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摘要：鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量以鐵元素為主要成分的粉塵、污泥，統(tǒng)稱為塵泥。鋼鐵塵泥是鋼鐵行業(yè)固廢的重要組成部分，塵泥中含有鐵、碳、鋅、鉀、鈉等有價元素，如果直接堆放或排放，必然會造成環(huán)境污染，且塵泥中的有價元素也沒有得到有效利用。鋼鐵企業(yè)應基于對不同類型塵泥的組成特性的了解，明確塵泥回收利用想達到的最終目的與效果，選擇合適的方法與設備。對現(xiàn)有鋼鐵塵泥的利用技術與方法進行分析，并提出火法與濕法相結合的形式是未來塵泥處理的主要方向。

關鍵詞：鋼鐵塵泥；特性；資源化利用；新工藝

鋼鐵行業(yè)是中國過去幾十年基礎設施建設的基石，在中國經(jīng)濟建設發(fā)展中扮演著不可或缺的角色。隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，很多弊端也顯露了出來。鋼鐵企業(yè)資源與能源消耗大，與此同時在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生數(shù)量龐大的固體廢棄物，如若不加以處理利用，不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，而且還會造成資源浪費，不符合中國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。2017 年中國鋼鐵企業(yè)塵泥的產(chǎn)量約為8 000 萬t，數(shù)量龐大。與此同時，冶金塵泥也是固體廢棄物中成分最復雜、最難以利用的一類。鋼鐵企業(yè)含鐵塵泥主要來自于燒結、球團、高爐、轉(zhuǎn)爐和軋制等各工序的除塵和廢水治理工藝，一般總鐵質(zhì)量分數(shù)為30%～70%，同時含有一定質(zhì)量分數(shù)的碳和有害元素[1-2]。塵泥中鐵質(zhì)量分數(shù)十分高，塵泥回收處理的主要目的是除去有害元素與雜質(zhì)，得到鐵質(zhì)量分數(shù)較高且品位較高的煉鐵原材料，重返鋼鐵冶煉過程。

1 鋼鐵塵泥的特性

鋼鐵冶煉過程中各工序產(chǎn)生的粉塵與污泥因工序特點不同而表現(xiàn)出性質(zhì)差異較大，具體表現(xiàn)在化學成分、堆密度和粒度等方面。不同塵泥的化學成分（質(zhì)量分數(shù)）見表1[3]。

由表1 可知，燒結機頭除塵灰全鐵質(zhì)量分數(shù)波動較大，一般來說，燒結機頭灰全鐵質(zhì)量分數(shù)為20%左右，屬于低鐵含鐵塵泥；高爐布袋灰、高爐瓦斯泥屬于中鐵含鐵塵泥；球團工藝灰、高爐槽下灰、高爐爐前灰、高爐重力灰、轉(zhuǎn)爐OG泥、煉鋼二次灰都屬于高鐵含鐵塵泥。燒結機頭灰、高爐布袋灰、電爐除灰塵堿金屬質(zhì)量分數(shù)較高，尤其是燒結機頭鉀、鈉質(zhì)量分數(shù)最高。高爐布袋灰、高爐瓦斯泥、電爐除塵灰鋅質(zhì)量分數(shù)較高。各種鋼鐵塵泥中化學成分都不相同，塵泥中鐵、碳、CaO等有價成分質(zhì)量分數(shù)差異較大。塵泥中還有質(zhì)量分數(shù)較高的鋅、鉀、鈉等元素，這些元素對于高爐冶煉是有害的雜質(zhì)，但實際上其本身都是有利用價值的元素。若不加以利用，不僅會造成環(huán)境污染，還會造成資源浪費。所以針對不同類型的塵泥，采用不同的資源化利用回收方式，既可以有效處理含鐵塵泥，又可以獲得一些附加值高的副產(chǎn)品。

