增刊1 庄昌凌等：炼钢过程含铁尘泥的基本物性与综合利用 ·191· 2.2利用建议 高炉生产或用于生产铁粉和磁性材料. 炼钢含铁尘泥的综合利用受到了钢铁厂的广泛 3结论 重视，根据近年来的发展趋势，笔者认为未来钢铁厂 的含铁尘泥将向管理资源化，处理高效化，利用高附 (1)钢铁厂炼钢过程产生的尘泥含有较高的 加值化的方向发展. 铁、钙、锌等资源，可在钢铁生产中循环使用，或富集 2.2.1管理资源化 提取.其中电炉灰含铁品位在41.99%~53.78%， 含铁尘泥在传统的观念中是作为固体废弃物进 Zn0达到8.92%~15.54%；转炉污泥含铁品位为 行管理，钢铁厂习惯将转炉二次尘、精炼粉尘，以及 48.98%~55.92%;精炼除尘灰相对其他粉尘含铁 卸料除尘灰等混合堆放，变成难以分选，难以利用的 品位较低，但Ca0含量较高，最高能达到64.14%； 废物.这种传统方式的尘泥管理方式，并未考虑尘 连铸铁鳞含铁品位为21.74%~68.14% 泥的特性，导致尘泥成分随意波动以及人为污染，给 (2)不同工序产生的粉尘的粒度、比表面积、水 后面的尘泥处理利用环节带来了很多困难和麻 分等物性差异较大，在储运和加工处理过程中应综 烦，例如电炉灰作为含锌粉尘通常会用来提取其 合考虑这些因素. 中的Zn资源，粉尘中的Zn含量越高越有利于资源 (3)炼钢灰尘中铁主要以磁铁矿、赤铁矿、氧化 的提取，然而钢厂传统将电炉灰和精炼灰放在一起 亚铁、少量金属铁及铁酸钙形式存在，其中磁铁矿和 堆放管理，降低了粉尘中Z的含量，使提取难度升 铁酸钙较难还原；Zn以铁酸锌存在，而非金属Zn或 高，造成了经济的损失.因此，钢铁厂炼钢尘泥应该 ZnO.不同的相存在方式对铁和Zn处理利用存在显 被当成一种资源，按照化学成分、物理性质分类管 著影响 理，同时考虑到尘泥的利用方向，避免在回收管理环 (4)八家钢铁厂炼钢过程产生的粉尘用于外售 节造成污染和浪费. 的比例较大，部分用作烧结配料，少量用于炼钢造渣 2.2.2处理高效化 剂，利用层次较低，需进行高效利用工艺技术的 钢铁厂生产过程产生的大量含铁尘泥，这些尘 研究 泥的化学成分和物理性质差异较大.单一的处理方 式已经不适合处理所有尘泥，只有根据尘泥的性质， 参考文献 分类处理，才能较好地处理和利用这些尘泥.目前 大多数钢厂将钢铁尘泥采用直接加入烧结配料的方 [1]She X F.Xue Q G.Dong JJ,et al.Study on basic properties of 式进行处理，这种方式在一定程度上实现了尘泥资 typical industrial dust from iron and steel plant and analysis of its utilization.Chin Process Eng,2009,9(Suppl 1):7 源的回收利用，但是由于尘泥粒度、含水量、有害元 (佘雪峰，薛庆国，董杰吉，等.钢铁厂典型粉尘的基本物性与 素含量的影响，给烧结生产带来了一系列的问题，比 利用途径分析.过程工程学报，2009,9（增刊1）：7) 如尘泥利用率不高、烧结透气性变差、生产波动大、 [2] Yang H.Recycle EAF Dust Include Zinc and Optimize of Techno- 有害元素循环富集等等6.本研究认为炼钢粉尘高 logic Parameters [Dissertation].Chongqing:Chongqing Universi- 效利用应遵循“首先考虑炼钢工序回收利用，尽量 y,2007:11 (杨辉.含锌电炉粉尘处理及工艺参数优化[学位论文].