周鶴斌　梁康　姚雄健　林振

摘 要：轉(zhuǎn)爐除塵灰是在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中產(chǎn)生的，全鐵含量較高，氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉等含量根據(jù)除塵灰的類別差別較大。目前轉(zhuǎn)爐除塵灰的利用方法較多，但主要是針對其中的鐵資源進(jìn)行回收利用。由于球團(tuán)煉鋼法具備能耗低、降低生產(chǎn)成本、減少石灰用量等優(yōu)勢，且對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)無影響，已逐漸成為轉(zhuǎn)爐除塵灰未來的利用趨勢。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐除塵灰;鐵資源;回收利用;球團(tuán)

1 前言

轉(zhuǎn)爐除塵灰是在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中產(chǎn)生的。在吹練過程中產(chǎn)生含鐵粉塵，經(jīng)煙道后進(jìn)入除塵系統(tǒng)收集所得[1]。因煉鋼溫度較高，因此含鐵粉塵溫度較高，可達(dá)1400℃，對除塵系統(tǒng)要求較高。目前主流的除塵方法有兩種，一種為濕法除塵，也就是OG法除塵;另一種為干法除塵，也就是LT法除塵[2]。實際中還存在有以上兩種除塵方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的方法，但總體可分為干法和濕法。由于濕法存在能耗高，且除塵系統(tǒng)復(fù)雜，配套要求較高，目前該方法已逐步被淘汰。而干法除塵無需廢水處理設(shè)備，且能耗低，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，因而受到廣大鋼廠歡迎。隨著環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格，除塵灰的資源化利用勢在必行。

2 轉(zhuǎn)爐除塵灰利用狀況

2.1 轉(zhuǎn)爐除塵灰成分

以柳鋼為例，柳鋼轉(zhuǎn)爐除塵灰的的主要成分及含量見表1。一次除塵細(xì)灰全鐵含量高達(dá)55.56%，氧化鈣含量較低，一次除塵粗灰全鐵含量為39.57%，氧化鈣含量較高，二次除塵灰中K2O、Na2O含量較高。

2.2轉(zhuǎn)爐除塵灰的理化性質(zhì)

余雪峰等人通過采用化學(xué)分析、激光粒度儀、掃描電鏡和XRD等手段研究發(fā)現(xiàn)，萊鋼轉(zhuǎn)爐除塵灰含鐵品位較高，都在50%上，堿金屬含量較高，鉀、鈉分別為1.01%和1.67%，粒度較細(xì)，比表面積較大。任海萍利用BET、XRD、TEM化學(xué)分析、激光粒度分析儀、TG-DSC等方法，研究表明，濟鋼轉(zhuǎn)爐除塵灰中的鐵以赤鐵礦和磁鐵礦的形式存在，比表面積較大，大部分顆粒呈球狀。此外轉(zhuǎn)爐除塵灰呈堿性，具有較強的酸中和能力;Zeta電價為呈正值，具有吸附負(fù)離子的能力。張沅等人研究表明，蒸發(fā)冷卻器（EC）及靜電除塵器（EP）收集的粉塵中含有較高的TFe和一定量的 CaO，同時C含量少，有害成分S、P所占比例也小。劉周利[7]等人研究表明， 轉(zhuǎn)爐除塵灰中的TFe、CaO含量較高，并且200目篩下累積超過90%上，但F，K2O，Na2O，P含量較高，這些雜質(zhì)（有害成分）對后續(xù)的綜合利用有一定影響。

2.3轉(zhuǎn)爐除塵灰利用現(xiàn)狀

目前轉(zhuǎn)爐除塵灰主要有以下幾方面應(yīng)用：在燒結(jié)方面過程中綜合利用、制備鐵系顏料、合成非正分鐵、制備鐵氧體磁性新材料、代替部分膨潤土生產(chǎn)球團(tuán)等。

