钢铁冶金粉尘的特点及处置技术分析

李淑清

（辽宁冶金职业技术学院，辽宁 本溪 117022）

1 钢铁冶金粉尘的特点

钢铁行业的飞速发展对推动社会经济发展也有着不可忽视的作用，而在钢铁生产过程中，每个环节都会产生不同程度的粉尘，不仅造成了大量的资源浪费，同时也会对环境带来负面的影响。通常钢铁生产主要包括烧结、炼铁、炼钢等不同生产工序，而每个生产工作所产生的冶金粉尘量也有所不同。据统计，烧结工序中所产生的粉尘大概占烧结矿的（2～4）%，而炼铁和炼钢工序中所产生的粉尘约占铁水、钢产量的（3～4）%，如果不能有效对这些冶金粉尘处理利用的话，会损耗很大的资源，同时也会给环境造成重金属污染的现象，甚至威胁到人们的身体健康。钢铁冶金粉尘的产生会受到不同工序的影响而产生，同时，入炉原材料的化学组成以及冶金工艺参数等都与钢铁冶金粉尘有着紧密的联系。钢铁冶金粉尘具有较高的回收价值，其中含有的金属元素可以通过粉尘处理的方式对其进行处理，并结合实际情况实施多种回收方式，进而将其价值发挥出来，同时也更有利于避免粉尘对环境的污染。钢铁冶金粉尘中含有污染性较强的金属元素，如果不能对其进行有效处理的话，这些金属元素将会影响到环境，造成重金属污染等情况，后果不堪设想。粉尘杂乱增加治理难度。钢铁冶金粉尘的产生与其工艺以及原材料有着直接的关系，而粉尘的组成物质也与其有着直接的关联，这就造成钢铁冶金粉尘较为杂乱，含有多种金属元素的粉尘混合到一起，直接增加了粉尘的处理难度[1，2]。

2 钢铁冶金粉尘再利用处置技术的现状

钢铁冶金粉尘的危害较大，在对其进行处理的过程中，更应注重粉尘资源的再利用，才能将资源的效能最大化。通常在钢铁生产中，会采用返烧结的方式将粉尘再次经过高炉中，充分利用粉尘中的铁和碳，但这种反复循环烧结的方式，会造成钢铁冶金粉尘中的锌、铅、钾等浓度越来越高，进而引起高炉结瘤的情况，不仅会影响到高炉的正常运行，同时也会影响到高炉的使用寿命。因此，在粉尘回收再利用处理技术中，如果依旧采用这种内循环返烧结方式，则需要在循环到一定程度对粉尘中的铅、锌、钾等进行外排，才能避免高炉结瘤的问题发生。

3 钢铁冶金粉尘处置技术分析

3.1 生物纳膜抑尘技术

通过以上的分析了解到钢铁冶金粉尘的特点和危害，如果不对其进行有效处置的话，所带来的负面影响非常严重。在科学技术飞速发展中，针对钢铁冶金粉尘处置技术也在不断的改进和创新，例如，生物纳膜抑尘技术则是其一。该技术主要适合运用到层间的间距达到纳米级的双电离层膜，并在此过程中可以使水分子的延展性最大程度的增加，进而增强电荷的吸附性。将生物纳膜材料喷附在钢铁冶金物料的表面，这样钢铁冶金过程中所产生的细小粉尘就会相互吸引，逐渐团聚使得粉尘颗粒不断变大，在此过程中粉尘颗粒的自重也会逐渐增加，而在自重增加的影响下，这些粉尘颗粒也会沉降，进而有效实现对粉尘的处理。在大量实践研究中，生物纳膜抑尘技术在钢铁冶金粉尘处理中的应用，除尘率最高可以达到99%以上，而且，该种处理技术的成本较低，被广泛应用到钢铁冶金粉尘处理中。

3.2 云雾抑尘技术

钢铁冶金粉尘的产生对环境以及人体危害极大，应结合实际情况对其开展有效的抑尘技术，避免或降低钢铁冶金粉尘带来的危害。云雾抑尘技术是利用超声波雾化、高压离子雾化的先进抑尘技术，在针对钢铁冶金粉尘处理中，主要产生（1～100）的超细小干雾，这些超细小的干雾会与钢铁冶金粉尘进行接触，并会伴随着与粉尘的接触面不断增加，使得水雾颗粒逐渐与粉尘颗粒凝聚到一起，使得粉尘逐渐形成团聚物，并在团聚物不断变大变重的情况下，使得凝聚的粉尘团聚物自然沉降，进而达到消除钢铁冶金粉尘的目的。待粉尘团聚物下沉后再进行回收再利用，一方面可以节省大量的资源，另一方面可以避免粉尘对环境以及人体的危害。

