王静松等：钢铁产业集聚区难处理尘泥处理与全量资源化利用进展 1741 Ferrous dust Reductive agent Binder and water 业 Batching,mixing Pressure the ball Hardening of the dry Cold bound pellet Coke Scrap iron Agent of fusion Zinciferous dust Stock gas Dust pelletizing system Coal gas Shaft furnace Slag Hot-blast stove Cold air blast Oxygen Melted iron Slag 图2 Oxycup工艺流程 Fig.2 Oxycup process flow 热风竖炉生产线.太钢于2011年投产了3座Oxycup 2018年北京科技大学发明了一种竖炉法处理钢铁 竖炉，每个炉子设计碳砖及其他含铁物料处理量 厂含锌、铁尘泥工艺方法阿.该方法对鹤兴炉工艺 为45th.用2座竖炉分别对传统碳钢粉尘、污 进行了改进，降低了冶炼成本，减少了环境污染同 泥和不锈钢粉尘进行处理，以回收尘泥中的铬和 时增加了冶炼效率.鹤兴炉工艺的基本工艺流程 镍.第3座竖炉则作为这两座竖炉在维修期间的 如图3所示. 备用4 该工艺具备如下几个优点：①原料品质要求 Oxycup工艺有如下特点，①可以实现多种 低，可协同处理有色金属治冶炼和生活垃圾：②单一 尘泥的集中处理，减少环境污染.②副产品为煤 生产设备处理量大，适宜能力强：③一次性提取的 气、炉渣和除尘灰泥，可以有效回收利用.③该工 金属种类多啊该项技术也有不足之处，原料进炉 艺投资小，基建成本低，生产率高且灵活，当高炉 之前，需要再进行熔融造块，这会产生大量的烟尘 出现故障，此工艺可以用于补充铁水的短缺.但是 和废气，不符合国内的环保政策.由于国内产业政 上述的工艺优点在中国太钢的3座OxyCup竖炉 策的原因，该工艺没有得到很好的推广应用.随着 实际运行中并没有完全体现，目前太钢的3座 工艺的改进和产业政策的改变，“鹤兴炉”技术未 OxyCup竖炉已停止使用.由此可知，国外先进的 来有可能成为一种不错的工艺来处理钢铁冶金 尘泥处理工艺并不一定适合中国的钢铁企业，国 尘泥 内外原料的区别、产业政策的不同、相关配套技 2.4转底炉工艺 术的差异均可能是OxyCup竖炉在国内应用推广 2.4.1转底炉工艺概况 受限的因素 20世纪50年代，美国Ross公司发明了含碳球 2011年唐山鹤兴废料综合利用科技有限公司 团的转底炉直接还原法，取名为Fastmet工艺.日 与北京科技大学合作研发“高温火法在治金废料 本神户制钢与美国Midrex公司联合开发转底炉直 中提取有价元素新工艺”，2014年掌握了利用熔融 接还原新工艺，在20世纪90年代中后期取得了突 炉处理钢铁厂固废这项新工艺，在此基础上， 破性进展，使金属化球团在转底炉中还原时熔化，热风竖炉生产线. 太钢于 2011 年投产了 3 座 Oxycup 竖炉，每个炉子设计碳砖及其他含铁物料处理量 为 45 t·h−1 . 用 2 座竖炉分别对传统碳钢粉尘、污 泥和不锈钢粉尘进行处理，以回收尘泥中的铬和 镍. 第 3 座竖炉则作为这两座竖炉在维修期间的 备用[43] . Oxycup[44] 工艺有如下特点，①可以实现多种 尘泥的集中处理，减少环境污染. ②副产品为煤 气、炉渣和除尘灰泥，可以有效回收利用. ③该工 艺投资小，基建成本低，生产率高且灵活，当高炉 出现故障，此工艺可以用于补充铁水的短缺. 但是 上述的工艺优点在中国太钢的 3 座 OxyCup 竖炉 实际运行中并没有完全体现 ，目前太钢的 3 座 OxyCup 竖炉已停止使用. 由此可知，国外先进的 尘泥处理工艺并不一定适合中国的钢铁企业，国 内外原料的区别、产业政策的不同、相关配套技 术的差异均可能是 OxyCup 竖炉在国内应用推广 受限的因素. 2011 年唐山鹤兴废料综合利用科技有限公司 与北京科技大学合作研发“高温火法在冶金废料 中提取有价元素新工艺”，2014 年掌握了利用熔融 炉处理钢铁厂固废这项新工艺. 在此基础上 ， 2018 年北京科技大学发明了一种竖炉法处理钢铁 厂含锌、铁尘泥工艺方法[45] . 该方法对鹤兴炉工艺 进行了改进，降低了冶炼成本，减少了环境污染同 时增加了冶炼效率. 鹤兴炉工艺的基本工艺流程 如图 3 所示. 该工艺具备如下几个优点：①原料品质要求 低，可协同处理有色金属冶炼和生活垃圾；②单一 生产设备处理量大，适宜能力强；③一次性提取的 金属种类多[46] . 该项技术也有不足之处，原料进炉 之前，需要再进行熔融造块，这会产生大量的烟尘 和废气，不符合国内的环保政策. 由于国内产业政 策的原因，该工艺没有得到很好的推广应用. 随着 工艺的改进和产业政策的改变，“鹤兴炉”技术未 来有可能成为一种不错的工艺来处理钢铁冶金 尘泥. 2.4    转底炉工艺 2.4.1    转底炉工艺概况 20 世纪 50 年代，美国 Ross 公司发明了含碳球 团的转底炉直接还原法，取名为 Fastmet 工艺. 日 本神户制钢与美国 Midrex 公司联合开发转底炉直 接还原新工艺，在 20 世纪 90 年代中后期取得了突 破性进展，使金属化球团在转底炉中还原时熔化， Ferrous dust Reductive agent Binder and water Pressure the ball Hardening of the dry Cold bound pellet Coke Scrap iron Agent of fusion Shaft furnace Melted iron Slag Dust pelletizing system Zinciferous dust Coal gas Slag Cold air blast Oxygen Stock gas Batching, mixing Hot-blast stove 图 2    Oxycup 工艺流程 Fig.2    Oxycup process flow 王静松等： 钢铁产业集聚区难处理尘泥处理与全量资源化利用进展 · 1741 ·