重 减少在炼铁工序处理利用”的原则 庆：重庆大学，2007：11) 2.2.3利用高附加值化 [3]Shi L.Chen R H,Wang R Y.Study of present utilization state and 国内对含铁尘泥的高附加值利用还处于实验室 development trend of iron-containing sludge&dust in iron&steel 研究以及半工业化阶段，但是含铁尘泥作为一种资 industry.Chin Resour Compr Util,2008.26(2):12 源，其价值利用最大化是下一步处理利用的方向. (石磊，陈荣欢，王如意.钢铁工业含铁尘泥的资源化利用现 状与发展方向.中国资源综合利用，2008,26(2)：12) 炼钢过程产生的转炉尘泥传统中用于烧结配料，但 [4]Li Y J,Liu H.Wang C G.et al.Arrestment of ladle fumace fume. 是也可以通过磁选富集、除杂改性等手段得到多种 JZhejiang Metall,2009(3):45 粉末冶金制品，还可以作为原料生产氧化铁红、还原 (李叶军，刘洪，王春根，等.转炉LF精炼炉烟气治理.浙江冶 铁粉、氯化铁、聚合硫酸铁等；电炉灰作为原料生产 金，2009(3)：45) 增碳造渣剂代替部分生铁用于电炉炼钢，而且可以 [5]Liu B C.Wei G.Shen F M.et al.Comprehensive utilization and 达到对粉尘减量富集的效果].连铸铁鳞成分较为 management of dust and sludge as resource in iron and steel plants.J Mater Metall,2006,5(3):231 复杂，有研究人员[⑧劉提出将连铸铁鳞分离成较纯的 (刘百臣，魏国，沈峰满，等。钢铁厂尘泥资源化管理与利用 氧化铁皮与保护渣残渣，分离出的氧化铁皮可用于 材料与冶金学报，2006,5(3)：231)增刊 1 庄昌凌等: 炼钢过程含铁尘泥的基本物性与综合利用 2. 2 利用建议 炼钢含铁尘泥的综合利用受到了钢铁厂的广泛 重视，根据近年来的发展趋势，笔者认为未来钢铁厂 的含铁尘泥将向管理资源化，处理高效化，利用高附 加值化的方向发展． 2. 2. 1 管理资源化 含铁尘泥在传统的观念中是作为固体废弃物进 行管理，钢铁厂习惯将转炉二次尘、精炼粉尘，以及 卸料除尘灰等混合堆放，变成难以分选，难以利用的 废物． 这种传统方式的尘泥管理方式，并未考虑尘 泥的特性，导致尘泥成分随意波动以及人为污染，给 后面的尘泥处理利用环节带来了很多困难和麻 烦［5］，例如电炉灰作为含锌粉尘通常会用来提取其 中的 Zn 资源，粉尘中的 Zn 含量越高越有利于资源 的提取，然而钢厂传统将电炉灰和精炼灰放在一起 堆放管理，降低了粉尘中 Zn 的含量，使提取难度升 高，造成了经济的损失． 因此，钢铁厂炼钢尘泥应该 被当成一种资源，按照化学成分、物理性质分类管 理，同时考虑到尘泥的利用方向，避免在回收管理环 节造成污染和浪费． 2. 2. 2 处理高效化 钢铁厂生产过程产生的大量含铁尘泥，这些尘 泥的化学成分和物理性质差异较大． 单一的处理方 式已经不适合处理所有尘泥，只有根据尘泥的性质， 分类处理，才能较好地处理和利用这些尘泥． 目前 大多数钢厂将钢铁尘泥采用直接加入烧结配料的方 式进行处理，这种方式在一定程度上实现了尘泥资 源的回收利用，但是由于尘泥粒度、含水量、有害元 素含量的影响，给烧结生产带来了一系列的问题，比 如尘泥利用率不高、烧结透气性变差、生产波动大、 有害元素循环富集等等［6］． 本研究认为炼钢粉尘高 效利用应遵循“首先考虑炼钢工序回收利用，尽量 减少在炼铁工序处理利用”的原则． 2. 2. 3 利用高附加值化 国内对含铁尘泥的高附加值利用还处于实验室 研究以及半工业化阶段，但是含铁尘泥作为一种资 源，其价值利用最大化是下一步处理利用的方向． 炼钢过程产生的转炉尘泥传统中用于烧结配料，但 是也可以通过磁选富集、除杂改性等手段得到多种 粉末冶金制品，还可以作为原料生产氧化铁红、还原 铁粉、氯化铁、聚合硫酸铁等; 电炉灰作为原料生产 增碳造渣剂代替部分生铁用于电炉炼钢，而且可以 达到对粉尘减量富集的效果［7］． 