鋼鐵冶金粉塵的特點及處置技術分析

李淑清

（遼寧冶金職業技術學院，遼寧 本溪 117022）

1 鋼鐵冶金粉塵的特點

鋼鐵行業的飛速發展對推動社會經濟發展也有著不可忽視的作用，而在鋼鐵生產過程中，每個環節都會產生不同程度的粉塵，不僅造成了大量的資源浪費，同時也會對環境帶來負面的影響。通常鋼鐵生產主要包括燒結、煉鐵、煉鋼等不同生產工序，而每個生產工作所產生的冶金粉塵量也有所不同。據統計，燒結工序中所產生的粉塵大概占燒結礦的（2～4）%，而煉鐵和煉鋼工序中所產生的粉塵約占鐵水、鋼產量的（3～4）%，如果不能有效對這些冶金粉塵處理利用的話，會損耗很大的資源，同時也會給環境造成重金屬污染的現象，甚至威脅到人們的身體健康。鋼鐵冶金粉塵的產生會受到不同工序的影響而產生，同時，入爐原材料的化學組成以及冶金工藝參數等都與鋼鐵冶金粉塵有著緊密的聯系。鋼鐵冶金粉塵具有較高的回收價值，其中含有的金屬元素可以通過粉塵處理的方式對其進行處理，并結合實際情況實施多種回收方式，進而將其價值發揮出來，同時也更有利于避免粉塵對環境的污染。鋼鐵冶金粉塵中含有污染性較強的金屬元素，如果不能對其進行有效處理的話，這些金屬元素將會影響到環境，造成重金屬污染等情況，后果不堪設想。粉塵雜亂增加治理難度。鋼鐵冶金粉塵的產生與其工藝以及原材料有著直接的關系，而粉塵的組成物質也與其有著直接的關聯，這就造成鋼鐵冶金粉塵較為雜亂，含有多種金屬元素的粉塵混合到一起，直接增加了粉塵的處理難度[1，2]。

2 鋼鐵冶金粉塵再利用處置技術的現狀

鋼鐵冶金粉塵的危害較大，在對其進行處理的過程中，更應注重粉塵資源的再利用，才能將資源的效能最大化。通常在鋼鐵生產中，會采用返燒結的方式將粉塵再次經過高爐中，充分利用粉塵中的鐵和碳，但這種反復循環燒結的方式，會造成鋼鐵冶金粉塵中的鋅、鉛、鉀等濃度越來越高，進而引起高爐結瘤的情況，不僅會影響到高爐的正常運行，同時也會影響到高爐的使用壽命。因此，在粉塵回收再利用處理技術中，如果依舊采用這種內循環返燒結方式，則需要在循環到一定程度對粉塵中的鉛、鋅、鉀等進行外排，才能避免高爐結瘤的問題發生。

3 鋼鐵冶金粉塵處置技術分析

3.1 生物納膜抑塵技術

通過以上的分析了解到鋼鐵冶金粉塵的特點和危害，如果不對其進行有效處置的話，所帶來的負面影響非常嚴重。在科學技術飛速發展中，針對鋼鐵冶金粉塵處置技術也在不斷的改進和創新，例如，生物納膜抑塵技術則是其一。該技術主要適合運用到層間的間距達到納米級的雙電離層膜，并在此過程中可以使水分子的延展性最大程度的增加，進而增強電荷的吸附性。將生物納膜材料噴附在鋼鐵冶金物料的表面，這樣鋼鐵冶金過程中所產生的細小粉塵就會相互吸引，逐漸團聚使得粉塵顆粒不斷變大，在此過程中粉塵顆粒的自重也會逐漸增加，而在自重增加的影響下，這些粉塵顆粒也會沉降，進而有效實現對粉塵的處理。在大量實踐研究中，生物納膜抑塵技術在鋼鐵冶金粉塵處理中的應用，除塵率最高可以達到99%以上，而且，該種處理技術的成本較低，被廣泛應用到鋼鐵冶金粉塵處理中。

3.2 云霧抑塵技術

鋼鐵冶金粉塵的產生對環境以及人體危害極大，應結合實際情況對其開展有效的抑塵技術，避免或降低鋼鐵冶金粉塵帶來的危害。云霧抑塵技術是利用超聲波霧化、高壓離子霧化的先進抑塵技術，在針對鋼鐵冶金粉塵處理中，主要產生（1～100）的超細小干霧，這些超細小的干霧會與鋼鐵冶金粉塵進行接觸，并會伴隨著與粉塵的接觸面不斷增加，使得水霧顆粒逐漸與粉塵顆粒凝聚到一起，使得粉塵逐漸形成團聚物，并在團聚物不斷變大變重的情況下，使得凝聚的粉塵團聚物自然沉降，進而達到消除鋼鐵冶金粉塵的目的。待粉塵團聚物下沉后再進行回收再利用，一方面可以節省大量的資源，另一方面可以避免粉塵對環境以及人體的危害。

