探析钢铁厂烧结机头电除尘灰综合利用

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1、学校代码10530学号200715031090分类号TF09密级硕士学位论文钢铁厂烧结机头电除尘灰综合利用学位申请人蒋新民指导教师杨运泉教授学院名称化工学院学科专业化学工程研究方向环境化工二O一0年五月ComprehensiveUtilizationofSinteringESPDustFromIronandSteelcompanyCandidateJiangXinminSupervisorProfessorofYangYunquanCollegeInstituteofChemicalTechnologyProgramChemicalEngineeringSpecializatio

2、nEnvironmentalChemicalEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2010湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文

3、的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要铁矿石烧结作为钢铁生产炉料准备的重要工序，其烧结产生的烟气经电除尘器收集后形成烧结机头电除尘灰（以下简称烧结灰），烧结灰中有害元素钾、铅含量高，因此，不宜直接返回于烧结配料，急需开发新的回收处理工艺。本文在研究烧结灰的化学组成、物相以及水中分散性等的基础上，开发了烧结灰水洗脱钾、磁选选铁及氯化提

4、铅的综合利用新工艺。通过对烧结灰的物化特性研究发现，次级电场烧结灰中钾、铅含量高（>6%），烧结灰中Fe主要是以Fe3O4、Fe2O3的形态存在，且磁性铁含量高，而K、Pb主要以KCl、PbOHCl形态存在；添加少量无机酸及表面活性剂可显著提高烧结灰在水中分散性，加入与烧结灰质量比为2%硫酸及2‰十二烷基苯磺酸钠(LAS)，可使烧结灰在水中得到良好分散。开展了烧结灰水洗脱钾的实验研究，确定了烧结灰水洗脱钾的最佳条件为：搅拌时间=30min，固液比=1:4，温度=30℃，搅拌速度=100r/min，此时，烧结灰中钾脱除率达97.57%。洗脱滤液经CO2气体除杂、活性炭吸附脱色、硫酸

5、铵复分解反应、蒸发结晶可制得农用硫酸钾，其质量符合GB20406-2006之规定中农用合格品要求。对烧结灰中的铁，采用“弱磁→强磁”联合梯度湿式磁选工艺（弱磁强度2000奥斯特，强磁强度16000奥斯特）进行了回收。磁选所得混合铁精矿品位为55.23%，铁回收率达71.34%，尾矿中铅含量达11.52%（铅富集比为1.93）。其中，高分散性烧结灰悬浮液制备以及磁选机的磁强参数选择是保障磁选工艺获得高品位和高回收率精铁矿的关键技术。采用氯化浸提法对尾矿中的铅进行了回收实验研究，结果表明，影响铅浸出率的因素大小顺序为：NaCl浓度>盐酸用量>反应温度>反应时间>固液比；最佳浸出条件为

6、：NaCl浓度=260g/L，尾矿/NaCl溶液=1:2，盐酸用量/尾矿=20mL/100g，温度=85℃，时间=30min，在此条件下，铅浸出率达97.65%。铅浸出液经氧化除铁、降温与稀释、Na2CO3沉淀转化、高温焙烧可制得纯度>99.3%的PbO产品。对烧结灰中铁、钾的综合利用进行了工业中试，结果表明：烧结灰中铁、钾回收工艺、工艺参数及中试主要设备设计和选型均是可行的；所生产的铁精矿、农用硫酸钾和混合结晶等产品的质量、技术及经济指标达到了项目研究的预期目标。关键词：烧结电除尘灰；水洗脱钾；硫酸钾；梯度磁选；一氧化铅IAbstractIronoresinteringisus

7、edasanimportantpreparationprocessofblastfurnaceburdeninironandsteelproduction.Theprocesscanproducealotoffluegas,whichisdedustedbytheESPandformsinteringheadESPdust.TheESPdustisreferredsinteredash,whichcontainshighlevelsofpotassiumandlead.Becau