本發(fā)明涉及鋼廠固廢的處理，具體涉及一種含鋅固廢綜合處置的方法，屬于含鋅固廢處理。

背景技術(shù)：

1、含鋅固廢主要來源于鋼鐵高爐冶煉，現(xiàn)有處置手段一般為采用回轉(zhuǎn)窯法進行處置，得到富鐵的窯渣和次氧化鋅。但該方法存在次氧化鋅利用價值低，尾氣處置成本高及co未有效治理等問題。針對次氧化鋅深度利用主要采用火法進行深加工，如中國專利cn110129551?a采用還原焙燒以次氧化鋅為原料還原提純處理得到高級氧化鋅，以及中國專利cn?109338096?a公開了一種利用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)鋅焙砂的工藝，依次通過原料預(yù)處理，將原料造粒成顆粒狀原料，然后在回轉(zhuǎn)窯中進行焙燒，焙燒過程中得到鋅焙砂粗品和回轉(zhuǎn)窯煙氣，鋅焙砂粗品從窯頭出料，回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)凈化處理后排放。但這些技術(shù)都較為獨立，從含鋅固廢到次氧化鋅的高值化關(guān)聯(lián)度不高，且并未對回轉(zhuǎn)窯煙氣進行有效利用。

2、隨著節(jié)能要求越來越高，近年來陸續(xù)有協(xié)同處置的技術(shù)進行報道。如中國專利cn116219195?a公開了一種鋅焙砂的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝置，將含鋅固廢和輔料混合均勻形成混合料，將所述混合料從位于高處的窯尾處送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，當溫度≥1150℃時，煙氣進入收塵器中收集得到次氧化鋅，固體料從窯頭進入篦冷機；將收集到的次氧化鋅輸送至多膛爐中，利用篦冷機輸送的溫度為800~1000℃高溫氣源對次氧化鋅進行焙燒，焙燒結(jié)束后即可得到鋅焙砂。其通過篦冷機輸送的溫度為800~1000℃高溫氣源對次氧化鋅進行焙燒，以達到利用余熱的目的，進而可以節(jié)約天然氣的熱能，從而減低鋅焙砂的生產(chǎn)成本，獲得較大的經(jīng)濟利益。但是其同樣未對回轉(zhuǎn)窯煙氣進行有效利用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有含鋅固廢處理技術(shù)存在含鋅固廢利用價值低、煙氣利用效率低等問題，本發(fā)明提供了一種含鋅固廢綜合處置的方法，針對含鋅固廢的特征，以含鋅固廢高價化為目標，通過工藝優(yōu)化設(shè)計，將工藝過程中產(chǎn)生的煙氣進行梯級利用及處置，一方面有效的利用了煙氣中的有效組分，減少了廢氣處置的成本；另一方面將含鋅固廢轉(zhuǎn)換為高值鋅焙砂、單質(zhì)鐵、水泥熟料、高氯粉塵等可直接售賣產(chǎn)生經(jīng)濟價值的產(chǎn)物，進而實現(xiàn)了含鋅固廢的高效利用，無二次固廢的產(chǎn)生。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下所述：

3、一種含鋅固廢綜合處置的方法，該方法包括以下步驟：

4、s1：將含鋅固廢與煉鋼灰脫硫后得到的脫硫渣混合進行熱水造球后送入回轉(zhuǎn)窯進行焙燒處理，焙燒處理完成后得到窯渣、窯頭煙氣以及窯尾煙氣。

5、s2：對窯尾煙氣依次進行余熱利用和除塵后得到除塵尾氣和次氧化鋅。

6、s3：將次氧化鋅進行熱水造球后送入脫氯窯進行脫氯處理，同時向除塵尾氣中加入氧氣后與天然氣混合燃燒對脫氯窯進行供熱，脫氯處理后得到高氯煙氣和熱鋅焙砂。

7、s4：對高氯煙氣依次進行余熱利用和除塵后得到低氯煙氣和高氯粉塵，將低氯煙氣與窯頭煙氣混合后采用煉鋼灰作為脫硫劑進行脫硫處理得到脫硫渣和凈煙氣。

8、s5：對窯渣進行水淬和磁選后得到單質(zhì)鐵和水泥熟料。將脫硫渣返回步驟s1中參與熱水造球。

9、s6：采用冷水對熱鋅焙砂進行間接換熱冷卻后得到冷鋅焙砂和熱水，將所得熱水循環(huán)用于熱水造球。

10、作為優(yōu)選，所述含鋅固廢為高爐布袋灰及鋼鐵廠其他含鋅的廢物。所述煉鋼灰為轉(zhuǎn)爐煉鋼通過濕法除塵或干法除塵得到的粉塵（一般含有大量的活性鈣）。

