摘  要  燒結(jié)廠是鋼鐵冶金行業(yè)污染最嚴(yán)重的工序之一，本文通過分析燒結(jié)廠產(chǎn)生污染的源頭，依次分析除塵的方法，通過分析不同的除塵渠道來實(shí)現(xiàn)燒結(jié)廠降低環(huán)境污染的效果，從而從理論上指導(dǎo)燒結(jié)廠在環(huán)保方面的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞  燒結(jié)廠  環(huán)保  除塵技術(shù)

燒結(jié)廠是生產(chǎn)燒結(jié)礦的工廠，而燒結(jié)礦是煉鐵的重要原料，鋼鐵冶煉是高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè)，燒結(jié)廠也是鋼鐵冶煉行業(yè)的一部分。要研究分析燒結(jié)長的除塵技術(shù)，首先需要知道的是在燒結(jié)工藝的哪些環(huán)節(jié)需要有除塵技術(shù)。燒結(jié)工藝是鋼鐵冶煉中污染最嚴(yán)重的工序之一，燒結(jié)廠的環(huán)境一直是受到國家重視的問題。我國除了環(huán)境保護(hù)法等用來保護(hù)環(huán)境的法律法規(guī)，還專門制定了《鋼鐵燒結(jié)工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)燒結(jié)工藝的排放量提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。如果要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，就必須深入分析粉塵產(chǎn)生的原因和環(huán)節(jié)，結(jié)合燒結(jié)工藝的設(shè)備，合理選擇除塵措施，最終達(dá)到粉塵排放縮小到排放標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

我國燒結(jié)廠的工藝也一直在不斷發(fā)展，燒結(jié)機(jī)也越來越大，更加節(jié)能、環(huán)保，在燒結(jié)工藝?yán)碚摰牟粩喟l(fā)展時(shí)，燒結(jié)工藝也越來越先進(jìn)，增強(qiáng)了粉塵污染的治理技術(shù)，增加了在環(huán)保方面的資金投入，實(shí)現(xiàn)了減少污染的目的，燒結(jié)廠的環(huán)境也得到了明顯的改善。

1  燒結(jié)廠粉塵污染源

想要在燒結(jié)廠環(huán)保除塵上取得進(jìn)一步的發(fā)展，首先就要了解清楚燒結(jié)工藝在那些環(huán)節(jié)產(chǎn)生了較多了粉塵污染，又有哪些環(huán)節(jié)比較容易治理。經(jīng)過對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)工藝的了解，燒結(jié)生產(chǎn)過程中污染比較集中的主要分布在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）原料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中粉塵主要在溶劑、燃料被粉碎或者被篩選分開的過程中，還有原料在原料帶上轉(zhuǎn)運(yùn)或者裝卸時(shí)；

（2）當(dāng)高爐煉鐵的方式出鐵時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些污染物，包括一氧化碳、粉塵等；

（3）燒結(jié)機(jī)煙道排放出的氣體；

（4）燒結(jié)礦成品在運(yùn)輸中會(huì)出現(xiàn)粉塵泄露；

（5）燒結(jié)機(jī)、冷卻機(jī)、成品轉(zhuǎn)運(yùn)帶的卸料點(diǎn)；

（6）除塵設(shè)備在移動(dòng)過程中或者車間廠房地面上清掃時(shí)都會(huì)產(chǎn)生灰塵。

2  燒結(jié)廠粉塵分析

燒結(jié)粉塵的性質(zhì)主要從原料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、配料混合環(huán)節(jié)和成品篩分環(huán)節(jié)來分析。原料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的粉塵分為溶劑和燃料兩種，溶劑包括生石灰、石灰石和白云石。燒結(jié)的燃料所產(chǎn)生的粉塵結(jié)構(gòu)比較單一，這種粉塵的主要成分是焦炭，將這些粉塵收集起來可以再次利用，成為提高燒結(jié)礦成品率的有效保障，還可以在一定程度上節(jié)約能源。