3.3 含堿金屬粉塵除雜技術

在對鋼鐵冶金粉塵產生的調查研究中發現，由于受到多種因素的影響，鋼鐵冶金粉塵的含金屬量以及金屬元素有著很大的差異性，如何能夠有效排除其中的雜質，實現粉塵再利用是鋼鐵冶金行業發展中重點思考的問題。例如，在鋼鐵生產中會含有很多可溶堿金屬氯化物以及難溶于水的雜質等，針對這類含堿金屬粉塵的雜質去除，可以通過水溶分離、結晶提純技術去除雜質，并能夠實現將可溶于水的氯化物再從水中分離出來，并根據分離出的物質再對其進行分別利用，進而將其作用最大化。首先，該技術在實施的過程中先將鋼鐵冶金粉塵與水進行充分攪拌。其次，再利用工具浸出殘渣，這些殘渣多為不溶于水的雜質。再次對其進行攪拌凈化、真空過濾，該過程能夠讓一些上一部沒有浸出的細微殘渣沉淀，進而提高雜質去除的效率。第四，通過蒸發的方式濃縮液體溶液，然后再進行冷卻結晶，在冷卻結晶后分別進行兩種處置方式，一種是離心分離→濃縮結晶→分離干燥的方式最后得出混合鹽。而另一種則是進行分離干燥得出氯化鉀，兩種處理工藝分別得出不同的物質，進而實現對鋼鐵冶金粉塵的有效處理和回收，降低能源損耗的同時，也避免了對環境造成污染。

3.4 含重金屬粉塵處置技術

眾所周知，鋼鐵生產的過程中會產生不同的粉塵，而含重金屬的粉塵更不在少數，例如，含有Zn、Pb等重金屬的分鐘很多，尤其是Zn含量較高的粉塵，在對這類粉塵進行處理的過程中，應結合實際情況選擇處置基礎。

通常在針對這類重金屬粉塵就行處理的過程中，會選擇物理分離、濕法、火法等不同處置技術，在物理分離處置技術實施的過程中，實踐發現這類方法的處置效率很低，而在采用濕法處置粉塵的過程中，主要是利用氧化鋅不溶于水或乙醇可溶于氫氧化鈉、酸、氯化銨的特性，實施堿浸、酸浸、氨聯合浸出的方式，將鋅從混合物中分內出來，而這種處置技術則需要大量的藥劑和水，而且處置的過程中還會生成難以處理的泥漿，這些砂漿會增加設備的腐蝕和磨損。相對來說，火法處置工藝在針對重金屬粉塵處置中較為有效，在高溫的環境下，可以使得粉塵中的Zn、Pb等雜質元素揮發，并對排除的煙氣進行收集，但這種處置的方法所產生的成本相對較高。

隨著科學技術的飛速發展，針對重金屬粉塵的處置技術也在不斷的改進和創新。例如，轉底爐脫除冶金粉塵重金屬工藝的研發，對含有重金屬的粉塵有著很好的處置效果。該處理技術主要是將鋼鐵冶金粉塵和煤粉進行混合，并加入粘結劑進行加濕造塊并進行干燥處理，然后將其送入到轉底爐高溫金屬化，并對其輔以余熱回收和尾氣處理，該處置技術工藝運用的時間比較短，而且產品的性能用途比較廣，在處置過程中還具有較好的環保控制效率。

此外，粉塵與煤粉的混合可以部分地臺還原劑煤粉，對提高鋼鐵冶金效率、降低資源浪費以及環境保護有著巨大的作用。例如，以下是鋼鐵冶金粉塵轉底爐脫除冶金粉塵重金屬處置技術工藝（如圖1所示）。

圖1 鋼鐵冶金粉塵轉底爐脫除冶金粉塵重金屬處置技術工藝

4 總結

綜上所述，在鋼鐵生產的過程中，冶金粉塵的處置不當不僅會造成大量的資源浪費，同時也會污染到環境，以及危害到人體健康。在本文的研究中，主要針對鋼鐵冶金粉塵的特點以及處置技術等相關內容進行具體分析，希望能夠為鋼鐵企業的生產和發展帶來一定的幫助。