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一、技术开发背景

烧结机是钢铁厂生产的关键设备,烧结过程中产生大量的粉尘,为了落实国务院提出的节能减排、余热利用和清洁生产的要求,自1997年开始,我国的钢铁企业陆续实施了烧结尾气余热发电及烟尘回收的工程项目,使钢铁企业最大的空气污染源得到根治,改善了钢铁企业的整体环境形象。由于收集的烧结除尘灰中含有许多有害因素如:钾、钠、铅、铜、锌等,其中由于富含易溶于水的钠盐、钾盐及重金属危害,不宜堆存和深埋,只有进行返烧处理;但是烧结除尘灰的返烧又会对钢铁厂的后续生产、能耗、钢铁品质带来严重影响,因此烧结除尘灰的处理一直困扰钢铁企业。


二、目的

通过烧结除尘灰无害化综合处理技术,完全消除除尘灰有害元素对钢铁生产的影响,实现烧结除尘灰的资源的有效利用。 国家《产业结构调整指导目录》,本项目利用烧结除尘灰综合提取氯化钾、氯化钠,同时富集回收铅、锌、铜等有色金属,属于国家鼓励类发展项目。 享受税收优惠政策。



三、国家政策

国家《产业结构调整指导目录》,本项目利用烧结除尘灰综合提取氯化钾、氯化钠,同时富集回收铅、锌、铜等有色金属,属于国家鼓励类发展项目。 享受税收优惠政策。



四、技术方案及工艺路线


(1)技术方案

         原料浸出-浸出液净化-蒸发浓缩结晶-干燥得到工业氯化钾产品。

(2)烧结除尘灰综合利用工艺流程:



五、技术体系、核心技术:

a、预处理技术:烧结除尘灰含有铁、钙、镁、硅、铝等杂质及其他物理杂质处理技术。

b、低能耗浸出技术:本技术采取常温、常压浸出方式,较现有技术节约能源。

c、复合沉淀技术:对溶液中的重金属进行分离和提纯

d、高效置换技术:进一部提纯加工溶液

e、系统防堵技术:系统生产过程中的溶液是高浓度含盐液体,经常发生溶液结晶堵管现象,导致生产不能正常进行,本  公司彻底解决了该技术难题。

f、高效浓缩防垢技术:盐溶液在浓缩过程中,经常发生在浓缩器换热管表面结垢,导致换热能力下降,严重的影响生产进行。经过长期研究本公司开发出了防垢、防堵塞蒸发结晶装置。

g、连续化生产装置成套技术:本公司经过长期研发和17次改造实验,全面掌握了各种规模的烧结除尘灰资源综合利用技术连续化生产装置的设计及成套设备配套,实现技术了产业化开发



六、主要生产设备:

搅拌器、压滤机、净化灌、多效浓缩器、结晶罐、离心机。

主要产品:

● 氯化钾、铅银料 

● 高纯度氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、高氯酸钾、铅、银



七、烧结除尘灰无害化综合利用技术优势:

1、国内首创、唯一实现产业化

历时4年,耗资上千万,经过17次的设备改造与技术升级,完成了国内首条1000吨/年生产线的研制,可实现连续稳定、均衡生产,经历了两年的实际运行考验,实现了超设计能力20%连续生产。
2011年通过科技鉴定。

2、独立的知识产权

      烧结烟尘资源化利用,专利号:201110157390.X 

      高温耐腐蚀蒸发罐,专利号:ZL201120454175.1 

      废物清理过滤技术,专利号:201120454184.0

3、技术成熟、提取率高、产品符合国家要求

    (1)再生产品提取率指标

             所含元素                        提取率 

              氯化钾                           ≥90% 

              铅                                  ≥98% 

               铜                                 ≥80% 

               铁                                 ≥65%

     (2)产品的合格指标

              氯化钾产品达到国家标准GB 6549-2011氯化钾Ⅱ类产品的一等品和优等品要求

     (3)铅银富集渣

              达到工业一级

4、工艺路线灵活

我公司在技术开发过程中,充分考虑了我国现有钢铁企业的地域差异、铁矿石来源的不同导致产生的烧结除尘灰的成分、品质的不同,开发出的生产工艺流程及生产装置可以满足现有各种规模钢铁企业不同矿源、不同性质烧结除尘灰处理需要。针对不同成分、性质、品位的烧结除尘灰,掌握了一套切实有效的办法,在原有生产线上只需要做局部的相应调整和实验就可以实现大规模生产。

     最小投资生产规模:

      ●  年钢铁产量在1000万吨规模以上可以独立建厂

      ● 如果在运输半径为200公里的范围内钢铁企业的年产量总量在1000万吨以上,可以在合适的位置建厂。

5、多种措施防范风险

本技术采取(小样化验—小批工业生产—大规模生产)三步走方式,能够有针对性的处理各种矿源烧结除尘灰,解决由于烧结除尘灰的来源不同的差异而导致生产工艺流程及参数的变化,根据原料的特性,研究出了一条符合氯化钾工业生产要求且现实可行的技术路线,所得产品质量达到国家标准GB 6549-2011氯化钾Ⅱ类一等品和优等品,可以提前预防和避免项目的投资风险。

