劉衛(wèi)華

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276800）

1 國(guó)內(nèi)外去除塵灰和污泥領(lǐng)域的科研現(xiàn)狀

1.1 燒結(jié)設(shè)備部位去除塵灰領(lǐng)域的科研情況

1.1.1 參加燒結(jié)過程的配料

冶煉過程中的除塵灰返回?zé)Y(jié)設(shè)備作為配料來應(yīng)用是目前一個(gè)比較常規(guī)的模式，首鋼集團(tuán)進(jìn)行過對(duì)于各種除塵灰物質(zhì)的主要成分的研究和分析，將除塵灰物質(zhì)實(shí)施了比較詳細(xì)的分類化操作和處理，使其合理地投入到燒結(jié)過程的生產(chǎn)之中。對(duì)于燒結(jié)過程中的除塵灰物質(zhì)進(jìn)行提前的濕潤(rùn)操作、投入適當(dāng)?shù)奶砑觿┪镔|(zhì)、進(jìn)行造球操作之后再添加到燒結(jié)過程的系統(tǒng)中進(jìn)行生產(chǎn)。武鋼集團(tuán)研究了425 m2燒結(jié)機(jī)裝置使用除塵灰作為配料的實(shí)際狀況，對(duì)于后期添加的除塵灰之后燒結(jié)物料的透氣性指標(biāo)降低、燒結(jié)中出現(xiàn)運(yùn)行不平穩(wěn)等狀況，研究了除塵灰相應(yīng)配比變化和提升燒結(jié)工序的穩(wěn)定性等應(yīng)對(duì)方案。除塵灰物質(zhì)在重新回到燒結(jié)環(huán)節(jié)作為配料使用的過程中有一些顯而易見的缺陷：盡管工藝方法相對(duì)簡(jiǎn)單、鐵元素綜合使用率比較高，不過其中的有害元素相對(duì)也比較多，對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)和現(xiàn)場(chǎng)操作人員的健康有一定程度的不利影響。除塵灰如圖1所示。

圖1 除塵灰

1.1.2從燒結(jié)裝置處的除塵灰中對(duì)堿類金屬、重金屬元素進(jìn)行提取

（1）我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀分析

經(jīng)過針對(duì)燒結(jié)裝置處的除塵灰成分以及物相指標(biāo)的詳細(xì)研究，相關(guān)學(xué)者和工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)在燒結(jié)裝置的機(jī)頭部位上，除塵灰物質(zhì)中堿類的金屬含量相當(dāng)豐富，并且還含有一定的鋅和鉛等重金屬元素。武鋼集團(tuán)的科研團(tuán)隊(duì)為此進(jìn)行了燒結(jié)裝置的機(jī)頭處使用電化學(xué)除塵灰物質(zhì)的綜合應(yīng)用與處理方法的研究和實(shí)踐，經(jīng)過針對(duì)燒結(jié)裝置機(jī)頭部位的除塵灰的使用情況進(jìn)行深入研究，給出了其中的氯化鉀、一氧化鉛、硫化鉀以及復(fù)合型肥料等物質(zhì)提取工作的一整套思路和想法。萊鋼集團(tuán)針對(duì)燒結(jié)裝置機(jī)頭部位除塵灰物質(zhì)中氯化鉀物質(zhì)的提取工作開展了一系列研究工作，經(jīng)過對(duì)于燒結(jié)裝置機(jī)頭部位除塵灰物質(zhì)中各種成分和結(jié)構(gòu)的分析和討論，研究出了一類可以用來提取氯化鉀的工藝方法、并且給出了相應(yīng)的工藝參數(shù)，通過此方法得到的氯化鉀產(chǎn)品，其純度可以實(shí)現(xiàn)92%以上、回收的效率超過了80%，因此這類工藝方法能夠?qū)崿F(xiàn)比較理想的效益，值得在同行業(yè)中進(jìn)行推廣。氯化鉀如圖2所示。

