1744 工程科学学报.第43卷，第12期 厂细粉尘的处理工艺，提出了采用高炉喷吹普通 等奖 细粉尘和利用带有焦炭充填床的粉尘熔炼炉处理 3.3火法富集-湿法分离-多工序耦合提取的联合 含高锌粉尘技术的优点；2001年采用铁浴熔融方 回收与全量利用工艺 法四处理高炉瓦斯灰粉尘，得到了最佳工艺参数 随着国家对固体废弃物的管控日趋严格，钢 2011年胡晓军]等对含锌粉尘中重要成分ZnFe2O4 铁冶金尘泥已经到了必须100%全部回收利用的 在C0-CO2气体还原过程中的热力学行为进行了 阶段.北京科技大学提出火法富集-湿法分离-多 计算和分析，并介绍了一种基于选择性氯化原理 工序耦合提取的联合回收与全量利用工艺（以下 的含锌粉尘处理新思路.2012年高金涛等采用 简称为联合回收与全量利用工艺).联合回收与全 “非熔态还原-磁选分离-Z的回收、富集”方法对 量利用工艺是在现有火法-湿法联合处理工艺的 典型高炉粉尘进行Fe和Zn非熔态分离研究 基础上，在火法领域开发含锌碱尘泥中Fe、C、 由此可见，北京科技大学在钢铁冶金尘泥的 Zn、In、Sn等组元碳热还原-挥发过程中相态演变 资源化回收利用领域获得了大量的实验数据和工 规律与定向分配机制技术，实现有价组分富集回 程技术进展，在此基础上，开展了大量的实验室和 收.在湿法领域开发基于定向溶出-蒸发结品-相 半工业、工业试验.以2007年北京科技大学对莱 态置换-萃取/反萃过程耦合的多金属梯级分离提 钢提供技术支持，开发的转底炉处理含锌粉尘工 取技术，建立以原料特性为基础的多产品生产过 艺为例，该技术中具有自主知识产权，研究成果已 程协同耦合机制，实现二次烟尘中有价组分的全 授权发明专利11项.薛庆国主持开发的转底炉直 量利用.联合回收与全量利用工艺的简要工艺流 接还原处理钢铁厂含锌尘泥成套工艺产业化获得 程及元素大致走向如图5(a)所示，湿法梯级分离 山东省冶金科技进步一等奖和山东省科技进步二 单元中元素大致走向如图5(b)所示. (a Zn K.Na Zinc sulfate products Dust Wet K.Na Secondary collection separation Salt by-products Zn,Pb,Bi.In dust treatment unit Pb,Bi,In Difficult to Fire Value element products deal with enrichment Sn.Cd.etc Sn,Cd,ete steel dust mit Fe Fe,Ca,Mg,Al,Si 、Fine iron powder Kiln residue Fe,Ca, Preparation of building Ceramsite Mg.Al,Si materials (b) Thick KCI cadmium Liquid waste and waste acid reuse Cd Zn,Pb,Bi,In, Acid Impurity Zn Zn Zinc Secondan Flooding Punnicat山on →dissolving removal sulfate dust process Sn,Cd,etc process process process products Pb,Bi,In,Sn Bi业 业 Sn Lead Crude Crude Coarse NaC concentrate bismuth indium tin 图5联合工艺流程.(a)总流程：(b)湿法梯级分离单元 Fig.5 Combined process flow:(a)general flow chart;(b)wet cascade separation unit 3.3.1联合回收与全量利用工艺有价组分火法富 泥中的Zn以及In、Bi等有价元素进行富集，完成 集技术 二次烟尘与尾渣的分离，实现有价组分初步富集 北京科技大学提出可以先利用火法工艺对尘 回收.第一步分离可以选择技术比较成熟的回转厂细粉尘的处理工艺，提出了采用高炉喷吹普通 细粉尘和利用带有焦炭充填床的粉尘熔炼炉处理 含高锌粉尘技术的优点；2001 年采用铁浴熔融方 法[72] 处理高炉瓦斯灰粉尘，得到了最佳工艺参数. 2011 年胡晓军[73] 等对含锌粉尘中重要成分 ZnFe2O4 在 CO−CO2 气体还原过程中的热力学行为进行了 计算和分析，并介绍了一种基于选择性氯化原理 的含锌粉尘处理新思路. 2012 年高金涛[74] 等采用 “非熔态还原−磁选分离−Zn 的回收、富集”方法对 典型高炉粉尘进行 Fe 和 Zn 非熔态分离研究. 由此可见，北京科技大学在钢铁冶金尘泥的 资源化回收利用领域获得了大量的实验数据和工 程技术进展，在此基础上，开展了大量的实验室和 半工业、工业试验. 以 2007 年北京科技大学对莱 钢提供技术支持，开发的转底炉处理含锌粉尘工 艺为例，该技术中具有自主知识产权，研究成果已 授权发明专利 11 项. 薛庆国主持开发的转底炉直 接还原处理钢铁厂含锌尘泥成套工艺产业化获得 山东省冶金科技进步一等奖和山东省科技进步二 等奖. 3.3    火法富集‒湿法分离‒多工序耦合提取的联合 回收与全量利用工艺 随着国家对固体废弃物的管控日趋严格，钢 铁冶金尘泥已经到了必须 100% 全部回收利用的 阶段. 北京科技大学提出火法富集‒湿法分离‒多 工序耦合提取的联合回收与全量利用工艺（以下 简称为联合回收与全量利用工艺）. 联合回收与全 量利用工艺是在现有火法‒湿法联合处理工艺的 基础上 ，在火法领域开发含锌碱尘泥中 Fe、 C、 Zn、In、Sn 等组元碳热还原‒挥发过程中相态演变 规律与定向分配机制技术，实现有价组分富集回 收. 在湿法领域开发基于定向溶出‒蒸发结晶‒相 态置换‒萃取/反萃过程耦合的多金属梯级分离提 取技术，建立以原料特性为基础的多产品生产过 程协同耦合机制，实现二次烟尘中有价组分的全 量利用. 联合回收与全量利用工艺的简要工艺流 程及元素大致走向如图 5（a）所示，湿法梯级分离 单元中元素大致走向如图 5（b）所示. Fe Difficult to deal with steel dust Preparation of building materials Fire enrichment unit Fine iron powder Kiln residue K, Na Zn K, Na Secondary dust Wet separation unit Zinc sulfate products Value element products Ceramsite Dust collection treatment (a) Secondary dust Flooding process Zn, Pb, Bi, In, Acid dissolving process Impurity removal process Purification process Zinc sulfate products Zn Zn Liquid waste and waste acid reuse Na KCl K NaCl Cd Thick cadmium Lead concentrate Crude bismuth Crude indium Coarse tin Pb Bi In Sn (b) Fe, Ca, Mg, Al, Si Sn, Cd, etc Zn, Pb, Bi, In, Pb, Bi, In, Sn, Cd, etc Salt by-products Fe, Ca, Mg, Al, Si Pb, Bi, In, Sn Sn, Cd, etc 图 5    联合工艺流程. （a）总流程；（b）湿法梯级分离单元 Fig.5    Combined process flow: (a) general flow chart; (b) wet cascade separation unit 3.3.1    联合回收与全量利用工艺有价组分火法富 集技术 北京科技大学提出可以先利用火法工艺对尘 泥中的 Zn 以及 In、Bi 等有价元素进行富集，完成 二次烟尘与尾渣的分离，实现有价组分初步富集 回收. 第一步分离可以选择技术比较成熟的回转 · 1744 · 工程科学学报，第 43 卷，第 12 期