摘  要  烧结厂是钢铁冶金行业污染最严重的工序之一，本文通过分析烧结厂产生污染的源头，依次分析除尘的方法，通过分析不同的除尘渠道来实现烧结厂降低环境污染的效果，从而从理论上指导烧结厂在环保方面的进一步发展。

关键词  烧结厂  环保  除尘技术

烧结厂是生产烧结矿的工厂，而烧结矿是炼铁的重要原料，钢铁冶炼是高耗能、高污染的产业，烧结厂也是钢铁冶炼行业的一部分。要研究分析烧结长的除尘技术，首先需要知道的是在烧结工艺的哪些环节需要有除尘技术。烧结工艺是钢铁冶炼中污染最严重的工序之一，烧结厂的环境一直是受到国家重视的问题。我国除了环境保护法等用来保护环境的法律法规，还专门制定了《钢铁烧结工业大气污染排放标准》，对烧结工艺的排放量提出了严格的标准。如果要达到这样的标准，就必须深入分析粉尘产生的原因和环节，结合烧结工艺的设备，合理选择除尘措施，最终达到粉尘排放缩小到排放标准之内。

我国烧结厂的工艺也一直在不断发展，烧结机也越来越大，更加节能、环保，在烧结工艺理论的不断发展时，烧结工艺也越来越先进，增强了粉尘污染的治理技术，增加了在环保方面的资金投入，实现了减少污染的目的，烧结厂的环境也得到了明显的改善。

1  烧结厂粉尘污染源

想要在烧结厂环保除尘上取得进一步的发展，首先就要了解清楚烧结工艺在那些环节产生了较多了粉尘污染，又有哪些环节比较容易治理。经过对烧结生产工艺的了解，烧结生产过程中污染比较集中的主要分布在以下几个环节：

（1）原料准备环节中粉尘主要在溶剂、燃料被粉碎或者被筛选分开的过程中，还有原料在原料带上转运或者装卸时；

（2）当高炉炼铁的方式出铁时会产生一些污染物，包括一氧化碳、粉尘等；

（3）烧结机烟道排放出的气体；

（4）烧结矿成品在运输中会出现粉尘泄露；

（5）烧结机、冷却机、成品转运带的卸料点；

（6）除尘设备在移动过程中或者车间厂房地面上清扫时都会产生灰尘。

2  烧结厂粉尘分析

烧结粉尘的性质主要从原料准备环节、配料混合环节和成品筛分环节来分析。原料准备环节的粉尘分为溶剂和燃料两种，溶剂包括生石灰、石灰石和白云石。烧结的燃料所产生的粉尘结构比较单一，这种粉尘的主要成分是焦炭，将这些粉尘收集起来可以再次利用，成为提高烧结矿成品率的有效保障，还可以在一定程度上节约能源。

配料混合时出现的粉尘自然种类会比较多，顾名思义，配料混合环节就是指各种原燃料在配料室集中配料，在这个过程中会产生多种粉尘，这些粉尘大小不一，主要有精矿粉、白云石、石灰石等。

成品筛分环节的粉尘具有这样的特点：温度高，浓度高，扬尘点多。这类灰尘的大小相差也比较大。

综上所述，烧结各主要环节产生的不同性质的粉尘类型见下表：

现代烧结厂除尘措施的发展趋势是：   

（1） 目前烧结厂排风系统的除尘设备，多数仍采用机械式旋风除尘器或多管除尘器，净化效率仅能达到70～90％排放粉尘浓度，不能达到国家卫生标准。现在多采用集中的大除尘系统，同时采用先进的大型除尘设备，这样，便于集中管理和维修，有利于除尘器连续正常运行，粉尘集中回收处理，减少二次扬尘。宝钢烧结厂一期工程，全厂共设5个集中的除尘系统即废气、机尾、配料、成品、粉焦5个系统，净化设备分别采用ESCS一600直线型卧式三室宽间距电除尘器、三菱一鲁奇型电除尘器和大型吸入式反吸风袋式除尘器，取得了良好的除尘效果。对电除尘器的设计，注重气流均匀分布、电场内及灰斗内设阻流隔板、阳极采用480mm大槽型板、出口设槽形板，采用高性能的供电电源等措施，提高了静电除尘器的水平。   

（2）合理的粉尘处理与回收。由于系统的集中化和大型化，使除尘系统回收的粉尘集中在几个点，再采用粉料的密闭输送或加湿后送至烧结工艺系统加以回收利用。

3  烧结厂除尘技术分析

3.1  烧结废气除尘    

近年来，有些单位在降尘管与多管除尘器之间增加一段旋风除尘器或惰性除尘器，从而使粉尘浓度达到排放标准。现已在烧结厂的废气除尘系统采用静电除尘器的设计，不久即将投入运行。宝钢的烧结废气除尘系统采用ESCS型超高压、宽极距的电除尘器，用以净化高比电阻粉尘，己初步取得经验。

（1）烧结机废气除尘：含铁原料烧结主要使用抽风带式烧结机。烧结机产生的废气主要含粉尘和SO2、NOX等有害物质。烧结机废气的除尘，可在 大烟道外设置水封拉链机，将大烟道的各个排灰管、除尘器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉链机槽中，灰分在水封中沉淀后，由拉连带出。除尘设备一般采用大 型旋风除尘器和电除尘器。