配料混合時(shí)出現(xiàn)的粉塵自然種類會(huì)比較多，顧名思義，配料混合環(huán)節(jié)就是指各種原燃料在配料室集中配料，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生多種粉塵，這些粉塵大小不一，主要有精礦粉、白云石、石灰石等。

成品篩分環(huán)節(jié)的粉塵具有這樣的特點(diǎn)：溫度高，濃度高，揚(yáng)塵點(diǎn)多。這類灰塵的大小相差也比較大。

綜上所述，燒結(jié)各主要環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不同性質(zhì)的粉塵類型見下表：

現(xiàn)代燒結(jié)廠除塵措施的發(fā)展趨勢(shì)是：   

（1） 目前燒結(jié)廠排風(fēng)系統(tǒng)的除塵設(shè)備，多數(shù)仍采用機(jī)械式旋風(fēng)除塵器或多管除塵器，凈化效率僅能達(dá)到70～90％排放粉塵濃度，不能達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在多采用集中的大除塵系統(tǒng)，同時(shí)采用先進(jìn)的大型除塵設(shè)備，這樣，便于集中管理和維修，有利于除塵器連續(xù)正常運(yùn)行，粉塵集中回收處理，減少二次揚(yáng)塵。寶鋼燒結(jié)廠一期工程，全廠共設(shè)5個(gè)集中的除塵系統(tǒng)即廢氣、機(jī)尾、配料、成品、粉焦5個(gè)系統(tǒng)，凈化設(shè)備分別采用ESCS一600直線型臥式三室寬間距電除塵器、三菱一魯奇型電除塵器和大型吸入式反吸風(fēng)袋式除塵器，取得了良好的除塵效果。對(duì)電除塵器的設(shè)計(jì)，注重氣流均勻分布、電場(chǎng)內(nèi)及灰斗內(nèi)設(shè)阻流隔板、陽極采用480mm大槽型板、出口設(shè)槽形板，采用高性能的供電電源等措施，提高了靜電除塵器的水平。   

（2）合理的粉塵處理與回收。由于系統(tǒng)的集中化和大型化，使除塵系統(tǒng)回收的粉塵集中在幾個(gè)點(diǎn)，再采用粉料的密閉輸送或加濕后送至燒結(jié)工藝系統(tǒng)加以回收利用。

3  燒結(jié)廠除塵技術(shù)分析

3.1  燒結(jié)廢氣除塵    

近年來，有些單位在降塵管與多管除塵器之間增加一段旋風(fēng)除塵器或惰性除塵器，從而使粉塵濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)已在燒結(jié)廠的廢氣除塵系統(tǒng)采用靜電除塵器的設(shè)計(jì)，不久即將投入運(yùn)行。寶鋼的燒結(jié)廢氣除塵系統(tǒng)采用ESCS型超高壓、寬極距的電除塵器，用以凈化高比電阻粉塵，己初步取得經(jīng)驗(yàn)。

（1）燒結(jié)機(jī)廢氣除塵：含鐵原料燒結(jié)主要使用抽風(fēng)帶式燒結(jié)機(jī)。燒結(jié)機(jī)產(chǎn)生的廢氣主要含粉塵和SO2、NOX等有害物質(zhì)。燒結(jié)機(jī)廢氣的除塵，可在 大煙道外設(shè)置水封拉鏈機(jī)，將大煙道的各個(gè)排灰管、除塵器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉鏈機(jī)槽中，灰分在水封中沉淀后，由拉連帶出。除塵設(shè)備一般采用大 型旋風(fēng)除塵器和電除塵器。

    （2）燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的治理

①高煙囪排放：燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的濃度一般在500～1000ml/m3，高的達(dá)到4000～7000ml/m3。該廢氣的排放量大，若回 收在經(jīng)濟(jì)性上還有一些問題，故大部分國家仍以高煙囪排放為主。按照燒結(jié)生產(chǎn)的需要，煙囪高度100～120m即可。但為保護(hù)環(huán)境，許多發(fā)達(dá)國家采用更高的 煙囪。