6、生产过程污染物零排放

本技术采用的主要原料是钢铁企业的烧结除尘灰和脱盐水浓缩液,使用的能源为蒸汽、电、水,蒸汽采用钢铁企业高炉回收的余热产生的蒸汽,整个生产过程中产生的渣、水都可以循环使用,没有新废物产生。完全实现污染物零排放。


八、钢铁企业效益

1、节能降耗

大量的氯化钾因其结晶粒度细,分子量小,在烧结过程中以升华和微粒的形式进入烧结烟气中。以氯化钾为例,氯化钾沸点1420℃,升华点1500℃,升华潜热3000kJ,相当于每收集到1kg氯化钾将消耗1.5kg标煤。 按每天处理50吨除尘灰,除尘灰中50%的氯化钾计算,每年节约煤近2万吨,价值约3000万元。

       铅是易还原,易挥发的金属,在烧结过程中铅的反应历程是:

PbO→Pb(s)→Pb(g)→PbO,单位质量的铅完成这个过程所消耗的热量折合成标煤约0.45吨,按除尘灰中12%的含铅量,日处理50吨除尘灰计算,每年可节约还原煤1500吨,价值约200万元。 加上除尘灰中硅酸盐和其它有害杂质的热能消耗,每年至少可节约能源支出5000万元以上。

       

2、钢铁厂的综合收益

理论上我们知道提高入炉矿石品位将有效地减少溶剂用量和降低渣量,既能降低高炉冶炼能耗,又可改善料柱透气性,入炉矿石品位每位提高1%可降低焦比1.5%-2.0%,提高产量2.5%-3%,吨铁渣减少30kg,允许多喷吹15公斤/吨煤粉
如将烧结机机头电除尘器第2、3电场除尘灰配入原料系统,将使铁品位降低0.04%,因此排出烧结机头电除尘第2、3电场除灰尘可粗略估算出所带来的效益。
按如下数据统计:焦比400kg/吨铁,年产420万吨生铁。烧结机头电除尘器第2、3电场年排出7200吨除尘灰。换入7200吨品位63铁精粉。按每提高入炉矿石品位1%,降低焦比1.75%,产量提高2.75%计算。

     (A)全年减少焦炭量:
                 4200000×0.4×1.75%×0.04=1176吨焦炭
            (B)增加生铁产量
                  4200000×2.75%×0.04=4620吨生铁
                  从工业冶金焦炭目前市场价格2500元/吨,生铁5000元/吨,63%度矿石1500元/吨,全年为企业带来效益是:
                  1176×2500+4620×5000-7200×1500=15240000元
             (C)上述效益计算尚没包括出售7200吨除尘所带来的收益。

3、减少排放

     本项目考虑用高浓度废盐水为溶剂,综合回收其中的氯化物,每年可减少废盐水排放量6万M3。

     焦炭减少同样将减少CO2和SO2的排放。按焦炭85%合碳量计算全年可减少3768吨CO2的排放。



九、攀枝花烧结除尘灰资源综合利用实施项目介绍

  项目名称:攀枝花烧结除尘灰综合回收工程 

  建设规模:年处理烧结除尘灰12000吨 

  建设地点:攀枝花市 

  占地面积:17—18亩 

  总 投 资:1500万元 

  投资回收期:2年

  建设时间:2010年5月投产 

  建设周期:180天 

  烧结除尘灰来源:攀钢

  烧结机规模:400M2   3台

  烧结矿来源:80—90%自给

  烧结除尘灰氧化钾含量:30%—33%

  设计产能:氯化钾4000吨/年,铅银原料8000吨/年




十、建厂必要条件

 1、钢铁企业规模:

      (a)年产量不低于1000万吨高炉炼铁

      (b)或运输半径200公里内钢铁企业生产量总和不少于1000万吨炼铁产量

 2、建设用地:12亩左右

 3、项目投资:1000万 (不含购地投入、锅炉及锅炉房)



十一、技术推广操作流程

 1、基本情况调查:

      钢铁企业的生产规模

      近三年的钢铁生产量

      烧结系统原料:烧结矿、球团矿

      烧结系统除尘方式:多管除尘器、电除尘器

      电除尘灰产灰总量:             吨/每天

       二、 三、四电场除尘灰产量:   吨/每天

       现在烧结除尘灰的处理方式:全部返烧、部分返烧、全部外排

 2、提供烧结除尘灰灰样进行成分化验

由钢铁厂从烧结机机头电除尘器1、2、3、4电场分别各取0.5公斤除尘灰并编号。每一台烧结机机头电除尘器都要按照上述要求分别取样编号。将取好的除尘灰样邮寄到日川公司进行成分化验;化验除尘灰中钾、铁、铅等成分含量,确定是否有经济利用价值。

 3、签订项目初步合作协议

 4、提供100-120吨除尘灰进行小规模工业化试生产

通过小规模工业化试生产,有针对性摸索出一套适合大规模生产的工艺流程和参数,总结出项目开发的投入、产出等重要数据,为大规模生产和项目建设提供可靠保证。

 5、 出具项目可行性分析报告

 6 、签订正式合作合同

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