在燒結(jié)過程中的應(yīng)用主要根據(jù)轉(zhuǎn)爐除塵灰含鐵量、CaO含量高低，按照一定比例配入燒結(jié)礦中，將各種除塵灰按一定的比例混合后，并在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。孟祥福等人研究表明，北鋼的高爐/電爐除塵灰以及轉(zhuǎn)爐除塵污泥混合摻入配比在3%時，燒結(jié)礦品位穩(wěn)定在55%～56%、堿度穩(wěn)定率90%以上、返礦率在18%以下，大幅度的降低燒結(jié)礦成本。

轉(zhuǎn)爐除塵灰中Fe2O3或FeO的含量比較高，是制取氧化鐵紅顏料的理想原料，目前國內(nèi)對此已進(jìn)行深入研究，并取得一定進(jìn)展。制備鐵紅的基本方法是利用硫酸將除塵灰中鐵浸出，得到含F(xiàn)e2+、Fe3+、SO42-的混合溶液，對混合溶液進(jìn)行中和，控制條件可制備生成鐵黃、鐵棕、鐵黑、鐵綠等顏料，再將這些原料進(jìn)行高溫煅燒，即可獲得鐵紅顏料。

非正分鐵是指Fe3O0向α-Fe2O3轉(zhuǎn)變過程中的亞穩(wěn)定相，即γ-Fe2O3。由于γ-Fe2O3具有良好的磁致伸縮系數(shù)和較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，經(jīng)常用來當(dāng)磁選粉使用。轉(zhuǎn)爐除塵灰中Fe2O3或FeO含量較高，非常適合用來制備非正分鐵，主要方法是利用硫酸浸出除塵灰中的鐵，得到H2SO4的浸漬液，再加入鐵粉還原Fe3+，再利用燒堿中和沉淀，將沉淀在200℃烘干即得到產(chǎn)品。

鐵氧體是一種具有鐵磁性的金屬氧化物。鐵氧體的電阻率較大，具備較高的介電性能。高頻時具備較高的磁導(dǎo)率。在高頻弱電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。天津大學(xué)張永祥等人研究表明，轉(zhuǎn)爐除塵灰可以用于制備鎖鐵氧體磁性材料，該材料具備優(yōu)異的介電性能。

劉周利等人研究表明，利用2%的轉(zhuǎn)爐除塵灰替代0.6%膨潤土后生成的生球和成品球的各項指標(biāo)均滿足高爐要求。但添加除塵灰后，鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱溫度需控制在工藝要求的溫度上限才能保證干球的抗壓強度，且除塵灰的摻量較小。

2.4轉(zhuǎn)爐除塵灰利用趨勢

在生產(chǎn)實踐中也表明，將轉(zhuǎn)爐灰用于燒結(jié)生產(chǎn)，造成燒結(jié)礦成分偏析，導(dǎo)致一級晶率下降5%;此外燒結(jié)料層透氣層惡化，相應(yīng)垂直燒結(jié)速度下降，燒結(jié)機利用系數(shù)降低而產(chǎn)量減少。而在用于煉鋼生產(chǎn)時，冶金效果顯著，具有能減少石灰的消耗量、提前化渣、減少鋼鐵材料的消耗等優(yōu)點。

3 結(jié)論

1、轉(zhuǎn)爐除塵灰全鐵含量較高，氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉含量根據(jù)種類不同差別較大，且呈堿性，粒度較細(xì)，比表面積較大;

2、目前轉(zhuǎn)爐除塵灰主要在燒結(jié)礦、制備鐵系顏料、合成非正分鐵、生產(chǎn)球團(tuán)等方面進(jìn)行利用;

3、轉(zhuǎn)爐除塵灰回收利用主要是針對其中的鐵資源進(jìn)行，由于生產(chǎn)球團(tuán)具有能耗低、降低生產(chǎn)成、減少石灰消耗量本等優(yōu)勢，未來應(yīng)用趨勢以轉(zhuǎn)爐應(yīng)用為主。

參考文獻(xiàn)

[1] 居天華. 提高轉(zhuǎn)爐除塵灰冷壓球團(tuán)強度的粘結(jié)劑研究 [D]. 東北大學(xué)，2014.

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