钢铁厂粉尘和残渣中金属回收技术

炼钢和炼铁生产过程中，产生的固体副产物的再利用已成为钢铁生产厂必须面对的重要课题。这不仅是因为环保要求越来越严，还因为原料和其它自然资源短缺，导致价格大幅度上涨造成产品成本增高。PAULWURTH便是一家利用高炉渣粒化和钢渣处理技术、冷粘结技术、回转炉、多膛炉焙烧和各种类型的直接熔化技术，几乎能处理所有冶金残余物的专业技术公司。各种处理技术具有不同的优势和缺点，因而应用范围也不一样。本文重点介绍台湾DRAGON钢厂所属PAULWURTH冶金残余物处理工厂的生产情况。

炼钢残余物的交替处理工艺

从氧化物残余物中回收金属，需要对相关氧化物进行还原(通常用C作还原剂)和熔化，以便将金属分离出来(除Zn外，一般采用电解分离法)。这两个步骤可在同一炉子中完成，也可在两座不同的炉子中分别完成。也就是说，残余物经预还原后可以加入高炉、转炉或电弧炉冶炼。根据残余物处理法利用炉子的数量不同，可分别将其定名为一步和两步工艺。典型的一步法，是将预还原产品即球团加入高炉；或在一座电炉内，先后完成不锈钢生产过程中粉尘的还原和熔炼。REDSMELT工艺便是将制成球团的残余物在转底炉进行预还原，然后将预还原的残余物加入电炉进行熔化。这是一种典型的两步处理工艺。选择一步或两步工艺处理残余物，不仅要根据残余物类型，还要考虑经济效益和其它方面的因素。如果残余物中的金属含量很低，则不需预还原，选择一步工艺有利降低总能耗。假使处理不锈钢厂的残余物，则一步和两步工艺均可选择，但选择两步工艺有预还原过程，可大大减少总能耗，有利降低总转换成本。

处理电弧炉生产C钢产生的粉尘，目前应用最多的工艺仍然是WAELZKILN。这种方法可回收大部分Zn，但部分残余Zn和рb以及所有的铁留在炉渣里。然而，如果采用PAULWURTH的PRIMUS两步工艺处理电炉炼碳钢粉尘，则可回收所有的Zn、Pb和大部分Fe。如果是处理联合钢铁公司的残余物，最好的办法是将预还原残余物制成球团或压制成块加入高炉炼铁。

目前，公司已完成了预还原和熔炼两个工艺阶段的研究。“预还原”不是简单的“还原”，也就是说在这个阶段的炉子操作温度、炉料在炉内的停留时间和金属的还原度无法完成金属化。例如，含Cr残余物中Cr的还原，只有在很高的温度，即比熔炼炉温度高出许多的情况下，Cr才能还原。对于Fe而言，只有金属化达到或超过90%才能代替Fe。研究证实，较高的预还原度虽然可减少熔炼阶段的能源消耗，但会降低预还原炉的生产率。因此，必须找出一种最优化的生产方案，以保证预还原与熔炼炉之间能实现生产率的相对平衡。

DRAGON钢厂有一座电弧炉正在生产，并且贮存着许多尚未处理的电炉粉尘。此外，一座新的完整的钢铁联合企业正在紧锣密鼓地建设中。为了完成包括高炉、转炉和烧结厂产生的粉尘、残渣等残余物的再循环利用，DRAGON钢厂选择了性能十分灵活、能处理混合残余材料的PRIMUS工艺。这种工艺能适用不同的生产情况:1)每年可处理新产电炉粉尘或贮存的电炉粉尘8500t；2)每年可处理10000t由60%的电炉粉尘和40%的转炉、高炉粉尘组成的混合粉尘。