11、作為優(yōu)選，在步驟s1中，含鋅固廢與煉鋼灰脫硫后得到的脫硫渣的混合質(zhì)量比為2~4:1（例如為2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.8:1、4:1中的任一種）。

12、作為優(yōu)選，焙燒處理的溫度為1100~1300℃（優(yōu)選為1150~1250℃），焙燒處理的時長為1~2h（例如為1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h中的任一種）。

13、作為優(yōu)選，在步驟s1和步驟s3中，熱水造球時的固液質(zhì)量比分別獨立地為6~10:1（例如為6:1、6.5:1、7:1、7.5:1、8:1、8.5:1、9:1、9.5:1、10:1中的任一種）。熱水的溫度為50~90℃（例如為50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃中的任一種）。

14、作為優(yōu)選，在步驟s1和步驟s3中，經(jīng)熱水造球后所得生球的粒徑分別獨立地為3~8mm（例如為3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm中的任一種）。

15、作為優(yōu)選，在步驟s3中，脫氯處理的溫度為600~900℃（例如為600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃中的任一種），脫氯處理的時長為1~2h（例如為1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h中的任一種）。

16、作為優(yōu)選，在步驟s4中，采用煉鋼灰作為脫硫劑進行脫硫處理具體為將煉鋼灰制備成漿液，然后將漿液用于煙氣脫硫（類似石灰石石膏法脫硫）。

17、作為優(yōu)選，在步驟s5中，水淬時的固液質(zhì)量比為1:5~7（例如為1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7中的任一種）。磁選過程具體為采用強磁機進行處置。

18、作為優(yōu)選，在步驟s2和步驟s4中，所述余熱利用為采用余熱鍋爐對煙氣熱量進行回收利用。

19、作為優(yōu)選，在步驟s2和步驟s4中，所述除塵處理為采用表冷器和/或布袋除塵器進行除塵處理。

20、在現(xiàn)有技術(shù)中，以含鋅固廢為原料生產(chǎn)鋅焙砂的回轉(zhuǎn)窯工藝中，往往只著重于對鋅元素的高效轉(zhuǎn)化回收，存在二次固廢的排放，同時對回轉(zhuǎn)窯煙氣未進行有效利用，導(dǎo)致煙氣凈化成本高，處理效率低。在本發(fā)明中，以鋼鐵含鋅固廢高價化和煙氣高效利用為目標，通過工藝優(yōu)化，實現(xiàn)了含鋅固廢的全質(zhì)利用，基本無二次固廢的產(chǎn)生，顯著提高了含鋅固廢的回收利用價值；同時對煙氣進行梯級利用及處置，不僅有效的利用了煙氣中的有效組分，減少了廢氣處置的成本，還進一步回收了煙氣的攜熱，進一步降低了能耗和碳排。具體工藝流程大致如下：1）將鋼鐵含鋅固廢與鋼鐵會和/或煙氣脫硫渣混合進行熱水造球，然后加入到回轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯處理后主要得到窯渣、窯尾煙氣、窯頭煙氣；2）將步驟1）得到的窯渣依次通過水淬、磁選處理，得到水泥熟料（可作為產(chǎn)品外售）和單質(zhì)鐵粉；3）將步驟1）得到的窯尾煙氣依次通過余熱鍋爐、除塵處理，得到的粉塵即為次氧化鋅，并進一步的通過熱水造球后，加入到脫氯窯中；而除塵后的除塵尾氣則與壓縮氧氣混勻后，與天然氣混合燃燒用于給脫氯窯進行供熱；4）經(jīng)過步驟3）脫氯窯后得到高氯煙氣和熱鋅焙砂，其中高氯煙氣通過余熱鍋爐、除塵處理后，得到高氯粉塵和低氯煙氣，其中低氯煙氣用于后續(xù)協(xié)同處置，高氯粉塵則進行外售；熱鋅焙砂則通過滾筒干式冷卻后得到冷鋅焙砂和熱水，其中冷鋅焙砂進行外售，熱水則返回到步驟1）和步驟3）進行造球使用；5）將步驟1）的窯頭煙氣與步驟4）的低氯煙氣匯合后進行煙氣凈化，其中煙氣凈化加入煉鋼灰作為吸收劑，凈化后得到的固體脫硫渣返回步驟1）造球使用，煙氣凈化后可進行排空。