圖2 氯化鉀

（2）國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域的科研現(xiàn)狀

日本新日鐵公司進(jìn)行了應(yīng)用轉(zhuǎn)底爐裝置來收集除塵灰物質(zhì)的工藝方法的深入研究，應(yīng)用轉(zhuǎn)底爐裝置把含有鐵元素的塵泥和污泥物質(zhì)進(jìn)行最大限度的還原操作，使得鋅元素與其他的雜質(zhì)伴隨著產(chǎn)生的煙氣共同排放出去。經(jīng)過硫酸溶液浸泡的爐內(nèi)粉塵實(shí)驗(yàn)，工程技術(shù)人員對(duì)于溫度與硫酸濃度數(shù)值對(duì)與鋅元素析出效果的影響情況進(jìn)行了研究，通過實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)于硫酸溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整的辦法實(shí)現(xiàn)了比較理想的操作結(jié)果，通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部設(shè)備對(duì)于煉鋼過程中粉塵通過燒堿實(shí)施析出的過程進(jìn)行了模擬操作，綜合水與外界環(huán)境共同配合的冶金操作流程。實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)于堿類物質(zhì)析出工藝方法處理爐內(nèi)粉塵的工藝進(jìn)行了模擬，經(jīng)過調(diào)整堿類浸入的溫度、液體固體的比例、浸出操作的總體時(shí)間等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了比較理想的重金屬元素的回收效率和結(jié)果。經(jīng)過對(duì)于粒度指標(biāo)、各類化學(xué)元素成分指標(biāo)以及射線頻譜類設(shè)備的分析，對(duì)于燒結(jié)裝置部位除塵灰物質(zhì)中的氯化鉀成分的物理和化學(xué)相關(guān)屬性實(shí)施了深入的研究和討論，實(shí)現(xiàn)了比較理想的氯化鉀成分回收結(jié)果。

1.1.3 當(dāng)前燒結(jié)裝置處除塵灰物質(zhì)回收利用過程中的問題

在燒結(jié)裝置部位處的除塵灰內(nèi)部的堿類金屬、重金屬元素的提取以及合理利用的領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，不過現(xiàn)階段的科研活動(dòng)多數(shù)為實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用相對(duì)比較少。

1.2 煉鐵過程中的除塵灰物質(zhì)后期利用現(xiàn)狀

高爐裝置中產(chǎn)生的除塵灰、焦槽除塵灰物質(zhì)中由于鐵和碳元素的含量相對(duì)較高，有害物質(zhì)的占比相對(duì)較低，通常流轉(zhuǎn)到燒結(jié)裝置處用于后期循環(huán)再利用或者與除塵灰物質(zhì)共同生成污泥粉物質(zhì)。由于瓦斯灰物質(zhì)中的鐵、碳以及鉛元素具有含量相對(duì)比較高、粒度比較細(xì)的特性，因此瓦斯灰物質(zhì)的后期合理再利用的研究課題現(xiàn)階段已經(jīng)成為了相關(guān)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)問題。

1.2.1 科研院所、高等院校對(duì)于高爐裝置中的瓦斯灰研究現(xiàn)狀

武漢科技大學(xué)對(duì)于高爐裝置內(nèi)部除塵灰的后期綜合應(yīng)用，例如對(duì)于鐵、碳以及鋅元素的回收領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，針對(duì)除塵灰物質(zhì)取樣中的化學(xué)元素各個(gè)組成成分和粒度指標(biāo)實(shí)施了詳盡的研究，使用浮選的方法、磁選的方法來對(duì)除塵灰物質(zhì)內(nèi)的碳、鐵元素進(jìn)行了提取操作，隨后進(jìn)行酸浸操作-去除操作-電積鋅操作等工藝流程來對(duì)除塵灰物質(zhì)內(nèi)部的鋅元素進(jìn)行回收。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)以及馬鞍山礦山研究院共同開發(fā)了高爐裝置內(nèi)部瓦斯灰物質(zhì)的鋅元素提取工藝方法，引入了酸浸方法、氨浸方法以及物理方法來進(jìn)行鋅元素的提取工藝方法的研究，并且對(duì)其中各個(gè)流程的操作參數(shù)進(jìn)行了明確，對(duì)于化學(xué)法提取鋅元素與物理法提取鋅元素的利與弊進(jìn)行了詳盡的比對(duì)。

