《基於金屬化球團法處理鋼廠含鋅鐵回收料關鍵技術研究》是依託北京科技大學，由張建良擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於金屬化球團法處理鋼廠含鋅鐵回收料關鍵技術研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：張建良
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對含鋅鐵回收料的利用，目前主要處理工藝有轉底爐法和豎爐法，深入研究兩種工藝的差異性和共性特點。利用金屬化球團法處理含鋅鐵回收料將極大提高含鋅鐵回收料的脫鋅效率。通過對含鋅鐵回收料工藝礦物學、機械化學活化機制及成球動力學、焙燒過程還原反應機理及動力學系統研究，為鋅鐵回收料金屬化球團法處理奠定技術基礎；對金屬化還原焙燒過程中傳質傳熱特性仿真模擬，詳細深入研究含鋅鐵回收料金屬化焙燒過程的物相轉變，元素遷移行為，粘結固結機理和還原熔分行為。並對其後續冶煉行為進行探索，從而形成一整套含鋅鐵回收料金屬化球團法處理的新方法。使我國含鋅鐵回收料利用達到新的水平，為推動國民經濟的可持續發展、促進CO2減排，並為我國在資源、環境與鋼鐵冶金領域的學術研究處於國際領先地位做出重大貢獻。
結題摘要
鋼鐵企業塵泥含有鐵、碳、鋅、鉛等有價元素，是重要的可回收資源，其產生量約占粗鋼產量的8-12%。若直接回配造塊工序將會嚴重影響高爐運行，亟需一種附加工藝對塵泥綜合處理。本項目針對鋼鐵企業含鋅鐵塵泥處理工藝關鍵技術進行了深入系統的研究。 首先，不同處理工藝對塵泥性能的要求存在差異，為此對塵泥的化學成分、粒度組成、顆粒形貌、礦相組成、鋅元素賦存形態、比磁性、成球性及熱分解性等物性進行研究，並提取歸納出有價元素含量、成型性、自還原性、熔分性及磁性富集性等特徵工藝參數，為後續塵泥處理工藝的開發提供技術依據。 然後，通過小尺度塵泥的處理工藝基礎研究，對塵泥機械活化預處理機理、團塊成型性能、還原焙燒和珠鐵熔分進行解析，獲得結果有：提高塵泥的機械活化程度，比表面積增加、晶格畸變率增大、位錯密度升高、機械力儲能提升；塵泥的滾動成型適宜採用淺度活化，壓力成型應採用深度活化；活化後塵泥的熱分解表觀活化能下降，1150℃以下團塊的還原速度加快；隨團塊鹼度或碳氧原子比的增大，珠鐵的金屬化率升高而硫含量降低，當兩者取值為1.1時，團塊熔分效果顯著。 其次，通過多尺度塵泥的處理工藝基礎研究，對塵泥團塊成型、複合粘結機制和熔分機理進行解析，獲得結果有：團塊冷強度與水分、粘結劑含量及成型壓力呈正相關規律；爐內較低溫度下團塊強度依賴於矽酸鹽粘結，高溫下則由鐵連晶維繫，低熔點渣相會促進金屬鐵連晶的生成，各粘結作用相互協同；模擬解析團塊傳熱傳質過程，選取豎爐處理塵泥團塊的尺寸為70-110mm，以確保其高溫強度；豎爐內團塊料層最大壓差大幅下降，熔滴區間減小，軟熔帶與傳統高爐相比明顯減薄。 再次，通過鋅在高溫分離提取過程中的共性問題研究，對鋅元素在還原焙燒過程中的物質遷移規律，以及鋅元素對原燃料和耐火材料的影響機理進行解析，獲得結果有：氣相擴散是氧化鋅還原的控速環節，鉛液蒸發是氧化鉛還原的控速環節；溫度是脫鋅的主要影響因素；團塊強度與氧化鋅含量呈負相關關係，1%的氧化鋅即產生明顯的不利影響，需通過工藝措施調整來滿足豎爐冶煉要求；鋅蒸氣與焦炭不發生反應，但炭磚孔隙中鋅蒸氣的氧化沉積會導致其脆化。 最後，根據項目研究結果，結合轉底爐、OxyCup及DK工藝的優缺點分析，提出了一種具有自主智慧財產權的熔融法處理鋼鐵企業塵泥新工藝，其具有無需燒結工藝、原燃料適用性廣等優點。項目部分研究成果已進入工業套用階段。