连铸铁鳞成分较为 复杂，有研究人员［8］提出将连铸铁鳞分离成较纯的 氧化铁皮与保护渣残渣，分离出的氧化铁皮可用于 高炉生产或用于生产铁粉和磁性材料． 3 结论 ( 1) 钢铁厂炼钢过程产生的尘泥含有较高的 铁、钙、锌等资源，可在钢铁生产中循环使用，或富集 提取． 其中电炉灰含铁品位在 41. 99% ～ 53. 78% ， ZnO 达到 8. 92% ～ 15. 54% ; 转炉污泥含铁品位为 48. 98% ～ 55. 92% ; 精炼除尘灰相对其他粉尘含铁 品位较低，但 CaO 含量较高，最高能达到 64. 14% ; 连铸铁鳞含铁品位为 21. 74% ～ 68. 14% ． ( 2) 不同工序产生的粉尘的粒度、比表面积、水 分等物性差异较大，在储运和加工处理过程中应综 合考虑这些因素． ( 3) 炼钢灰尘中铁主要以磁铁矿、赤铁矿、氧化 亚铁、少量金属铁及铁酸钙形式存在，其中磁铁矿和 铁酸钙较难还原; Zn 以铁酸锌存在，而非金属 Zn 或 ZnO． 不同的相存在方式对铁和 Zn 处理利用存在显 著影响． ( 4) 八家钢铁厂炼钢过程产生的粉尘用于外售 的比例较大，部分用作烧结配料，少量用于炼钢造渣 剂，利用层次较低，需进行高效利用工艺技术的 研究． 参 考 文 献 ［1］ She X F，Xue Q G，Dong J J，et al． Study on basic properties of typical industrial dust from iron and steel plant and analysis of its utilization． Chin J Process Eng，2009，9( Suppl 1) : 7 ( 佘雪峰，薛庆国，董杰吉，等． 钢铁厂典型粉尘的基本物性与 利用途径分析． 过程工程学报，2009，9( 增刊 1) : 7) ［2］ Yang H． Recycle EAF Dust Include Zinc and Optimize of Techno￾logic Parameters ［Dissertation］． Chongqing: Chongqing Universi￾ty，2007: 11 ( 杨辉． 含锌电炉粉尘处理及工艺参数优化［学位论文］． 重 庆: 重庆大学，2007: 11) ［3］ Shi L，Chen R H，Wang R Y． Study of present utilization state and development trend of iron-containing sludge ＆ dust in iron ＆ steel industry． Chin Resour Compr Util，2008，26( 2) : 12 ( 石磊，陈荣欢，王如意． 钢铁工业含铁尘泥的资源化利用现 状与发展方向． 中国资源综合利用，2008，26( 2) : 12) ［4］ Li Y J，Liu H，Wang C G，et al． Arrestment of ladle furnace fume． J Zhejiang Metall，2009( 3) : 45 ( 李叶军，刘洪，王春根，等． 转炉 LF 精炼炉烟气治理． 浙江冶 金，2009( 3) : 45) ［5］ Liu B C，Wei G，Shen F M，et al． Comprehensive utilization and management of dust and sludge as resource in iron and steel plants． J Mater Metall，2006，5( 3) : 231 ( 刘百臣，魏国，沈峰满，等． 钢铁厂尘泥资源化管理与利用． 材料与冶金学报，2006，5( 3) : 231) ·191·