3.3 含碱金属粉尘除杂技术

在对钢铁冶金粉尘产生的调查研究中发现，由于受到多种因素的影响，钢铁冶金粉尘的含金属量以及金属元素有着很大的差异性，如何能够有效排除其中的杂质，实现粉尘再利用是钢铁冶金行业发展中重点思考的问题。例如，在钢铁生产中会含有很多可溶碱金属氯化物以及难溶于水的杂质等，针对这类含碱金属粉尘的杂质去除，可以通过水溶分离、结晶提纯技术去除杂质，并能够实现将可溶于水的氯化物再从水中分离出来，并根据分离出的物质再对其进行分别利用，进而将其作用最大化。首先，该技术在实施的过程中先将钢铁冶金粉尘与水进行充分搅拌。其次，再利用工具浸出残渣，这些残渣多为不溶于水的杂质。再次对其进行搅拌净化、真空过滤，该过程能够让一些上一部没有浸出的细微残渣沉淀，进而提高杂质去除的效率。第四，通过蒸发的方式浓缩液体溶液，然后再进行冷却结晶，在冷却结晶后分别进行两种处置方式，一种是离心分离→浓缩结晶→分离干燥的方式最后得出混合盐。而另一种则是进行分离干燥得出氯化钾，两种处理工艺分别得出不同的物质，进而实现对钢铁冶金粉尘的有效处理和回收，降低能源损耗的同时，也避免了对环境造成污染。

3.4 含重金属粉尘处置技术

众所周知，钢铁生产的过程中会产生不同的粉尘，而含重金属的粉尘更不在少数，例如，含有Zn、Pb等重金属的分钟很多，尤其是Zn含量较高的粉尘，在对这类粉尘进行处理的过程中，应结合实际情况选择处置基础。

通常在针对这类重金属粉尘就行处理的过程中，会选择物理分离、湿法、火法等不同处置技术，在物理分离处置技术实施的过程中，实践发现这类方法的处置效率很低，而在采用湿法处置粉尘的过程中，主要是利用氧化锌不溶于水或乙醇可溶于氢氧化钠、酸、氯化铵的特性，实施碱浸、酸浸、氨联合浸出的方式，将锌从混合物中分内出来，而这种处置技术则需要大量的药剂和水，而且处置的过程中还会生成难以处理的泥浆，这些砂浆会增加设备的腐蚀和磨损。相对来说，火法处置工艺在针对重金属粉尘处置中较为有效，在高温的环境下，可以使得粉尘中的Zn、Pb等杂质元素挥发，并对排除的烟气进行收集，但这种处置的方法所产生的成本相对较高。

随着科学技术的飞速发展，针对重金属粉尘的处置技术也在不断的改进和创新。例如，转底炉脱除冶金粉尘重金属工艺的研发，对含有重金属的粉尘有着很好的处置效果。该处理技术主要是将钢铁冶金粉尘和煤粉进行混合，并加入粘结剂进行加湿造块并进行干燥处理，然后将其送入到转底炉高温金属化，并对其辅以余热回收和尾气处理，该处置技术工艺运用的时间比较短，而且产品的性能用途比较广，在处置过程中还具有较好的环保控制效率。

此外，粉尘与煤粉的混合可以部分地台还原剂煤粉，对提高钢铁冶金效率、降低资源浪费以及环境保护有着巨大的作用。例如，以下是钢铁冶金粉尘转底炉脱除冶金粉尘重金属处置技术工艺（如图1所示）。

图1 钢铁冶金粉尘转底炉脱除冶金粉尘重金属处置技术工艺

4 总结

综上所述，在钢铁生产的过程中，冶金粉尘的处置不当不仅会造成大量的资源浪费，同时也会污染到环境，以及危害到人体健康。在本文的研究中，主要针对钢铁冶金粉尘的特点以及处置技术等相关内容进行具体分析，希望能够为钢铁企业的生产和发展带来一定的帮助。