1.2.2國(guó)外對(duì)于煉鐵過程中除塵灰物質(zhì)后期利用的研究現(xiàn)狀

RIES H B對(duì)于混合方法、研磨方法、造粒方法來生成鐵氧化物原材料的相關(guān)工藝進(jìn)行了研究。NOMURA T和YAMAGUCHI T對(duì)于含鐵的原材料粉末的主要特征以及后期的燒結(jié)過程進(jìn)行了詳盡的研究和分析。ZEYDABADI B A和SHARIAT M H對(duì)于從高爐裝置的煙塵產(chǎn)物中提煉鋅元素的相關(guān)工藝進(jìn)行了研究，應(yīng)用浸出方法、過濾方法以及提純方法結(jié)合相應(yīng)的電化學(xué)工藝方法實(shí)現(xiàn)了有選擇性地提取煙塵產(chǎn)物中的鋅元素，獲得了相對(duì)較高的鋅元素回收率，通常高于80%。

1.2.3 當(dāng)前瓦斯灰物質(zhì)回收利用領(lǐng)域存在的主要問題

現(xiàn)階段針對(duì)高爐裝置內(nèi)部的瓦斯灰物質(zhì)的研究通常集中于提取碳元素、鐵元素以及鋅元素層面，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究也獲得了相對(duì)理想的結(jié)果，不過工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用偏少。

2 煉鋼污泥利用研究現(xiàn)狀

2.1 煉鋼過程中除塵灰在工序中的消化情況

國(guó)內(nèi)某鋼鐵集團(tuán)在100 t氧氣底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐裝置上實(shí)施了添加含有鐵元素的渣鋼與塵泥的方法來進(jìn)行冶煉的實(shí)際操作。此種方式，使得相關(guān)的操作方法和流程得到了一定程度的優(yōu)化，有效降低了鐵料及渣料的不合理?yè)p耗，并且在終點(diǎn)把控以及凝渣和護(hù)爐等方面的實(shí)際運(yùn)行能力方面獲得了顯著的提升。國(guó)內(nèi)某鋼鐵集團(tuán)進(jìn)行對(duì)于轉(zhuǎn)爐裝置內(nèi)部的除塵污泥以及電爐內(nèi)部的除塵灰物質(zhì)的化學(xué)成分的研究，脫鋅操作處理之后的電爐裝置內(nèi)部的除塵灰物質(zhì)與煉鋼污泥物質(zhì)共同生成造渣的初始資源，用在轉(zhuǎn)爐裝置的熔煉過程以及造渣流程之中。寶鋼集團(tuán)研究院進(jìn)行了煉鋼過程中含有鐵元素的塵泥物質(zhì)的再生循環(huán)利用方面的研究工作，采用了煉鋼過程中的污泥作為初始的材料，經(jīng)過各種調(diào)整和提取，生成了一類具備優(yōu)良的脫硫效果的鋼水潔凈試劑，并且其潔凈效果比較令人滿意。轉(zhuǎn)爐如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)爐

2.2 煉鋼過程中除塵灰轉(zhuǎn)運(yùn)到燒結(jié)工序中的處理方法

國(guó)內(nèi)某冶金設(shè)計(jì)研究院把寶鋼集團(tuán)煉鋼廠OG泥相關(guān)的處理方法改良為OG泥漿物質(zhì)通過濃縮操作之后由泵站轉(zhuǎn)運(yùn)回?zé)Y(jié)裝置，對(duì)國(guó)外設(shè)計(jì)公司原有的小球生成工段實(shí)施了改良。造后的新工藝方法提升了操作環(huán)境，節(jié)省了生產(chǎn)過程中的費(fèi)用消耗，并且符合寶鋼集團(tuán)的相關(guān)需要。