②煙氣脫硫：在燒結(jié)機(jī)燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的煙氣中,二氧化硫的濃度是在變化的.其頭部和尾部煙氣含SO2濃度低,中部煙氣含SO2濃度高。為減少脫硫裝 置的規(guī)模，可只將含SO2濃度高的燒結(jié)尾氣引人脫硫裝置。世界各國燒結(jié)機(jī)脫硫研究已進(jìn)入實(shí)用階段。如日本的氨硫銨法、石灰石膏法、鋼渣石膏法；前蘇聯(lián)的是灰石膏法和循環(huán)菱鎂礦法以及我國的茍性蘇打亞硫酸鹽法等。該法是以亞硫酸銨溶液作為吸收劑，生成亞硫酸氫銨，它再與焦?fàn)t中排出的氨氣反應(yīng)，生成亞硫酸銨。亞硫酸銨又作為吸收劑，再與SO2反應(yīng)。這樣往復(fù)循環(huán)的反應(yīng)，亞硫酸銨的濃度愈來愈高。到一定濃度后，將部分溶液提取出來，進(jìn)行氧化，濃縮成為硫酸銨回收。     

 3.2  燒結(jié)廠環(huán)境除塵   

燒結(jié)廠的原料準(zhǔn)備，混合料、成品燒結(jié)礦等除塵系統(tǒng)一般稱為環(huán)境除塵系統(tǒng)，包括以下幾方面：

（1）原料準(zhǔn)備系統(tǒng)除塵：

燒結(jié)原料準(zhǔn)備工藝過程中，在原料的解收、混合、破碎、篩分、運(yùn)輸和配料的各個(gè)工藝設(shè)備點(diǎn)都產(chǎn)生大量的粉塵。原料準(zhǔn)備系統(tǒng)除塵，可采用濕法和干法除塵工藝。對(duì)原料場(chǎng)，由于堆取料機(jī)露天作業(yè)，揚(yáng)塵點(diǎn)無法密閉，不能采用機(jī)械除塵裝置，可采用濕法水力除塵， 即在產(chǎn)塵點(diǎn)噴水霧以捕集部分粉塵和使物料增濕而抑制粉塵的飛揚(yáng)；對(duì)物料的破碎、篩分和膠帶及轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，設(shè)置密閉和抽風(fēng)除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)可采用分散式或集中 式。分散式除塵系統(tǒng)的除塵設(shè)備可采用沖激式除塵器、泡沫除塵器和脈沖袋式除塵器等。旋風(fēng)除塵器和旋風(fēng)水膜除塵器的效率低，不宜使用；集中式系統(tǒng)可集中控制 幾十個(gè)乃至近百個(gè)吸塵點(diǎn)，并裝置大型高效除塵設(shè)備，如電除塵器等，除塵效率高。

（2）混合料系統(tǒng)除塵：

在混合料的轉(zhuǎn)運(yùn)、加水及混合過程中，產(chǎn)生含粉塵和水氣的廢氣。熱返礦工藝產(chǎn)生大量的粉塵－水政氣共生廢氣，該廢氣溫度高、濕度大、含塵濃度高，是治理的重點(diǎn)。冷返礦工藝由于溫度低，不產(chǎn)生大量的水蒸氣，只在物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)產(chǎn)生含塵廢氣。解決混合料系統(tǒng)廢氣治理的關(guān)鍵是盡可能采用冷返礦工藝。混合料系統(tǒng)的除塵應(yīng)采用濕式除塵，除塵設(shè)備可采用沖激式除塵器等高效除塵設(shè)備。

（3） 成品燒結(jié)礦系統(tǒng)除塵   

成品燒結(jié)礦系統(tǒng)是指燒結(jié)機(jī)尾卸礦部、冷卻設(shè)備及整粒設(shè)施等工藝過程。這個(gè)系統(tǒng)各塵源點(diǎn)的含塵濃度高，處理風(fēng)量大，是燒結(jié)廠除塵的主要部分。一是機(jī)尾除塵，目前多采用靜電除塵器，二是整粒設(shè)施除塵，除塵措施是按工藝生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)立集中或分散的除塵系統(tǒng)，選用靜電除塵器或環(huán)隙式脈沖袋式除塵器等。