2 鋼鐵塵泥資源化利用方法

2. 1 廠內(nèi)循環(huán)處理工藝

2. 1. 1 燒結法

燒結法是將鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生的含鐵塵泥作為部分燒結原料返還燒結工序的一種簡單方法。燒結法可回收利用塵泥中的鐵、碳、鈣元素，在一定程度上實現(xiàn)了對鋼鐵塵泥資源化處置。燒結法具有操作簡單、見效快、投資低且無需改變原有處理設備的優(yōu)點。燒結工序?qū)τ跓Y原料的要求是化學成分穩(wěn)定、粒度組成均勻。由于鋼鐵塵泥種類多，化學成分、粒度、水分存在差異，加入鋼鐵塵泥之后的混合料無法達到燒結配料精確配比與均勻混合的要求，進而影響燒結礦的化學成分和堿度，這不僅會造成生產(chǎn)波動，而且不利于高爐穩(wěn)定運行。另外，混合料中配入粒度過細的粉塵會惡化料層透氣性，造成燒結礦產(chǎn)量與質(zhì)量下降。燒結礦品位的降低會造成高爐焦比升高、鐵水量降低。最為重要的是含鐵塵泥中含有鋅、鉀、鈉、鉛等有害元素，燒結工序?qū)τ谟泻υ氐娜ヌ幮Ч?，這些有害元素循環(huán)富集在高爐中，導致高爐結瘤等嚴重后果[4]。針對含鐵塵泥粒度較細、配入燒結原料造成料層透氣性差的情況，采用小球燒結法可有效改善燒結性能變差的情況。寶鋼采用小球法處理干粉塵取得了良好的效果，已投產(chǎn)多年[5]。但鋼鐵塵泥中的有害元素始終沒有得到有效去除，故選擇燒結法處理含鐵塵泥時，應選擇有害元素低的含鐵塵泥。

燒結法處理含鐵塵泥，雖取得了一定的效果，但是含鐵塵泥中鋅、鉀、鈉等有價元素并未得到回收，造成了大量資源浪費的情況。所以燒結法并不是一條處理鋼鐵塵泥的長久之路。

2. 1. 2 球團法

球團法是將含鐵塵泥作為部分球團原料與其他原料經(jīng)混合造球后返還高爐煉鐵的一種方法。球團法具有投資適中、可利用鋼鐵廠現(xiàn)有豎爐或鏈箅機-回轉(zhuǎn)窯進行干燥焙燒、可配入粒度極細的塵泥、減少球團原材料用量等優(yōu)點。原料粒度及粒度組成、親水性、水分等都會影響礦粉的成球性能。所以在配入部分含鐵塵泥后，一定要注意以上幾點。邯鋼將鋼鐵塵泥配入球團的試驗中，得出少量配加煉鋼污泥與煉鋼細灰可減少膨潤土的消耗，配加少量氧化鐵粉不僅不影響球團礦的性能，反而提升球團礦的品位[6]。唐鋼豎爐球團將鐵精礦水分控制在8.5%以內(nèi)，添加8%煉鋼污泥（濕），球團礦使用量提升0.8%～1.0%，膨潤土使用量降低1.5%。該方法已應用于生產(chǎn)中[7]。冷固結球團法[8-9]將含鐵粉塵與還原劑、黏結劑混合造球，小球經(jīng)室內(nèi)外養(yǎng)生固結后直接返還高爐冶煉。球團法存在處理含鐵塵泥量較少、無法對粒度較粗的含鐵塵泥進行處理、無法從循環(huán)富集于高爐中去除塵泥中有害元素、危害高爐正常生產(chǎn)等缺點。

2. 1. 3 粉塵噴吹法

粉塵噴吹法[10]是將鋼鐵粉塵同煤粉以適當比例噴入高爐，實現(xiàn)含鐵、碳粉塵循環(huán)利用的一種方法。粉塵噴吹法具有減少噴吹原料以降低成本、充分利用粉塵中的鐵、碳元素等優(yōu)點。與燒結法、球團法相比，粉塵噴吹法具有免除造塊、造球等中間環(huán)節(jié)、不易產(chǎn)生高爐結瘤等優(yōu)勢。目前，粉塵噴吹法主要有兩種形式：自成系統(tǒng)向高爐進行噴吹的利用方法和除塵灰與粉煤一同噴入高爐的利用方法。自成系統(tǒng)向高爐進行噴吹的利用方法存在揚塵問題未能解決、與煤粉混合不勻、稱量不準、濕度未能控制等缺點；除塵灰與煤粉一同噴入高爐利用方法存在揚塵更加嚴重、噴吹量不可控、易造成上煤操作中斷等缺點。所以粉塵噴吹法因其技術要求過高、處理粉塵量有限等缺點，使該方法受到了一定的限制。但是鞍鋼的高爐綜合噴吹技術已經(jīng)可以達到不揚塵、濕度可控、安全穩(wěn)定運行及適用不同種類的鋼鐵粉塵等優(yōu)勢。所以，粉塵噴吹法可能是未來處理鋼鐵粉塵的一種重要手段。

