化工公司持续清洁生产铬渣代替部分白云石烧结炼铁实施方案.docx

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1、化工公司持续清洁生产锚渣代替部分白云石烧结炼铁实施方案由方案1.2的论述可知，格渣的解毒处理和综合利用是络盐行业可持续发展的前提条件，也是化工有限公司生存发展的保证。中国已研究实施过的解毒与利用方法有10多种,表6-28列举了应用比较广泛的几种方法。表6-28铝渣综合利用方法汇总综合利用途径解毒原理技术可行性解毒效果经济费用环境效益最终状态做玻璃着色剂高温熔融固化技术成熟，JL艺可行良好经济效益明显良好，有限进入玻璃料中制硅酸盐水泥熟料高温还原技术成熟，工艺可行良好经济效益明显良好，有限进入水泥熟料中制钙镁磷肥利用C及Co还原工艺可行，良好成本高销售困难明显进入钙镁操作稳定磷肥中制铸石高温熔融

2、固化技术可行解毒彻底基建投资大成本高，销售有限明显进入铸石中制青砖用CO9H2还原工艺简单，难以机械化好成本高于粘土制砖，销售困难良好进入HW中烧结生铁高温CO,C还原技术成熟，JL艺可行解毒彻底降低成本，经济效益明显明显进入生铁中制钙铁粉用CO9H2还原技术成熟，JL艺简单一般，解毒不彻底中等中等进入钙铁粉中综合比较表6-28中各方法的实用性，从生产可行性、解毒效果、经济费用、环境效益和最终状态多个因素考虑，采用权重总和计分排序法对上述方法进行打分排序，见表6-29o表6-29铝渣综合利用方法权重总和计分排序表方法生产可行性(Ri)解毒效果(R2)经济费用(R3)环境效益(R4)最终状态(R

3、5)RiWi做玻璃着色剂544354.182制硅酸盐水泥熟料544454.364制钙镁磷肥441353.240制铸石351353.318制青砖452453.932烧结生铁555354.636制钙铁粉523333.183由表6.29可知，烧结炼铁是铭渣综合利用的理想途径,在实际应用试验中也得到了证实。以下从技术、环境和经济三个方面分别对此方案进行可行性论证。1.1 铝渣烧结炼铁的技术可行性铭渣用于炼铁烧结，济南、重庆、锦州、南京等厂家都曾先后做过探讨与实践，工艺大致相同，其中济南与当地钢厂合作时间较长，处理渣量较大。由上可见，铭渣代替部分白云石烧结炼铁工艺技术已相当成熟。振华公司自20世纪90年

4、代就致力于探索铭渣的治理途径，先后进行了多项试验，其中包括铭渣在焙烧炼铁中的应用。1992年，以振华公司为主完成的铝渣炼铁及控制方法工业化生产试验项目，获湖北省科技进步二等奖。同年振华公司被国家环保局批准为一九九二年国家环境保护最佳实用技术推广计划项目“铝渣炼铁及控制方法”的技术依托单位。1.1.1 倍渣烧结炼铁工艺流程格渣代替部分白云石做熔剂用于烧结炼铁的工艺过程为：将破碎、筛分至5mm以下的格渣运至料仓，通过配料皮带把格渣与其他原料一起送入第一混料筒及第二混料筒混合，最后进入烧结机烧结，烧结矿经破碎、筛分后供高炉使用，小于5mm细矿返回配料工序。工艺流程见图6-10。铁精矿澳矿粉黑旺矿无烟