3 國(guó)內(nèi)煉鋼污泥處理相關(guān)研究出現(xiàn)的問題研究

國(guó)內(nèi)煉鋼過程中產(chǎn)生的污泥如將其制成造渣劑以及各種類型的制冷劑等直接在煉鋼工序?qū)嵤┑倪^程中進(jìn)行全方位的消化，但是這種加工工藝非常復(fù)雜并且投資非常多，收益率不理想?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)各大煉鋼廠污泥絕大多數(shù)傾向于返回?zé)Y(jié)進(jìn)行二次生產(chǎn)或者返回球團(tuán)進(jìn)行二次造球。煉鋼污泥雜質(zhì)如圖4所示。

圖4 煉鋼污泥雜質(zhì)

3.1 先進(jìn)技術(shù)的研究

相關(guān)先進(jìn)技術(shù)必須結(jié)合文獻(xiàn)研究法、科學(xué)合理的試驗(yàn)研究法以及各種類型的經(jīng)典案例解決方案進(jìn)行徹底的研究。

3.2 參考文獻(xiàn)的研究

鋼鐵行業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員通過中國(guó)知網(wǎng)、百度百科學(xué)術(shù)網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬(wàn)方網(wǎng)以及知乎等重要數(shù)據(jù)庫(kù)與各種國(guó)內(nèi)國(guó)外的檢索工具進(jìn)行重要文獻(xiàn)的快速檢索，進(jìn)而了解并掌握世界各國(guó)鋼鐵行業(yè)的真實(shí)狀況、國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)去產(chǎn)能相關(guān)重要法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各種有毒有害化學(xué)元素對(duì)于高爐冶煉過程中所導(dǎo)致的各種不利影響與除塵灰（泥）使用現(xiàn)狀及不足。

3.3 相關(guān)重要案例方法研究

鋼鐵行業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員基于國(guó)內(nèi)某大型鋼鐵集團(tuán)除塵灰（泥）處理過程中重要參數(shù)信息的真實(shí)狀況，徹底研究了除塵灰（泥）在處理過程中存在的各種不良問題及弊端，進(jìn)而確定改進(jìn)計(jì)劃及相關(guān)解決方案。

3.4 相關(guān)試驗(yàn)研究解決方案

鋼鐵行業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員在理論研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)重要科學(xué)試驗(yàn)研究，詳細(xì)地分析了各類影響因素對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的影響并且確定出科學(xué)合理的參數(shù)取值區(qū)間。鋼鐵行業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員通過大量的工業(yè)試驗(yàn)得出確定運(yùn)行以及參數(shù)控制，對(duì)比研究相關(guān)重要試驗(yàn)參數(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息并且實(shí)施快速修正，進(jìn)而達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)煉鐵除塵灰及煉鋼污泥的全方位高效使用是由于鋼鐵行業(yè)相關(guān)工程技術(shù)人員配備了科學(xué)合理的綠色環(huán)保煉鋼專用設(shè)備及各類先進(jìn)設(shè)施，進(jìn)而最大限度地解決了以往國(guó)內(nèi)除塵灰的快速運(yùn)輸以及煉鋼污泥粉制造進(jìn)程中所產(chǎn)生的各種類型污染狀況，最大限度地提高了相關(guān)鋼鐵企業(yè)的良好形象，具有非常良好的綠色環(huán)保效益以及各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。伴隨著現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)基于資源模式回收除塵灰組成內(nèi)部附加值非常高的金屬并且進(jìn)行對(duì)外銷售，也為目前國(guó)內(nèi)仍然深陷產(chǎn)能過剩狀況的各大鋼鐵行業(yè)探索出了全新的經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)于全國(guó)整個(gè)鋼鐵行業(yè)起到非常積極的現(xiàn)實(shí)作用，相關(guān)部門的管理者堅(jiān)信此類先進(jìn)技術(shù)一定能夠在整個(gè)鋼鐵行業(yè)內(nèi)部得到大力的推廣以及廣泛應(yīng)用。