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除尘灰回转窑提炼锌

时间: 2024-04-21 07:35:09 |   作者: 乐鱼体育登录手机版官网

细节:

  除尘灰是钢厂加工时产生的烟灰,这些烟灰中含有许多小锌粒,若是直接抛弃,对企业来说无疑是一笔损失。为了提炼烟灰中的锌,大家尝试了许多方法,目前很成熟的就是除尘灰回转窑提炼锌,主要用到的设备就是回转窑,一块儿来看看吧。

  除尘灰回转窑提炼锌是通过回转窑的煅烧实现锌的提纯的。当窑内温度达到700度时,次氧化锌中的氯、硫等杂质汽化,氧化锌生成。氧化锌的熔点要1920°,氯、硫等杂质在700°的时候被汽化,而回转窑的温度只能到1300°,所以杂质和氧化锌可以很容易被分开。

  除尘灰回转窑提炼锌具体过程是,先将无烟煤粉、粘结剂、石灰等物质掺入除尘灰中,均匀搅拌,然后利用皮带运输机将物料送入回转窑中,这些混合物经过回转窑煅烧,生成锌蒸汽,和空气中的氧气接触生成氧化锌和次氧化锌后被除尘器收集起来。

  除尘灰回转窑提炼锌的过程中,除了要用到回转窑,还要使用到一些辅助设备,比如收集烟气的除尘器,给烟气除硫的除尘器,向窑内鼓入空气的鼓风机等,不过这些辅助设备的价格都比较低,主要的资产金额的投入还是在回转窑上。

  除尘灰回转窑提炼锌的工艺与设备投资小,一般应用于含锌除尘灰提炼氧化锌。冶炼温度一般是1100度,锌的气化温度是907度,一般是布袋法收集锌粉,锌的化学性质活泼,遇空气就可以变成氧化锌。回转窑脱锌通常用于含锌量高的除尘灰,安阳客户反馈,除尘灰含锌量达30%以上。除尘灰加入焦炭有的厂家,不做球团直接还原,有的厂家压成小球团,建杰粘合剂适用于球团,回转窑脱锌,脱锌率高,强度高,均可满足厂家需求。

  除尘灰回转窑提炼锌作为核心设备的回转窑,其直径、长度、倾角三大外在固定设备参数是衡量工厂规模与生产能力的主要标志。但是,在生产实践中,真正影响焙烧反应的是回转窑转速、填充率与物料停留时间三大关键可变工艺参数。

  转速是影响物料在回转窑内运动状态的决定性因素。为直观性与形象化,按转速从低到高,物料在除尘灰回转窑内的运动状态可分别描述为堆积滑移、阶梯运动、滚动、小瀑布抛落、大瀑布抛落与离心运动六种状态。其中对应物料紧贴窑壁进行离心运动而不掉落的上限速度称为临界转速。一般回转窑生产的适宜转速应小于临界转速的15%~20%,使物料在回转窑内呈滚动状态,来保证物料在窑内良好翻动,固气相充分接触与反应。如果转速过低,会直接引发处理量降低,窑尾返料增多,同时物料在窑内翻动情况不好,也造成炉渣含锌增高。反之,转速太快,虽然暂时可提高原料处理量,但不易保持窑内高温带温度与稳定的锌挥发率。实际生产操作中,由于设计缺陷与认识不足,存在的普遍问题是实际转速偏低。因此,应科学开展提高窑速焙烧试验,至少保持回转窑转速在0.5r/min左右。

  除尘灰回转窑填充率又称充填系数,是指回转窑内物料所占回转窑容积的百分数。当物料停留时间不变时,回转窑内物料填充率增大,能提高回转窑产量,但是由于料层增厚,物料运动受到限制,因此对物料的翻动和焙烧不利。填充率过小,则设备生产能力没有有效发挥。在生产实践中,回转窑的填充率以小于15%为宜。

  物料在除尘灰回转窑内的停留时间通常要在工厂设计时根据试验来确定,通常设计为2h以上。根据自身的需求的停滞时间结合一定的富余系数选择回转窑的规格,再按选定的规格型号参数核算停滞时间。实际上,因物料在回转窑内停留时间受物料粒度、黏度、比重、水分、充填系数、风速、压力、燃烧与反应情况等影响,计算出的停留时间只能作为参考。

  除尘灰回转窑内的燃烧过程控制是锌还原挥发作业的重要的条件,应根据炉渣含锌、窑内物料的燃烧、黏结和窑衬磨损腐蚀情况综合确定焙烧制度。焙烧制度的确定和管理是回转窑生产技术管理的重要内容,最重要的包含焙烧温度,终点控制,窑头鼓风风量、压力、方向与窑尾抽风负压等。

