Разделение железо- и цинксодержащих компонентов пыли газоочисток электросталеплавильных производств

B настоящее время объемы использования пыли газоочистных установок электросталеплавильных печей (ПГУ) крайне незначительны, при хранении они оказывают воздействие на окружающую среду, в то же время представляют собой материал, имеющий ценный состав (оксиды железа, цветные металлы и др.), перспективный для вторичного использования. Однако вторичное использование цинксодержащей ПГУ в черной металлургии приводит к накоплению цинка в футеровках доменных печей и частым неисправностям. Установлено, что оксид цинка находится в основном в связанном состоянии в составе фазы франклинита (Zn,Mn,Fe)(Fe,Mn)₂O₄. Исследованы процессы твердофазного восстановления пыли газоочистных установок электросталеплавильных печей с получением цинкового концентрата и губчатого железа, которые являются востребованным сырьем для цветной и черной металлургии. Определены оптимальные условия процесса восстановления, исследованы физико-химические характеристики, гранулометрический и фазовый состав исходных материалов и продуктов восстановления. Установлено, что применение комбинации восстановителей различной природы (угольный кокс и Н₂) в процессе термообработки при 1100 °С и охлаждения в восстановительной среде (Ar/H₂) позволяет получить губчатое железо с высокой степенью металлизации - 97,5 %.

1. Pyrometallurgical recycling of electric arc furnace dust / X. Lin [et al.] // Journal of Cleaner Production. - 2017. -N 149. - P. 1079-1100. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.02.128

2. Pyrometallurgical recovery of zinc and valuable metals from electric arc furnace dust - A review / J. Wang [et al.] // Journal of Cleaner Production. - 2021. - N 298. - P. 126788-1-126788-23. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126788

3. Попов, А. А. К вопросу проблемы утилизации и цинксодержащей пыли сталеплавильных производств [Электронный ресурс] // Науковедение. - 2015. - Т. 7, № 2. - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/124TVN215.pdf. - Дата доступа 26.08.2021.

4. Доронин, И. Е. Промышленные способы переработки сталеплавильной пыли / И. Е. Доронин, А. Г. Свяжин // Металлург. - 2010. - № 10. - С. 48-53.

5. Пыль и шлам газоочисток металлургических заводов и анализ путей их утилизации / В. Н. Летимин [и др.] // Теория и технология металлургического производства. - 2015. - Т. 16, № 1. - С. 82-86.

6. Коваленко, А. М. О шламах газоочисток доменного и сталеплавильного производств / А. М. Коваленко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - Т. 2, № 12(56). - С. 4-8.

7. Поиск способов утилизации пыли дуговых сталеплавильных печей на белорусском металлургическом заводе / А. В. Демин [и др.] // Литье и металлургия. - 2015. - № 3. - С. 74-79.

8. Wang, L. Microwave-intensified treatment of low-zinc EAF dust: A route toward high-grade metallized product with a focus on multiple elements / L. Wang, Z. Peng // Powder Technology. - 2021. - N 383. - P. 509-521. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.01.047

9. Comparison of electric arc furnace dust treatment technologies using exergy efficiency / Th. Suetens [et al.] // Journal of Cleaner Production. - 2014. - N 65. - P. 152-167. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.09.053

10. Comprehensive recycling of zinc and iron from smelting waste containing zinc ferrite by oriented transformation with SO2 / Y.-Ch. Li [et al.] // Journal of Cleaner Production. - 2020. - N 263. - P. 121468-1-121468-8. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121468

11. Lanzerstorfer, C. Electric arc furnace (EAF) dust: Application of air classification for improved zinc enrichment in in-plant recycling / С. Lanzerstorfer // Journal of Cleaner Production. - 2018. - N 174. - P. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.312

12. Naiyang, M. Recycling of basic oxygen furnace steelmaking dust by in-process separation of zinc from the dust / M. Naiyang // Journal of Cleaner Production. - 2015. - N 112. - P. 4497-4504. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.07.009

13. Microstructural, thermochemistry and mechanical evaluation of self-reducing pellets using electric arc furnace (EAF) dust containing zinc for Waelz process / L. J. H. Buitrago [et al.] // Materia (Rio de Janeiro). - 2018. - Vol. 22, N 2. -P. 1-13. https://doi.org/10.1590/s1517-707620180002.0343

14. Pickle, C. A. Thermodynamic investigation of the sulphation roasting of electric arc furnace dust / C. A. Pickle, O. Marzoughi // Minerals. - 2019. - N 9(1). - P. 18-32. https://doi.org/10.1016/10.3390/min9010018

15. Characterization study of electric arc furnace dust phases/ J. G. M. S. Machado [et al.] // Materials Research. -2006. - Vol. 9, N 1. - P. 41-45. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000100009

16. Получение железооксидного пигмента из пыли металлургического производства для использования в строительстве / Е. Н. Федосеева [и др.] // Металлург. - 2015. - № 5. - С. 31-35.

17. Комплексное исследование физико-химических свойств пыли металлургического производства в целях определения основных направлений ее переработки / Е. О. Богдан [и др.] // Стекло и керамика. - 2020. - № 5. - С. 26-34.

18. Исследование процессов переработки пыли газоочистки сталеплавильных производств / С. Л. Римошевский [и др.] // Литье и металлургия. - 2021. - №. 1- С. 106-113. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2021-1-106-113

19. Летимин, В. Н. Оценка пирометаллургических способов обесцинковывания пыли и шламов сталеплавильных цехов / В. Н. Летимин, Т. М. Насыров, И. В. Макарова // Теория и технология металлургического производства. -2013. - №1 (13). - С. 67-70.