5、煤白云石炼钢生铁水渣图6-10将渣烧结炼铁工艺流程图1.L2技术可行性分析从铭渣解毒原理、效果以及对烧结炼铁工艺的影响几方面对格渣代替部分消石灰烧结炼铁方案进行技术可行性论证。1.格渣解毒原理格渣代替白云石用于烧结炼铁工艺技术是在不改变原烧结炼铁工艺和设备的前提下，用铭渣代替白云石作为烧结熔剂，利用烧结、炼铁两个工艺阶段的高温还原气氛（以C、CO为主要还原剂）,烧结过程将铭渣中六价格还原成三价铭,高炉冶炼又将三价格还原成单质并结合到生铁中，实现格渣的无害化处理并得以资源化利用。格渣代替石灰石同铁矿粉、煤粉混合在烧结炉中烧结，煤和焦炭在高温下具有强还原性，格渣中的六价铭化合物在烧结过程中可被一氧

6、化碳还原，主要化学反应式为：2C+。2=2C0t2Na2Cr0+3C0=Cr2O3+2Na20+3C02t2CaCr0+3C0=Cr2O3+2CaO+3C02t矿中的Ca0、Mg0、Feo等又与C0O3发生反应：Cr2O3+MeO=Me(Cro2)2因此烧结矿中铭主要以铭尖晶石(MgOCnOJ、格铁矿(FeOCr03)和铭酸钙(CaCrOD等形态存在。在高炉冶炼过程中，三价格可被进一步还原成金属格，化学反应式为：Cr2O3+3C=2Cr+3C0ICr2O3+3C0=2Cr+3C02tFeOCr2O3+4C=Fe+2Cr+4C0tMgOCr2O3+3C=2Cr+MgO+3C0t通过上述反应，铝渣

7、中的六价铭基本被还原为三氧化二铭或金属格，可达到解毒目的。同时，铝渣中的铁进入生铁中，其他组分进入高炉渣，可供水泥厂使用，资源化利用程度高。2 .格渣冶炼原理高炉炼铁时，为保证炉内料柱透气性良好，要求炉料粒径大且均匀，粉末少，机械强度高（包括冷强度和热强度），具有良好的软熔性能，因此在炼铁过程中铁矿粉必须与石灰和煤等混合，经高温燃烧成烧结矿后方可供高炉使用，同时在冶炼过程中还需加入白云石造渣。由表6-17铝渣的主要成分可知，格渣中含约5060%的氧化钙和氧化镁，此外尚含1015%的氧化铁，这些都是炼铁所需的成分，因此可用氧化钙、氧化镁总量超过50%的格渣代替部分石灰石用于烧结炼铁。3 .格渣对

8、烧结工艺的影响引用济钢第二炼铁厂试验实例进行分析，济钢总公司与济南裕兴化工总厂合作努力，于1994年5月在济钢第二炼铁厂烧结机上开始进行配加铭渣烧结试验，从1996年3月起，格渣利用已列入正常的烧结生产中。在烧结矿组分不变的情况下，以格渣代替部分消石灰进行烧结。原料组分及烧结原料配比分别见表6-30和表6-3Io表6-30原料组分铁精矿澳矿粉黑旺矿G94i11,17119.Q1QOS表6-31烧结原料配比混合料铭渣铁精粉澳矿粉黑旺矿消石灰返矿粉无烟煤QlQG91Qq79QOQQQ1加格潜括211791C)R父Sl括曷9QAAIWa原料经两次混合后，进行烧结。料温约45C,点火温度9501000

9、oC,料层厚度400450mm,点火器下风箱负压68kPa,烧结矿主要生产技术指标见表6-32。表6-32烧结矿技术指标对比表总Fe%FeO/%s%台时产量/(th)利用系数/(tm3h)返矿率/%点火油耗/(kgt)作业率/%无铭渣50.9710.910.07840.391.68321.984.6191.22加铭渣51.4411.180.07537.431.56024.344.9589.66由表6-32可以看出，配加铭渣后对烧结矿主要技术指标无不利影响，可满足高炉炼铁要求，返矿率略有升高，作业率等指标略有降低，但不影响正常生产。4 .格渣烧结矿对高炉生产的影响高炉在各项操作制度正常的情况下，