2. 2 物理法處理工藝

物理法處理工藝主要有磁性分離法、機械分離法和水力旋流脫鋅法。磁性分離法是利用各種礦物磁導率不同。采用磁性分離處理含鋅塵泥時是利用鋅富集在磁性較弱粒子中的特性富集鋅元素[11]。當采用磁性分離法處理高爐粉塵時，需附加浮選工藝除去高爐粉塵中的碳，提高磁性分離的效果[12]。機械分離法是利用重力或離心力的作用使不同粒度的物質(zhì)分離的方法。機械分離法根據(jù)分離方式不同可分為濕式分離與干式分離。采用機械分離法除鋅是利用鋅一般富集在較細顆粒中的特性，采用離心力富集鋅。經(jīng)機械分離過后的含鋅粉塵，粗粉可直接用于煉鐵，富鋅細粉可進一步加工利用[11]。水力旋流器[13]是一種粒徑濕式分級設備。水力旋流脫鋅工藝具有工藝簡單、投資少、處理成本低、無二次污染等優(yōu)點。目前采用水力旋流器處理高爐瓦斯泥較為廣泛。其原理為利用水力旋流器內(nèi)部的離心力作用分離瓦斯泥，由于粗顆粒所受離心力較大，細顆粒所受離心力較小，而鋅一般富集在較細顆粒中，所以高爐瓦斯泥被內(nèi)部離心力分為底流粗粒低鋅部分與頂流細粒高鋅部分，高鋅頂流回收利用，低鋅底流經(jīng)處理后可返還燒結工序。一般來說，物理法處理工藝處理塵泥的效率較低，一般只作為火法處理工藝與濕法處理工藝的預處理程序。

2. 3 濕法處理工藝

濕法工藝處理鋼鐵塵泥是選擇合適的浸出劑有針對性地將鋼鐵塵泥中金屬氧化物浸出，然后通過渣分離、凈化、電解等步驟獲得高品位金屬氧化物，而且使渣料得以回收利用或達標后排放。目前，濕法工藝一般處理中、高鋅塵泥。含鋅塵泥中，鋅一般以氧化鋅存在，還有少許鐵酸鋅。氧化鋅是一種兩性氧化物，不溶于水或乙醇，但可溶于酸、氫氧化鈉、氯化銨等溶液中。充分把握氧化鋅這一重要性質(zhì)，選擇合適的浸出劑是關鍵。濕法工藝浸出含鋅塵泥主要有酸浸、堿浸兩種工藝。酸浸工藝采用強酸，在常溫常壓下鋅浸出率較低，僅為80%左右；在高溫高壓下，浸出率可達95%[8]。加壓升溫后，鋅的浸出率雖然明顯提高，與此同時鐵的浸出率也大大升高，大量鐵進入溶液中，使后續(xù)工藝除鐵負擔加重，不僅浪費鐵資源，而且增加了能耗與成本。采用強酸浸出鋅的同時，塵泥中的雜質(zhì)也被強酸浸出到溶液中，從而電解過程中鋅與雜質(zhì)同時析出，導致鋅產(chǎn)品純度下降[11]。另外，經(jīng)過強酸浸出的浸渣中，鋅質(zhì)量分數(shù)較高，很難達到鋼鐵企業(yè)重新回收利用的標準，且達不到排放標準，不僅造成環(huán)境污染，塵泥中的鐵、碳也沒有得到有效利用。堿浸浸出具有選擇性好、設備腐蝕性較酸浸低等優(yōu)點。但是堿浸浸出率很低，存在浸出劑消耗量大、不能浸出鐵酸鋅中的鋅、除雜步驟繁瑣等弊端。

由于電弧爐冶煉大量廢鋼，導致電弧爐煙塵中鋅質(zhì)量分數(shù)明顯增多，采用酸浸、堿浸效果不好。但電弧爐煙塵中氯元素質(zhì)量分數(shù)高，經(jīng)過大量研究實踐，利用氯化浸出工藝效果明顯提升，代表工藝有Ezinex工藝[14]。

