鋼鐵生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量含鋅含鐵粉塵，其資源化利用是行業(yè)固廢治理的重點方向。火法處理技術(shù)因脫鋅效率高、金屬回收率好、工藝成熟，已成為主流處理路線。本文重點介紹Waelz回轉(zhuǎn)窯工藝、SPM低鋅粉塵回轉(zhuǎn)窯工藝的原理、流程、特點及應(yīng)用現(xiàn)狀，為鋼鐵固廢資源化提供參考。

一、Waelz回轉(zhuǎn)窯法

Waelz回轉(zhuǎn)窯工藝所代表的是應(yīng)用最廣泛的含鋅粉塵處理工藝，工藝比較成熟。經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯法還原揮發(fā)出的鋅氧化物純度較高，可直接用于鋅的冶煉。

1.工藝原理

回轉(zhuǎn)窯法處理原料有兩類：含鐵礦石、含鋅和鐵的粉塵。對于含鋅粉塵，與含鐵礦石不同之處為需要對鋅進(jìn)行收集利用。Waelz法為把鋼鐵廠內(nèi)各種來源的廢料經(jīng)過混合、干燥等預(yù)處理，然后配入一定量的固體還原劑（煤粉或焦粉），經(jīng)過混合后送入回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯存在著燒嘴點燃的爐氣燃燒釋放熱量以及提供特定的氣氛，物料被加熱至高溫時，物料中的鐵和鋅的氧化物被還原，鋅在高溫下蒸發(fā)并與排出的煙氣一起排出回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過收集裝置富集氧化鋅。殘留的固體含鐵原料排出回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過冷卻和篩分后回收利用。

2.工藝特點

Waelz處理工藝的特點為不需要造球或壓球處理，30%（大于7mm）的還原產(chǎn)品送至高爐直接使用，70%（小于7mm）的還原產(chǎn)品送至燒結(jié)廠循環(huán)利用。缺點為回轉(zhuǎn)窯內(nèi)原料填充率比較低，直接還原產(chǎn)品的金屬化率不高，僅為75%，所以產(chǎn)品質(zhì)量較差，生產(chǎn)率較低。此外，Waelz處理工藝設(shè)備占地較大、投資大、成本較高。

二、SPM低鋅粉塵回轉(zhuǎn)窯工藝

在日本，SDR和SPM處理低鋅粉塵的回轉(zhuǎn)窯工藝應(yīng)用比較普遍。這兩種工藝的優(yōu)點為：可得到純度很高的含鋅粉塵和質(zhì)量較好的金屬化球團(tuán)。其中，SPM(SumitomoPre-reductionMethod)法為類似Waelz回轉(zhuǎn)窯的工藝過程。

1.SPM法的特點：

不需要預(yù)造球和預(yù)加熱過程，不需要粘結(jié)劑和副原料；電爐灰也可以適用于此法，目前總處理灰塵、泥漿量的10%是EAF灰塵。

2.SPM法的工藝流程：

在對塵泥脫水之后，將灰塵和固體還原劑混合，精確的控制混合料的水分、鋅和碳的含量，經(jīng)過混合后的混合料裝入干燥回轉(zhuǎn)窯，通過干燥回轉(zhuǎn)后產(chǎn)生初步的球團(tuán)?；剞D(zhuǎn)窯的廢氣在干燥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行回收利用，干燥回轉(zhuǎn)窯干燥無需燃?xì)狻３醪降那驁F(tuán)從干燥回轉(zhuǎn)窯排出后進(jìn)入還原回轉(zhuǎn)窯進(jìn)一步干燥、破裂以增加物料的表面積，同時加熱到滿足金屬化和脫鋅要求的高溫。

最終,物料在回轉(zhuǎn)窯排出點再氧化造球，還原出的直接還原產(chǎn)品30%(顆粒尺寸大于5mm)可直接作為高爐原料，70%(顆粒尺寸小于5mm)的粉末通過燒結(jié)進(jìn)行循環(huán)利用。SPM的直接還原產(chǎn)品不僅可以代替鐵礦石，而且還可減少高爐的焦炭、燃料的用量和燒結(jié)中碳的用量。

Q問答：回轉(zhuǎn)窯工藝是什么？

答：回轉(zhuǎn)窯工藝是一種以傾斜旋轉(zhuǎn)圓筒設(shè)備為核心的高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，在鋼鐵固廢領(lǐng)域（如處理含鋅除塵灰）用于火法還原、脫鋅、鐵回收，代表技術(shù)有Waelz（威爾茲）、SPM（住友預(yù)還原）等。

一、核心設(shè)備與原理

設(shè)備：長圓筒（直徑1–6m、長30–100m），傾斜2%–5%、0.5–3r/min旋轉(zhuǎn)，內(nèi)襯耐火磚。

原理：

物料從窯尾（高端）加入，隨窯旋轉(zhuǎn)+重力向窯頭（低端）移動。

窯頭噴燃料（煤/燃?xì)猓?，高溫?zé)煔猓?100–1300℃）與物料逆流換熱。

物料經(jīng)歷干燥→預(yù)熱→還原/反應(yīng)→冷卻，完成物理化學(xué)轉(zhuǎn)化。

二、鋼鐵廠含鋅粉塵處理流程（Waelz/SPM通用）

1. 配料混合：除塵灰/泥+焦粉/無煙煤（還原劑），控制水分12%–18%，無需造球（Waelz/SPM）。

2. 入窯反應(yīng)：

Waelz（單窯）：直接入高溫還原窯（1100–1300℃）。

SPM（雙窯）：先入干燥窯（200–400℃，廢熱利用）自然成球；再入還原窯（1200–1300℃）。

3.產(chǎn)物分離：

窯渣（金屬化球團(tuán)）：>5mm（30%）直接入高爐；<5mm（70%）送燒結(jié)。

煙氣（含Zn蒸汽）：冷卻→布袋除塵→次氧化鋅粉（Zn 50%–60%）。

參考文獻(xiàn)：

[1]王賢君.轉(zhuǎn)底爐處理冶金含鋅塵泥的理論分析及實驗研究[D].重慶大學(xué),2012.

[2]王天才.回轉(zhuǎn)窯處理鋼鐵含鋅粉塵關(guān)鍵技術(shù)探析[J].中國資源綜合利用，2019,37（7）:181-184.

[3]李強(qiáng),陳鐵軍,李奇勇等.鋼鐵行業(yè)含鋅冶金塵泥資源化利用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].中國冶金,2023,33(07):1-9+39.DOI:10.13228.

建杰實業(yè)，面向全國鋼鐵冶金、煤焦化、制磷企業(yè)提供冷壓成型粘合劑定制服務(wù)。全國各省市的鋼鐵冶金、煤焦化、制磷企業(yè)，華北、華中、華東、西北、西南、東北等產(chǎn)業(yè)集中區(qū)域均為重點目標(biāo)市場。

建杰實業(yè)擁有多項國家專利與專業(yè)研發(fā)實驗室，聯(lián)合頂尖科研團(tuán)隊深耕行業(yè)多年，可提供免費來料化驗、專屬配方定制、工藝優(yōu)化及全國駐場調(diào)試服務(wù)，采用一料一方的定制模式，助力企業(yè)降本增效。如需：

? 免費原料檢測 + 配方定制

? 申請適配您工況的粘合劑樣品

? 獲取同行業(yè)降本增效案例

? 測算粘合劑添加成本

可直接聯(lián)系建杰實業(yè)官方咨詢專線：187 3603 0804 ，我們將馬上安排工程師為您提供專屬方案。