    （2）烧结机烟气中二氧化硫的治理

①高烟囱排放：烧结机烟气中二氧化硫的浓度一般在500～1000ml/m3，高的达到4000～7000ml/m3。该废气的排放量大，若回 收在经济性上还有一些问题，故大部分国家仍以高烟囱排放为主。按照烧结生产的需要，烟囱高度100～120m即可。但为保护环境，许多发达国家采用更高的 烟囱。

②烟气脱硫：在烧结机烧结时产生的烟气中,二氧化硫的浓度是在变化的.其头部和尾部烟气含SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高。为减少脱硫装 置的规模，可只将含SO2浓度高的烧结尾气引人脱硫装置。世界各国烧结机脱硫研究已进入实用阶段。如日本的氨硫铵法、石灰石膏法、钢渣石膏法；前苏联的是灰石膏法和循环菱镁矿法以及我国的苟性苏打亚硫酸盐法等。该法是以亚硫酸铵溶液作为吸收剂，生成亚硫酸氢铵，它再与焦炉中排出的氨气反应，生成亚硫酸铵。亚硫酸铵又作为吸收剂，再与SO2反应。这样往复循环的反应，亚硫酸铵的浓度愈来愈高。到一定浓度后，将部分溶液提取出来，进行氧化，浓缩成为硫酸铵回收。     

 3.2  烧结厂环境除尘   

烧结厂的原料准备，混合料、成品烧结矿等除尘系统一般称为环境除尘系统，包括以下几方面：

（1）原料准备系统除尘：

烧结原料准备工艺过程中，在原料的解收、混合、破碎、筛分、运输和配料的各个工艺设备点都产生大量的粉尘。原料准备系统除尘，可采用湿法和干法除尘工艺。对原料场，由于堆取料机露天作业，扬尘点无法密闭，不能采用机械除尘装置，可采用湿法水力除尘， 即在产尘点喷水雾以捕集部分粉尘和使物料增湿而抑制粉尘的飞扬；对物料的破碎、筛分和胶带及转运点，设置密闭和抽风除尘系统。除尘系统可采用分散式或集中 式。分散式除尘系统的除尘设备可采用冲激式除尘器、泡沫除尘器和脉冲袋式除尘器等。旋风除尘器和旋风水膜除尘器的效率低，不宜使用；集中式系统可集中控制 几十个乃至近百个吸尘点，并装置大型高效除尘设备，如电除尘器等，除尘效率高。

（2）混合料系统除尘：

在混合料的转运、加水及混合过程中，产生含粉尘和水气的废气。热返矿工艺产生大量的粉尘－水政气共生废气，该废气温度高、湿度大、含尘浓度高，是治理的重点。冷返矿工艺由于温度低，不产生大量的水蒸气，只在物料转运点产生含尘废气。解决混合料系统废气治理的关键是尽可能采用冷返矿工艺。混合料系统的除尘应采用湿式除尘，除尘设备可采用冲激式除尘器等高效除尘设备。

（3） 成品烧结矿系统除尘   

成品烧结矿系统是指烧结机尾卸矿部、冷却设备及整粒设施等工艺过程。这个系统各尘源点的含尘浓度高，处理风量大，是烧结厂除尘的主要部分。一是机尾除尘，目前多采用静电除尘器，二是整粒设施除尘，除尘措施是按工艺生产系统设立集中或分散的除尘系统，选用静电除尘器或环隙式脉冲袋式除尘器等。

4  除尘灰利用初步设想 

4.1  小球团烧结工艺

为了有效利用烧结、高炉、转炉除尘灰及炼钢污泥，回收铁成份。回收企业生产过程中的废弃物，降低生产成本。结合国内先进的处理技术，将除尘灰配加氧化铁皮、生石灰、煤粉等压实成球，作为转炉冶炼的渣剂，进一步对铁元素进行提炼。炼铁事业部烧结厂做出以下考虑。

将各种除尘灰、铁泥、煤粉等原料进行混合，加入粘结剂进行搅拌，再用压球机成球，最后通过光照和风等自然干燥过程，形成干燥的铁泥球。 

生产的产品用于电炉造渣和发泡，减少电炉钢铁料氧化损耗、减少炉体损耗；同时产品用于转炉造渣，减少转炉的钢铁料消耗，回收铁成份。 

该工艺主要设备为：料仓、混料仓、搅拌机、压球机，以及铲车、叉车、除尘灰运输车等车辆。 

该工艺建成后，能够消化厂内产生的除尘灰，充分利用废渣资源，变废为宝。

4.2  制备肥料 

鉴于烧结除尘灰（尤其是机头除尘灰）中钾含量较高，而我国又是一个钾资源匮乏的国家，有研究提出，采用烧结除尘灰制备钾肥。 

实验表明，采用烧结机头除尘灰制备农用硫酸钾和（K,NH4）SO4+(K,NH4)Cl混合结晶等产品在工艺上是可行的，除尘灰中钾元素的脱除率和钾资源的回收利用率均在92%以上，所制得的硫酸钾产品质量可以达到GB20406-2006标准中农用硫酸钾合格指标要求。并且，还可以进一步与优等品磷肥（P2O5）进行复配，生产高钾、含氯的高浓度N+P2O5+K2O复合肥。 