21、在本發(fā)明中，對含鋅固廢和次氧化鋅均采用熱水進行造球處理，這是由于含鋅固廢和次氧化鋅均粒度較細，采用常規(guī)造球，得球率較低。本發(fā)明利用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的熱水作為造球添加使用，能充分的回收熱資源。熱水造球可以能使含鋅固廢或次氧化鋅顆粒表面的水分分布更均勻，增強顆粒間的毛細力和分子力，從而提高生球的強度，從而提高后續(xù)回轉(zhuǎn)窯焙燒效率。除此之外，采用熱水造球能提高造球的速度，減少造球時間，進而提高生產(chǎn)效率。

22、在本發(fā)明中，回轉(zhuǎn)窯處理含鋅固廢時主要發(fā)生固態(tài)還原反應(yīng)，其中鋅以氧化鋅或氯化鋅的形式進入煙氣，鐵、鈣、硅等以固溶體的形式進入渣相，而硫一部分進入煙氣，一部分進入渣相。通過研究發(fā)現(xiàn)，提高堿度可防止低熔點物相形成。因此，本發(fā)明通過在造球時配加煉鋼灰及煉鋼灰脫硫渣，利用煉鋼灰具有高cao的特征，提高了整體含鋅固廢的堿度，有利于防止結(jié)圈，提高鋅的揮發(fā)率。

23、在本發(fā)明中，回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)過程為還原反應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯的窯尾煙氣中含有大量的co，濃度達到1.5~3%，若直接排放容易造成二次污染和資源浪費。本發(fā)明通過將向窯尾煙氣中補入氧氣后，用于與天然氣進行混合燃燒，既可以可充分利用窯尾煙氣本身的余熱，同時還能能充分的將尾氣中的co燃燒，實現(xiàn)化學(xué)熱的利用，進而大幅的提高熱能利用率以及降低后續(xù)煙氣的處置難度和處置成本。

24、在本發(fā)明中，回轉(zhuǎn)窯的窯尾煙氣中還含有少量的so2，一般需通過煙氣脫硫進行處置。本發(fā)明將燃燒后的窯尾煙氣送入次氧化鋅脫氯窯進行反應(yīng)，在脫氯窯反應(yīng)的過程中，其中so2含有的氧可為次氧化鋅中氟氯的揮發(fā)提供充足的氧化氣氛，進而促進脫氯窯中氟氯氧化揮發(fā)反應(yīng)的進行，有利于提高脫氯效率，同時降低窯尾煙氣中的二氧化硫，降低后續(xù)煙氣凈化難度。

25、在本發(fā)明中，通過脫氯窯產(chǎn)出的氧化鋅（即熱鋅焙砂）還含有大量的顯熱，其溫度約為400~600℃，采用滾筒干式冷卻可進行高溫?zé)崴幕厥?，回收的熱水溫度可達到60~90℃。這部分熱水可用于造球使用，提高成球率。

26、在本發(fā)明中，煉鋼灰含zn約為8~15%，主要以氧化鋅、鐵酸鋅、硅酸鋅的形態(tài)存在，常規(guī)做法為將煉鋼灰與含鋅固廢進行混合后直接進行回轉(zhuǎn)窯焙燒，但是由于硅酸鋅較難分解，導(dǎo)致鋅揮發(fā)率較低。本發(fā)明通過將煉鋼灰用于含硫煙氣及含塵煙氣凈化用，利用煙氣中的酸性二氧化硫，使硅酸鋅酸化，從而提高鋅的揮發(fā)率。此外，煉鋼灰中還含有約為5~20%的cao，可充分的保障煙氣中的二氧化硫被捕獲。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

28、1：本發(fā)明的方法通過工藝優(yōu)化，在實現(xiàn)含鋅固廢全質(zhì)利用的同時，還耦合焙燒煙氣的梯級利用，進一步實現(xiàn)了焙燒煙氣中元素以及攜熱的高效利用，降低了后續(xù)煙氣處理的難度和成本，同時也促進了含鋅固廢的高值轉(zhuǎn)換。

29、2：本發(fā)明的方法整體工藝流程簡單，操作簡單，基本無二次固廢的產(chǎn)生，廢氣排放量較低，運行成本低，處置效率高，具有顯著的經(jīng)濟價值和環(huán)境效益。