划中提到将工业固体废物综合利用率提高到72％；主要再生资源回收利用率提高到70％，并鼓励发展非高炉炼铁技术。辽宁博联特公司经多年探索，研发出一整套以硫酸渣为原料生产低碳铁水的非高炉炼铁的技术，此套技术已应用于内蒙古齐华矿业硫酸渣综合利用项目并已经投产，并且设备运行稳定，生产状况良好，各项指标已达到或超过预期。 一．使用“直接还原+熔分技术”综合利用硫酸渣的优势 随着钢铁行业的高速发展，钢铁企业对铁矿石质量和数量日益增长，但由于我国铁矿资源并不富裕，高品位铁矿石大多需要进口 截止2012年底，我国粗钢产量已达7.16亿吨，其中绝大部分来自高炉-转炉流程，虽然高炉工艺日益成熟，但由于高炉法对铁矿石品位要求高，对冶金焦有很强依赖性，加之我国富矿贫乏、焦煤资源日益紧张，因此原料成为制约我国钢铁行业发展的重要因素。 发改委出台的的产业结构调整指导目录中明确提出重点鼓励非高炉炼铁技术、难选贫矿、（共）伴生矿综合利用先进工艺技术冶金固体废弃物（含冶金矿山废石、尾矿，钢铁厂产生的各类尘泥、渣、铁皮等）综合利用先进工艺技术。 新一代钢铁可循环流程(在做好钢铁产业内部循环的基础上，发 展钢铁与电力、化工、装备制造等相关产业间的横向、纵向物流和能流的循环流程)工艺技术开发与应用 。 辽宁博联特冶金科技有限公司研发的“BLT-短流程法直接还原+BLT-电煤熔分的短流程非高炉法炼铁技术”，特点是可以实现以硫酸渣为代表的贫矿、难选矿、冶金废弃物等为原料，生产优质的低碳铁水，并可根据下游产品工艺要求，灵活调整产品化学成分等理化指标。整套技术工艺流程合理、能耗低、对环境影响小、设备投资少、运行成本低、机械化程度高。 二．原料分析 硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，其中含有大量Fe等有用元素，各地硫酸渣成分不同，表1为内蒙古齐华矿业硫酸渣成分。 表1 硫酸渣主要元素成分 序号 检测元素 含量（%） 备注 1 TFe 55.04 试验样品原矿 2 S 1.22 试验样品原矿 3 Au 0.15g/t 金 4 Ag 23.8g/t 银 5 Cu 0.13 铜 6 Zn 0.19 锌 7 Pb 0.17 铅 8 Co 0.042 钴 9 Ni 0.01 镍 10 K2O 0.5256 有害碱金属 硫酸渣中硫是主要的有害元素，含量较高。其主要以硫酸根形式存在，比较稳定，因此不易去除。渣中硫含量高且不易脱去是硫酸渣与铁矿粉的重要区别，也是困扰硫酸渣再利用的难题。 图1 硫酸渣扫描电镜照片 图1为硫酸渣扫描电镜照片。从图中可以看出：硫酸渣表面粗糙，毛细孔洞发达。而且硫酸渣因具有粒度大、粒度分布不均、比表面积低、孔隙率高、吸水性强和表面活性低等特殊的物理化学性质和微观结构。因此在相同条件下造球时，使用硫酸渣为原料与使用普通铁精矿相比存在较大差异，主要表现在硫酸渣球团成球率低，表面毛糙，成球强度低（一般1m落下3次破裂），球团水份高（一般为21%～22%）等。 硫酸渣中铁主要以赤铁矿形式存在，氧化亚铁含量较低，一般为1.4%～3.0%。因此，其固结形式是赤铁矿晶粒长大和高温再结晶。只有温度超过1300℃时，才能观察到晶粒明显长大，小