4.3  制取氯化铅 

烧结原料中，一些铁矿石和厂内循环物料中含有铅。铅会随烟气进入烧结机头除尘系统中。分析表明，烧结机头除尘灰中铅的存在形式有PbCl2、Pb4Cl2O4、PbO。可以回收利用其中的铅。通过加入盐酸和氯化钠混合溶液，通过氯化浸提方式回收其中的氯化铅。 

研究表明：结合烧结除尘灰制备钾肥的工艺，分别提取其中的钾与铅，达到综合利用的目的，将获得更好的经济效益 

5  典型案例分析

烧结除尘灰综合利用项目是北京日川联合能源投资有限公司近期重点推出的项目，项目信息真实有效。本项目技术突破现有烧结除尘灰提取工艺，将烧结除尘灰经过浸出、浸出液净化、蒸发浓缩、冷却结晶、干燥等生产过程得到氯化钾产品，同时富集得到含铅、银、铜、

锌等有价元素产品，形成具有自主知识产权的现代提取技术，做到无害化处理，无废气、工业废水排放。工艺顺畅，操作简便，技术成熟，生产成本低，项目符合国家产业政策的发展方向。该技术解决了目前钢铁厂除尘灰只能返回烧结的难题，除了能降低除尘灰带来的损害外，还能帮助钢铁厂每年节约数百万能耗，同时提取出的氯化钾为国内紧缺的资源，市场供不应求，达到化害为利、变废为宝，具有很好的经济效益和社会效益。

《国家环境保护“十二五”规划》指出，“十二五”期间，钢铁工业环保的主要工作将集中在淘汰落后、烧结脱硫脱硝、烧结高效除尘和二英污染防治等四大领域。其中，烧结高效除尘问题一直没有得到有效解决。例如，炼钢工序使用脱盐水，大大减缓了工业用循环水结垢和藻化的倾向，减少了新水的补充，同时也减少了废水的排放。与此同时，由烧结除尘灰回收的除尘灰由于富含易溶于水的钠盐、钾盐，不宜堆存和深埋，一直困扰炼铁厂正常的生产组织，返回烧结也是不得已而为之。而产出的脱盐水的同时，产出的高浓度废盐水也成为一个环保的难题。

该技术的原理是：将烧结除尘灰经过浸出、浸出液净化、蒸发浓缩、冷却结晶、干燥等生产过程得到氯化钾产品和其它有价原料，形成具有自主知识产权的现代提取技术，溶液内循环、浸出渣再利用，无废气排放，资源利用彻底，不产生新的废弃物，所提取出的氯化钾为国内紧缺的资源，达到化害为利、变废为宝，具有一定的经济效益和社会效益。 

本技术工艺具有三个特点：第一是针对性强，根据烟尘成分的差别，针对不同的钢企聚集区或某一家钢铁企业开发一套适应性的工艺。第二是处理彻底，采用的技术路线可以把烟尘中的有价组分完全分离，实现资源化综合利用，达到零排放。第三是有一定的经济性，我们开发的技术在实现巨大的社会效益同时，还可以产生一定的经济效益。

本技术经历了试验室和工业化阶段的检验，现已申请国家三项专利，并具有成熟的工艺和生产线。在西部某地区近两年来的生产实践证明，本技术已经取得了良好的效果，能有效地分离烟尘中的有价组分，成功回收其中的钾、铅、银、铜、铁。本技术不但解决了钢铁企业的难题，而且实现了资源综合利用。 

从已经实施的项目来看，氯化钾提取率≥90%，铅提取率≥98%，铜提取率≥80%，铁提取率≥65%。整个项目投资千万，综合收益在数百万元之上，项目收益可观；投资回收期平均为2-3年，极具操作性。

2011年我国钢产量6.68亿吨，日烟尘量为2800-3500吨，排放量巨大！目前其他钢铁厂还没进行烧结除尘灰全面回收，大多是返回烧结或外销提取氧化锌。

6  总结

烧结粉尘如果不经过特殊的处理就排放在空气中，会造成严重的环境污染。而经过处理、收集之后，不但可以减少烧结工艺的排放量，还可以利用收集到的烧结粉尘作为新的能源来加以利用，可以产生巨大的经济效益！因此，烧结厂的粉尘处理是势在必行的，是经济效益和环境效益同时要求的。

7  参考文献

[1] 刘兵.  烧结厂环保除尘技术的研究分析[J]. 资源节约与环保. 2014(05) .

[2] 靳焱,李红喜.  袋式除尘器在烧结厂发展前景[J]. 才智. 2012(12) .

[3] 刘承军.  首钢矿业烧结厂粉尘监测防治实现电子化管理与控制[J]. 冶金自动化. 2008(03). 

[4] 重点炼铁厂烧结厂厂长会议[J]. 钢铁. 1987(06) .