Ezinex工藝流程如圖1所示。Ezinex 工藝由意大利的Engitech Impianti 公司研發(fā)，包括浸出、渣分離、凈化、電解等步驟，浸出液采用以氯化銨為主的廢電解液和氯化鈉混合液。鉛、銅、鎘、鎳、銀也按一樣的機理參與反應，以離子形式進入溶液，而氧化鐵、鐵酸鹽和二氧化硅留在渣中。浸渣鋅質(zhì)量分數(shù)為8%～12%，氧化鐵質(zhì)量分數(shù)為50%～60%，進行固液分離后，浸渣與碳混合，磨勻后返回電弧爐中利用，其中碳是作為還原劑。浸出液中鋅質(zhì)量分數(shù)高，所以用金屬鋅置換浸出液中的鉛、銅、鎘、鎳、銀等金屬。置換后的金屬運送精煉廠回收，而凈化后的溶液通過電解來回收鋅。

2. 4 火法處理工藝

目前，火法處理工藝是鋼鐵企業(yè)應用最廣泛的回收利用鋼鐵塵泥的方法?；鸱ㄌ幚砉に囍饕椒ㄓ懈邷剡€原法和造塊返回煉鋼法等。其中高溫還原法包括直接還原法和熔融還原法兩種。下文將詳細介紹火法處理的各種工藝。

2. 4. 1 回轉(zhuǎn)窯工藝

回轉(zhuǎn)窯法是處理鋼鐵塵泥的一種方法，屬于直接還原工藝。回轉(zhuǎn)窯處理鋼鐵塵泥可充分利用塵泥中的鐵、碳元素，在得到直接還原鐵的同時，還可脫除塵泥中的鋅、鉛等有害元素，收集之后可回收利用。目前回轉(zhuǎn)窯工藝主要處理含鋅塵泥。其基本原理為將含鋅塵泥干燥后同無煙煤混合在一起，無需造球，其中無煙煤作為還原劑?；旌虾蟮臓t料被送入回轉(zhuǎn)窯中，爐料中的鐵、鋅氧化物在高溫條件下被直接還原。塵泥中的鋅等易揮發(fā)有價元素被還原成蒸氣，隨高溫煙氣一起排出，冷卻時與空氣中的氧重新生成鋅氧化物富集于煙塵中，經(jīng)收集后就可進一步加工利用。爐料最終以金屬化團粒的形式在窯尾產(chǎn)出，然后送入回轉(zhuǎn)冷卻器用大量水進行冷卻，冷卻后經(jīng)篩分后的團粒，較大顆粒可直接作為原料進入高爐煉鐵，較小顆粒可返還燒結工序。回轉(zhuǎn)窯工藝流程如圖2 所示。

回轉(zhuǎn)窯代表性工藝有SPM 法與威爾茲法。SPM 法[9，15]：日本住友鋼鐵企業(yè)SPM法無需對進窯原料進行造球，也無需進行干燥，直接將進窯原料送入回轉(zhuǎn)窯進行還原焙燒制成海綿鐵，還原產(chǎn)品為金屬化球團，30%的球團粒度大于7 mm，可直接返還高爐使用，剩下的70%因粒度小于7 mm，需重新燒結，該工藝已在新鋼、昆鋼等應用。威爾茲法[14，16]：威爾茲工藝多處理中鋅冶金粉塵，例如電爐爐塵灰。威爾茲工藝對于處理電爐爐塵灰具有技術簡單且成熟、處理能力大、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。威爾茲工藝分為一段威爾茲工藝和二段威爾茲工藝。一段威爾茲工藝主要是將粉塵、焦粉、煤粉制成濕球團，然后將混合后的原料送入一個略微傾斜的長回轉(zhuǎn)窯中，其中鋅、鎘、氯等蒸氣隨煙氣一同排出，冷卻后可用袋式除塵器或電除塵器收集粉塵。粉塵中氧化鋅質(zhì)量分數(shù)約為55%～60%，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最終產(chǎn)物為總鐵質(zhì)量分數(shù)為51%～58%的直接還原鐵，可重返高爐煉鐵流程。二段威爾茲工藝即將上述原料進行一段威爾茲工藝后，將鋅、鎘、氯等蒸氣不進行冷卻收集而是進入到第二個回轉(zhuǎn)窯中進行加工，得到粗鋅及鎘等氯化物。目前，在歐洲、日本、美國大約有100 t 電弧爐粉塵采用威爾茲工藝進行處理?；剞D(zhuǎn)窯工藝雖然被鋼鐵企業(yè)廣泛應用，但是回轉(zhuǎn)窯工藝存在窯內(nèi)物料填充率低、窯內(nèi)易結圈、產(chǎn)品金屬化率較低、產(chǎn)品質(zhì)量較差、占地面積大等弊端。

