含铁尘泥是钢铁企业排放的一种固体废弃物,实现其有价组元的资源化利用对于钢铁企业的绿色发展具有重要意义。本文首先系统研究了沙钢各种含铁尘泥的基础特性,为其资源化利用工艺的优化开发提供了条件,在此基础上,针对沙钢转底炉工艺目前存在的球团爆裂粉化严重、返料较多等问题,通过实验室模拟实验和工业试验,深入分析了不同配矿结构条件下金属化球团的质量和产量,提出了针对性的优化控制措施,并在沙钢进行了工业应用,取得良好成效。研究工作对于含铁尘泥资源化利用技术的进步和转底炉工艺的优化均具有推动作用,经济效益和环境效益显著。 在本论文条件下,得到如下主要结论: (1)烧结除尘灰主要由磁铁矿、赤铁矿、硅酸钙组成,并含有少量的PbCl2等高炉重力、布袋、旋风除尘灰的主要物相相似,颗粒尺寸存在明显差别;转炉污泥主要由CaCO3和Ca(OH)2组成,粗泥颗粒尺寸相差较大,细泥颗粒间存在团聚现象。氧化铁皮呈针状或长条状,由表面粗糙的Fe2O3、表面光滑的Fe3O4及FeO组成。 (2)优化转底炉含铁尘泥球团渣系,增加酸性料提高转底炉金属化球团强度,其二元碱度控制在0.37~0.52之间为宜。含铁尘泥金属化球团的抗压强度随碱度降低呈先增大后降低的趋势,随温度的增加而增加,随着细砂添加量的增加呈现先升高后降低的趋势,细砂的加入量以2%为宜。 (3)使用酸性添加剂能促进母球的形成和长大、促进液相生成,从而稳定尘泥混合料粒级,提高成球性,提高球团的质量,保证生产顺行。酸性添加剂可大幅降低膨润土用量,降低金属化球团的生产成本。 (4)使用酸性剂替代膨润土后,金属化球团的产量变化趋势与仅使用膨润土(基准)时相同,且试验产量整体上明显优于基准产量。金属化球团成品率的变化趋势与基准成品率的变化趋势一致,试验成品率明显优于基准成品率。 (5)酸性剂的加入,可使成品球的抗压强度提高约12%,且不对成品球的全铁品位和脱锌率产生影响。从综合效果来看,若使用4%的酸性剂,可将膨润土用量进一步降低至2%,同时保证金属化球团的质量和产量。