4  除塵灰利用初步設(shè)想 

4.1  小球團(tuán)燒結(jié)工藝

為了有效利用燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐除塵灰及煉鋼污泥，回收鐵成份?；厥掌髽I(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，降低生產(chǎn)成本。結(jié)合國內(nèi)先進(jìn)的處理技術(shù)，將除塵灰配加氧化鐵皮、生石灰、煤粉等壓實(shí)成球，作為轉(zhuǎn)爐冶煉的渣劑，進(jìn)一步對(duì)鐵元素進(jìn)行提煉。煉鐵事業(yè)部燒結(jié)廠做出以下考慮。

將各種除塵灰、鐵泥、煤粉等原料進(jìn)行混合，加入粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌，再用壓球機(jī)成球，最后通過光照和風(fēng)等自然干燥過程，形成干燥的鐵泥球。 

生產(chǎn)的產(chǎn)品用于電爐造渣和發(fā)泡，減少電爐鋼鐵料氧化損耗、減少爐體損耗；同時(shí)產(chǎn)品用于轉(zhuǎn)爐造渣，減少轉(zhuǎn)爐的鋼鐵料消耗，回收鐵成份。 

該工藝主要設(shè)備為：料倉、混料倉、攪拌機(jī)、壓球機(jī)，以及鏟車、叉車、除塵灰運(yùn)輸車等車輛。 

該工藝建成后，能夠消化廠內(nèi)產(chǎn)生的除塵灰，充分利用廢渣資源，變廢為寶。

4.2  制備肥料 

鑒于燒結(jié)除塵灰（尤其是機(jī)頭除塵灰）中鉀含量較高，而我國又是一個(gè)鉀資源匱乏的國家，有研究提出，采用燒結(jié)除塵灰制備鉀肥。 

實(shí)驗(yàn)表明，采用燒結(jié)機(jī)頭除塵灰制備農(nóng)用硫酸鉀和（K,NH4）SO4+(K,NH4)Cl混合結(jié)晶等產(chǎn)品在工藝上是可行的，除塵灰中鉀元素的脫除率和鉀資源的回收利用率均在92%以上，所制得的硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量可以達(dá)到GB20406-2006標(biāo)準(zhǔn)中農(nóng)用硫酸鉀合格指標(biāo)要求。并且，還可以進(jìn)一步與優(yōu)等品磷肥（P2O5）進(jìn)行復(fù)配，生產(chǎn)高鉀、含氯的高濃度N+P2O5+K2O復(fù)合肥。 

4.3  制取氯化鉛 

燒結(jié)原料中，一些鐵礦石和廠內(nèi)循環(huán)物料中含有鉛。鉛會(huì)隨煙氣進(jìn)入燒結(jié)機(jī)頭除塵系統(tǒng)中。分析表明，燒結(jié)機(jī)頭除塵灰中鉛的存在形式有PbCl2、Pb4Cl2O4、PbO?？梢曰厥绽闷渲械你U。通過加入鹽酸和氯化鈉混合溶液，通過氯化浸提方式回收其中的氯化鉛。 

研究表明：結(jié)合燒結(jié)除塵灰制備鉀肥的工藝，分別提取其中的鉀與鉛，達(dá)到綜合利用的目的，將獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益 

5  典型案例分析

燒結(jié)除塵灰綜合利用項(xiàng)目是北京日川聯(lián)合能源投資有限公司近期重點(diǎn)推出的項(xiàng)目，項(xiàng)目信息真實(shí)有效。本項(xiàng)目技術(shù)突破現(xiàn)有燒結(jié)除塵灰提取工藝，將燒結(jié)除塵灰經(jīng)過浸出、浸出液凈化、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥等生產(chǎn)過程得到氯化鉀產(chǎn)品，同時(shí)富集得到含鉛、銀、銅、