2. 4. 2 轉(zhuǎn)底爐工藝

環(huán)形爐工藝即轉(zhuǎn)底爐工藝，可用來處理鋼鐵塵泥。目前，轉(zhuǎn)底爐工藝處理鋼鐵廠含鋅、鉛塵泥廣泛應用的工藝是Fastmet 工藝。其主要工藝過程包括配料混合、壓制成球、直接還原、煙氣處理和粉塵回收5 個主要部分。即將含鋅、鐵塵泥、含炭粉、黏結劑等混合造球形成含碳生球團（炭粉作為還原劑），生球經(jīng)干燥后均勻布置在轉(zhuǎn)底爐中，所鋪料層厚度為1～3 個球團高度。轉(zhuǎn)底爐依靠燒嘴提供熱量，在1 250～1 350 ℃下，10～20 min 時間內(nèi)球團直接還原，得到直接還原鐵，直接還原鐵經(jīng)處理后可返回鋼鐵廠冶煉。團中的鋅、鉛等氧化物被還原并成金屬蒸氣隨煙氣一起排出轉(zhuǎn)底爐。煙氣經(jīng)冷卻系統(tǒng)時，鋅蒸氣遇空氣又重新氧化成為細小的氧化鋅顆粒。鋅顆粒與煙塵進入收塵器中，可得到質(zhì)量分數(shù)40%～70%的粗氧化鋅煙塵[8]。其工藝流程如圖3所示。

Inmetco 工藝處理鋼鐵塵泥的應用也比較廣泛。Fastmet 工藝與Inmetco 工藝的爐溫分布、燒嘴形式、廢氣回收有細微差別，工藝流程與應用設備基本相似，但是轉(zhuǎn)底爐內(nèi)還原溫度、DRI（直接還原鐵）產(chǎn)品質(zhì)量有較大差異[17]。Fastmet 與Inmetco 工藝的比較與已實現(xiàn)工業(yè)化的設備見表2。

轉(zhuǎn)底爐具有處理效率高、脫鋅率較高、能處理不同種類的塵泥、對能源要求不高等優(yōu)勢。但是轉(zhuǎn)底爐也存在產(chǎn)品強度低、爐膛高、料層薄、投資大等弊端。

2. 4. 3 循環(huán)流化床工藝

循環(huán)流化床工藝（CFB 法）屬于直接還原處理法。CFB工藝流程如圖4所示。

其原理為利用流化床將鋼鐵粉塵懸浮于運動的流體之中，通過氣流與溫度的控制，將粉塵中的鋅還原揮發(fā)，并抑制氧化鐵的還原，從而降低處理過程的能耗。流化床還原過程中溫度低，雖避免了爐料黏結，但也降低了還原效果，導致生產(chǎn)效率低下。另外，鋼鐵粉塵粒徑較細，使得還原揮發(fā)出的鋅灰純度較低[8]。循環(huán)流化床還有處理粉塵量較少、操作不宜控制等弊端，所以并未得到廣泛應用。

2. 4. 4 DK工藝

德國DK廢物循環(huán)和生鐵冶煉公司利用小高爐處理鋼鐵塵泥與電池等固體廢料。DK工藝冶煉原理與傳統(tǒng)高爐冶煉原理相同，其工藝流程為配料混料→燒結→高爐→鑄造鐵。燒結原料中以轉(zhuǎn)爐除塵灰為主，石英砂調(diào)節(jié)爐渣堿度，加入少量粗顆粒鐵礦粉改燒燒結透氣性[18]，其原料組成如圖5所示。