  根据窑内各区间气温变化,一般从窑尾至窑头按温度从高到低划分为四段,依次为干燥段、预热段、高温段、冷却段。其中,高温段是锌被还原析出的主要反应段,生产实践表明,高温段温度以1100~1200℃(窑尾进料干燥预热段650~1000℃)、高温段长度以窑身总长的1/3~2/3为宜,焙烧终点位置离窑头挡料圈0.5m左右。一般认为,除稳定的固定碳量与鼓风供氧外,适当增加鼓风量和窑尾负压,能延续高温段长度,反之则可缩短高温段长度。

  除尘灰回转窑提炼锌生产实践表明,窑尾负压过高,则风速加快,反应带后移,窑尾温度上升,易引起窑内大量烟尘颗粒物随气流进入烟道,虽然产量有所提高,但影响成品次氧化锌的品质,严重时还会加剧窑尾进料溜槽的磨损及烧坏。南京盛昌再生资源有限公司φ3200×45000回转窑生产线以配套处理南京钢铁联合有限公司含锌含铁粉尘为主,设计解决能力10万t/a。

  2018年9-10月曾专门进行过窑头双鼓风管对生产指标影响的焙烧试验,初步结论是:除尘灰回转窑鼓风量适当增加,回收次氧化锌产量提高,Zn品位会有降低,而鼓风管方向布置对整体焙烧结果影响有限。

  投资低和经营成本低的除尘灰回转窑提炼锌成为处理含锌粉尘的新趋势。目前国内应用比较成功的有南钢、山西建邦、山西立恒、永锋钢铁、山钢、日钢、莱钢和包钢等,部分回转窑还外购添加电炉灰和锌冶炼渣等高锌物料以提高经济效益,个别回转窑把烧结机头灰也作为原料,脱除钾、钠和氯。这些回转窑的脱锌率在80%-95%,产品次氧化锌平均品位在40%-60%。

  除尘灰回转窑提炼锌在国内应用较广泛,能实现钢铁含锌粉尘的高的附加价值资源化利用,是一种非常有实用意义的含铁尘泥处理工艺,并且可打开含锌粉尘“内循环”体系,避免锌元素在高炉内循环富集。但是,从技术操作性与行业整体性等方面而言,也存在规模小、经济性差、原料要求高、技术探讨研究不深等问题,尤其是生产的全部过程中窑内高温段易结圈现象似乎成了行业“顽疾”,严重制约回转窑工艺技术的推广与发展,亟待从技术上进行系统分析、研究和改进。

  除尘灰回转窑提炼锌应坚决贯彻“均匀准点、低温控熔”原则,有明确的目的性地做好以下抑制回转窑结圈的措施:加强对提锌原料的化学成分、工业矿相与冶金性能分析,优先选用燃烧灰分少、脉石含量低、软熔温度高的钢铁粉尘及含锌矿物作为提锌生产原燃料;强化原燃料的混匀作业,改善混合料品种、粒度、成分及水分分布的均一性,避免因混合不均造成焙烧生产的全部过程中局部过烧过熔而结圈;焙烧制度应努力避免窑内高温区集中,严控高温带温度1200℃;勤观察窑头火焰与造渣情况,精准控制焙烧终点,避免使窑内高温带整体后移;通过适当提高原料的碱度以及降低配碳量,大大降低窑中FeO及其他低熔点物的生成,进而减少窑中液相产生。

  随着电炉粉尘与污泥被列入2016年8月1日起施行的新《国家危险废物名录》,众多与钢铁企业配套而又没有该类危废处置资质的独立回转窑厂家,将越来越面临高炉干法除尘灰与转炉尘泥等低锌原料的提锌难题。要解决以上除尘灰回转窑提炼锌的诸多生产技术“痛点”,一定要解决好合理的原料配比结构、科学的工艺参数调整和合适的燃烧过程控制等三个方面问题。

  除尘灰回转窑提炼锌作为钢铁含锌粉尘提锌选铁的火法工艺之一,具有投资所需成本较低、设备运行简单、锌回收率较高等优点,在研究解决一些关键工艺问题后,仍将具有广阔的发展前途。其中,合理的原料配比结构是回转窑正常生产的基础,人们应着重关注粒度、水分、品位(Zn与Fe)、固定碳、烧损与碱度等指标。科学的工艺参数调整是回转窑产能提升的保证,其中回转窑转速、填充率与物料停留时间是影响回转窑生产的三大关键可变工艺参数。合适的燃烧过程控制是回转窑工艺操作的关键,人们应坚决贯彻“均匀准点、低温控熔”原则,控制高温区结圈。