10、配加铭渣烧结矿和无格渣烧结矿的技术经济指标对比见表6-33o表6-33高炉主要技术经济指标对比表指标利用系数(tm3d)熟料配比(%)入炉焦比(kgt)铁单耗(kgt)入炉品位(%)生铁一级品率(%)渣中MgO(%)铁中Si(%)无铭渣2.50894.1856029663.1050.324.710.69加铭渣2.49999.5455127554.1960.145.030.67由表6-33可见,铭渣烧结矿炼铁，高炉炉况稳定。在炉渣碱度相同的情况下，渣中MgO提高0.32%,对高炉生产起到了有利作用。铁中Si下降0.02%,生铁一级品率提高近10%。5 .格渣解毒效果分析解毒效果见表634。表63

11、4物流中Cr(VI)含量物装L4、混右於L，出任什高柏永Cr(Vn/2447Q由表634可见，格渣中六价铭的还原解毒主要在烧结工序，还原解毒率达91.8%,高炉水渣中Cr(VI)不足IXlO%铝渣解毒十分彻底。据调查，黄石市某钢铁厂在3011)3高炉上也进行了铝渣炼铁工业化生产试验，生产出含格生铁。此过程中，六价辂在炉内的还原率几乎达100%,总格的金属化还原率平均达94.72%o可见格渣炼铁是一种吃渣量大，还原彻底，金属铭回收利用率高的资源化方法，可获得良好的经济、社会、环境效益，具有广阔的应用前景。综上可得，格渣代替部分消石灰烧结炼铁在技术上是可行的。1.2辂渣烧结炼铁的环境可行性1.2.

12、1倍渣烧结炼铁对环境的影响考虑到铭渣可能造成二次污染，在试用过程中对相关点面进行了连续一个多月的跟踪监测，结果表明，烧结区各扬尘点：机尾、滑筛、烟道、格渣下料处空气中CrO3含量为0.010.03mgm3,高炉及其周围环境Cro3含量为0.0002-0.0006mgm3,符合GB16297-1996大气污染物综合排放标准0.08mg113的要求；烧结机水封水和高炉冲渣水Cr(VI)含量为001002gL,符合GB8978-1996污水综合排放标准0.5mgL要求，表明烧结料加入铝渣后，车间空气、周围大气和废水中虽然六价格含量增加，但均远低于国家标准。由此可得，烧结配料加入铭渣后，车间粉尘、水、

13、物料、周围大气环境中格的含量都未超过国家排放标准，对环境无明显污染。1.2.2铝渣烧结炼铁的环境效益1 .通过烧结和炼铁过程中的还原作用，将铭渣中的六价铭还原为金属铭,从根本上消除格渣堆存对环境的污染和危害，按年产35万吨烧结矿规模计算，每年可“吃掉”2万吨铭渣；2 .铝渣中以各种形式存在的倍均被C或CO还原成金属格,进入铁的组分中，所炼制生铁成为含格生铁，回收了格资源,减少了对格铁矿的开采和消耗，同时减少土地占用；由上论述可得，格渣烧结炼铁具有较好的环境效益。1.3 铝渣烧结炼铁的经济效益1 .格渣代替白云石烧结炼铁使用冶钢厂现有烧结炼铁工艺、设备，不用进行设备改造，易于实施。每吨铭渣只需支付为满足炼铁烧结要求的少量加工费用约50元和运输费约30元。2 .减少环境污染损失由于格渣代替部分消石灰烧结炼铁解毒效果较好，并且解决了堆存占地问题，因此可以免缴工业固体废物排污费等，每吨铝渣可减少环境损失约250元。3 .烧结矿配加铭渣，每吨格渣约可替代O.6t消石灰，减少了熔剂消石灰的用量，降低烧结工序成本，同时还提高了高炉渣中的MgO含量,可改善高炉冶炼效果，据初步统计分析,配加铝渣后,炼铁烧结矿可降低成本2.48元/t。经核算，格渣用于烧结炼铁经济上是可行的。