DK公司采用580 m3小高爐冶煉生鐵，并用鑄造機鑄成8～10 kg 的生鐵塊。小高爐的入爐焦比為630 kg/t，煤比為70 kg/t，燃料比為700 kg/t 以上，煤氣利用率較差，大約為30%。DK工藝原料多采用鋼鐵塵泥，所以入爐堿金屬負荷為8.5 kg/t 左右，鋅負荷高達38 kg/t[18]。而小高爐高爐煤氣凈化系統(tǒng)第一步利用干法重力除灰，第二步用濕法除塵分離含鋅細顆粒，經(jīng)沉降、濃縮后可得到富鋅粉塵。DK法具有工藝設備成熟、投資低、可利用閑置高爐進行生產(chǎn)等優(yōu)點。但是也存在能耗大、污染大等弊端，尤其是高爐堿金屬負荷、鋅負荷高，長期運行必然會危害高爐穩(wěn)定生產(chǎn)及安全運行。

2. 4. 5 Oxycup工藝

Oxycup 工藝可以處理傳統(tǒng)鋼鐵冶煉流程所產(chǎn)生的廢棄物，如高爐、轉(zhuǎn)爐、連鑄、熱軋等工序所產(chǎn)生的高爐塵泥、廢鋼、氧化鐵皮等，也可以處理含鋅細顆粒粉塵，如電爐粉塵。其產(chǎn)品為鐵水、爐渣、高熱值煤氣、富鋅粉塵等，其中爐渣、煤氣與高爐煉鐵所產(chǎn)爐渣、煤氣成分相近。鐵水可用于轉(zhuǎn)爐煉鋼或作為電爐煉鋼中廢鋼的補充[19]。2004年德國蒂森克虜伯鋼鐵公司的Hamborn 廠首次將Oxycup 工藝投入工業(yè)化生產(chǎn)，該工藝屬于熔融還原法實現(xiàn)工業(yè)化的代表工藝之一。Oxycup的工藝流程如圖6所示。該工藝基本原理為：將鋼鐵塵泥、炭粉、水泥等混合配料，使用冷固結技術將混合料壓制成具有一定強度的自還原炭塊，與焦炭、廢鋼、熔劑一同加入到Oxycup 豎爐中。自還原炭塊中鐵氧化物在1 000 ℃開始還原，1 400 ℃還原完成并形成海綿鐵，緊接著還原鐵與爐渣開始熔化。熔化后的鐵水和熔渣通過一個虹吸式渣鐵分離裝置被連續(xù)排出豎爐[20]。而鋅與大部分堿金屬在爐塵中隨煤氣一同進入洗滌系統(tǒng)，在過濾器內(nèi)聚集、凝結并洗滌留下，加工成泥餅以回收有價元素。而爐頂煤氣進入洗滌系統(tǒng)，洗滌后的煤氣大約30%用于自身Oxycup豎爐的鼓風加壓和產(chǎn)生熱風，剩余煤氣送入鋼廠內(nèi)部煤氣管網(wǎng)中加以利用[1]。中國太鋼2011 年建立并使用Oxycup 工藝處理鋼鐵塵泥，并回收其中的鎘、鎳等有價元素[3]。Oxycup 工藝具有可處理多種類型的鋼鐵塵泥、金屬收得率高、其產(chǎn)品附加值高等優(yōu)勢。但是該工藝也存在設備運行周期短、冶煉過程消耗焦炭從而影響運行成本等缺點[21]。

2. 5 火法-濕法聯(lián)合處理新工藝

當前鋼鐵企業(yè)采用單獨的火法工藝處理鋼鐵塵泥時，回收有價金屬成分單一，例如，燒結機頭灰只回收其中的鉀、鈉；電爐除塵灰、高爐布袋灰只考慮其中的鋅。由于塵泥成分波動較大，當這些塵泥中所要回收的有價金屬質(zhì)量分數(shù)低時，采用火法處理這些物料，經(jīng)濟效益十分有限。實際上，鋼鐵塵泥中除鋅、鉀、鈉還有其他有價金屬，如銦、錫、鎘、鉍、金、銀等，這些有價金屬具有較高的回收價值。部分塵泥中有價金屬成分見表3。

如果可以將多種有價金屬綜合高效回收，既避免了鋼鐵塵泥中有價金屬的浪費，又可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，保證鋼鐵廠煙塵處理的可持續(xù)性。所以在本文提出火法-濕法聯(lián)合處理的新工藝，可實現(xiàn)鋼鐵塵泥中全部有價成分的高效回收。具體工藝流程如圖7所示。