鋅等有價(jià)元素產(chǎn)品，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代提取技術(shù)，做到無害化處理，無廢氣、工業(yè)廢水排放。工藝順暢，操作簡(jiǎn)便，技術(shù)成熟，生產(chǎn)成本低，項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向。該技術(shù)解決了目前鋼鐵廠除塵灰只能返回?zé)Y(jié)的難題，除了能降低除塵灰?guī)淼膿p害外，還能幫助鋼鐵廠每年節(jié)約數(shù)百萬能耗，同時(shí)提取出的氯化鉀為國內(nèi)緊缺的資源，市場(chǎng)供不應(yīng)求，達(dá)到化害為利、變廢為寶，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》指出，“十二五”期間，鋼鐵工業(yè)環(huán)保的主要工作將集中在淘汰落后、燒結(jié)脫硫脫硝、燒結(jié)高效除塵和二英污染防治等四大領(lǐng)域。其中，燒結(jié)高效除塵問題一直沒有得到有效解決。例如，煉鋼工序使用脫鹽水，大大減緩了工業(yè)用循環(huán)水結(jié)垢和藻化的傾向，減少了新水的補(bǔ)充，同時(shí)也減少了廢水的排放。與此同時(shí)，由燒結(jié)除塵灰回收的除塵灰由于富含易溶于水的鈉鹽、鉀鹽，不宜堆存和深埋，一直困擾煉鐵廠正常的生產(chǎn)組織，返回?zé)Y(jié)也是不得已而為之。而產(chǎn)出的脫鹽水的同時(shí)，產(chǎn)出的高濃度廢鹽水也成為一個(gè)環(huán)保的難題。

該技術(shù)的原理是：將燒結(jié)除塵灰經(jīng)過浸出、浸出液凈化、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥等生產(chǎn)過程得到氯化鉀產(chǎn)品和其它有價(jià)原料，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代提取技術(shù)，溶液內(nèi)循環(huán)、浸出渣再利用，無廢氣排放，資源利用徹底，不產(chǎn)生新的廢棄物，所提取出的氯化鉀為國內(nèi)緊缺的資源，達(dá)到化害為利、變廢為寶，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 

本技術(shù)工藝具有三個(gè)特點(diǎn)：第一是針對(duì)性強(qiáng)，根據(jù)煙塵成分的差別，針對(duì)不同的鋼企聚集區(qū)或某一家鋼鐵企業(yè)開發(fā)一套適應(yīng)性的工藝。第二是處理徹底，采用的技術(shù)路線可以把煙塵中的有價(jià)組分完全分離，實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用，達(dá)到零排放。第三是有一定的經(jīng)濟(jì)性，我們開發(fā)的技術(shù)在實(shí)現(xiàn)巨大的社會(huì)效益同時(shí)，還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

本技術(shù)經(jīng)歷了試驗(yàn)室和工業(yè)化階段的檢驗(yàn)，現(xiàn)已申請(qǐng)國家三項(xiàng)專利，并具有成熟的工藝和生產(chǎn)線。在西部某地區(qū)近兩年來的生產(chǎn)實(shí)踐證明，本技術(shù)已經(jīng)取得了良好的效果，能有效地分離煙塵中的有價(jià)組分，成功回收其中的鉀、鉛、銀、銅、鐵。本技術(shù)不但解決了鋼鐵企業(yè)的難題，而且實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用。 

從已經(jīng)實(shí)施的項(xiàng)目來看，氯化鉀提取率≥90%，鉛提取率≥98%，銅提取率≥80%，鐵提取率≥65%。整個(gè)項(xiàng)目投資千萬，綜合收益在數(shù)百萬元之上，項(xiàng)目收益可觀；投資回收期平均為2-3年，極具操作性。

2011年我國鋼產(chǎn)量6.68億噸，日煙塵量為2800-3500噸，排放量巨大！目前其他鋼鐵廠還沒進(jìn)行燒結(jié)除塵灰全面回收，大多是返回?zé)Y(jié)或外銷提取氧化鋅。

6  總結(jié)

燒結(jié)粉塵如果不經(jīng)過特殊的處理就排放在空氣中，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而經(jīng)過處理、收集之后，不但可以減少燒結(jié)工藝的排放量，還可以利用收集到的燒結(jié)粉塵作為新的能源來加以利用，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益！因此，燒結(jié)廠的粉塵處理是勢(shì)在必行的，是經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益同時(shí)要求的。

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