該工藝首先采用火法工藝將鋼鐵塵泥中的有價金屬揮發(fā)出來，煙塵經(jīng)冷卻分離后得到富含有價金屬的粉塵。該粉塵經(jīng)次氯化鋅綜合處理后得到脫氯液與脫氯渣。脫氯液經(jīng)蒸發(fā)結晶、離心分離后得到高純度NaCl、KCl；脫氯渣經(jīng)低酸脫鋅后得到脫鋅液與脫鋅渣。脫鋅液經(jīng)過綜合處理后可以得到硫酸鋅、粗鎘、金錠和銀錠；脫鋅渣經(jīng)過綜合處理后可以得到粗鉍、粗鉛、粗錫、粗銦。

該工藝中的濕法過程均在常溫常壓下進行，設備材質(zhì)要求低，工程投資少，處理成本低；濕法過程浸出劑和溶液均循環(huán)利用，可實現(xiàn)廢水零排放。

火法-濕法聯(lián)合處理工藝可實現(xiàn)塵泥中鋅、鉛、堿金屬、銦等多種有價成分的綜合回收；鋅回收率為90%左右，鉛回收率大于85%。銦回收率大于70%，鉀和鈉回收率大于90%。

由此可見，火法-濕法聯(lián)合處理工藝具有處理能力強、回收率高、產(chǎn)品附加值高、投資低等優(yōu)勢。濕法-火法聯(lián)合處理工藝為未來處理鋼鐵塵泥提供了一條優(yōu)質(zhì)、高效的途徑。各種工藝的優(yōu)缺點比較見表4。

3 結論

（1）鋼鐵塵泥具有種類多、數(shù)量大、難利用等特點。另外，鋼鐵塵泥化學成分復雜，成分波動較大，塵泥中含有鋅、鉛等有害元素，直接堆放不僅污染環(huán)境，還造成大量資源浪費的情況。鋼鐵塵泥廠內(nèi)循環(huán)利用存在處理量不大、有價元素無法回收利用等弊端，更為重要的是有害元素進入高爐循環(huán)富集造成高爐結瘤等嚴重后果。所以廠內(nèi)循環(huán)處理不能作為處理鋼鐵塵泥的有效方法。

（2）物理法僅僅作為火法或濕法處理鋼鐵塵泥的預處理方法，單純采用濕法處理鋼鐵塵泥，雖然有價金屬回收率高，但是其浸渣無法作為煉鐵原料返回高爐冶煉工序中，同時也很難達到排放標準，所以濕法工藝不能作為處理鋼鐵塵泥的主要方式。

（3）火法處理工藝是目前處理鋼鐵塵泥的主要途徑?；鸱ㄌ幚砉に囂幚礓撹F塵泥，不僅可以使塵泥中有價元素得以富集回收，其產(chǎn)品為鐵水或金屬化球團可返回鋼鐵冶煉工序，實現(xiàn)資源化循環(huán)利用。目前，轉(zhuǎn)底爐工藝受到廣泛關注，但是轉(zhuǎn)底爐存在爐膛高、料層薄、能源利用效率不高、投資高等問題，應進一步研究與完善。

（4）火法-濕法聯(lián)合處理工藝既填補了單獨采用火法處理工藝中有價金屬收得率低、產(chǎn)品種類少、產(chǎn)品品位低等問題，又避免了單獨采用濕法處理工藝中浸渣無法利用的問題，并且最大化回收塵泥中的有價金屬，提升了經(jīng)濟效益。該工藝具有處理能力強、回收率高、投資低等優(yōu)勢，且處理工程中無廢水排放，所以火法-濕法聯(lián)合處理工藝與其他方法相比具有很強的競爭力。所以火法-濕法聯(lián)合處理工藝可能是未來處理鋼鐵塵泥的主要方法。

來源于北京鋼研柏苑出版有限責任公司尚海霞等

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2019冶金固廢處理與利用技術國際交流大會將于8月11—13日在湖北武漢召開，本次大會的主辦方國家建筑材料工業(yè)技術情報研究所、武漢理工大學聯(lián)合《建材世界》雜志社將出版一期“冶金固廢處理與利用技術研究”的?？鳛楸敬未髸恼撐募?，，歡迎廣大的科技工作者踴躍投稿！

為提高投稿文章的實用性、創(chuàng)新性，促進冶金固廢資源化利用的指導性，主辦方特此設立優(yōu)秀論文評選活動，還有獲獎證書和現(xiàn)金等著你！

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