含铁尘泥是钢铁企业在原料准备、烧结、球团、炼铁、炼钢和轧钢等工艺过程中进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后得到的固体废物，产出量约占总钢产量10%。目前，国内外处理含铁尘泥的途径主要有多种尘泥经混匀均质化或造粒后回用烧结工艺、OG泥与氧化铁皮造块回用转炉造渣工艺和高含锌的尘泥脱锌工艺。高含锌的尘泥脱锌工艺有物理法、湿法和火法3种，其中火法工艺应用较为普遍的为转底炉直接还原工艺。国内有几家大型钢铁企业正在建转底炉生产线。马钢新区20万t尘泥脱锌转底炉工程已于2009年7月中旬正式投产，处理含锌12%左右的尘泥，回收含锌量达到60%--65%的富锌粉供锌冶炼厂作锌富料，获得较好的经济效益。转底炉处理高锌尘泥发展前景广阔，但处理中低锌尘泥是否经济合理尚有待探讨。
鞍钢含铁固废的产出量逐年增多，每年在烧结炼铁系统利用的含铁固废就有百余万吨，但仍有部分固废没有得到合理利用，瓦斯泥因含锌较高未在烧结中利用而堆存。针对含铁固废的特点，鞍钢进行了全尘泥废料冷固团块自还原试验研究。在此基础上，完全用含碳尘泥和含铁尘泥配制成自还原性冷固团块，在不添加其他还原剂的条件下，利用转炉或铁水罐热环境，将含锌尘泥中的铁氧化物自还原而利用，开辟了尘泥利用新途径，减轻高炉锌负荷，避免高炉结瘤，同时解决了含锌尘泥的对外处理和堆存问题，不仅降低了冶金炉料消耗，也减少了废弃物排放量。
尘泥团块的自还原试验
鞍钢进行了尘泥团块自还原试验，试验结果表明：在温度低于800℃以前，Fe2O3被还原率已高于95%，当温度高于900℃时，Fe2O3基本被还原了，金属化率和FeO还原率存在着一致的趋势，FeO还原成为金属铁温度应高于850℃。
而随着温度的升高，尘泥团块中锌、铅的脱出率提高，当温度在800℃--900℃时，随着温度的提高，锌、铅的脱出速率提高，锌、铅的脱出率增加的幅度大；当温度继续升高，增加的幅度稍有降低；当温度达到1000℃以上时，增加的幅度趋缓，当温度达到1200℃时，尘泥团块的锌、铅脱除率已接近100%。
随着温度的升高，尘泥团块中碱金属的脱除率不断提高，当温度达到1100℃时，碱金属的脱除率达到最高，但仍不到70%。
用不同含碳量的尘泥团块在1100℃恒温还原30分钟进行自还原，随着尘泥团块中游离碳含量的增加，铁金属化率不断提高，当尘泥团块中游离碳含量为13.32%时，铁金属化率已达95%；而尘泥团块中的游离碳含量继续增加时，尘泥团块的金属化率增加趋势迅速减小。随着尘泥团块中游离碳含量的增加，锌脱除率反而降低。这是由于随着尘泥团块中游离碳含量的增加，含锌高的瓦斯泥用量也相应增加，随之带入的锌总量必然增加。另外，试验结果表明，铅脱除率、氧化钠脱除率、氧化钾脱除率与游离碳含量关系不大。而添加促进渣铁分离的添加剂后，尘泥团块的渣铁分离效果非常明显，可保证投入铁水罐后的铁收得率。
利用炼钢余热将冷固尘泥团块直接还原
鞍钢自2009年1月起，将冶金尘泥制成冷固自还原团块，满足了其在转炉中自还原的需要，实现了“废料-冷固团块-炼钢”的短流程、低能耗小循环工艺，取代了“废料-制球-烧结-炼铁-炼钢”大循环处理冶金尘泥的工艺，实现了用尘泥团块替代废钢，高效回用其中铁等金属（收得率≥90％），降低冶炼成本，促进转炉化渣的使用目的，其温降达到8℃--14℃，与废钢的冷却效果接近。
炼钢加入量及操作比较灵活：可在兑铁后、吹氧前一次加入，这种加入方式是最安全可靠的；也可以兑铁前加一部分，兑铁后加一部分；还可以兑铁前加一部分，兑铁后下枪吹炼过程中逐渐加入。但由于含铁尘泥中含硫量较高，导致尘泥团块中含硫量也较高，冶炼时应根据钢种等情况合理选择加入量。同时，由于尘泥团块中的FeO含量较高，成渣速度较快；但终渣偏稀不利于溅渣护炉操作。冶炼过程中应控制好枪位，并根据其他物料情况决定加入量，避免冶炼过程中跑渣，影响操作。根据铁水的装入量、温度和出钢量，每炉次最大加尘泥团块15t。另外，对于终渣偏稀而影响溅渣护炉操作等问题，还有待进一步深入研究。
尘泥团块加入转炉的方式、加入量不同，对钢水温降效果基本无影响，最高温降16℃/t，最低温降8℃/t，平均约为13℃/t左右。
加尘泥团块试验炉次的吹损最高为10.39%（其中两炉吹损偏大，为严重过氧化所致），最低为2.58%，总体平均为6.59%，其中260吨转炉的平均吹损率为6.37%，按不使用尘泥团块时的平均吹损率8.51%（终渣氧化性变化不大）折算，尘泥团块中铁的收得率平均约90%。
尘泥团块对钢水中硫的影响随着入炉铁水初始硫含量的变化而变化，当铁水中的含硫量较低时，钢水中的硫增加，平均每吨尘泥团块使钢水硫增加3.8ppm，最高为16ppm。而当铁水初始硫较高时，钢水中硫有不同程度的降低，不仅未引起钢水增硫，相反还有一定的脱硫能力。
利用鱼雷罐将含铁尘泥再资源化
鞍钢将含锌尘泥配制成铁水温度环境下铁氧化物和锌氧化物能够自还原的尘泥团块，加入炼钢折铁后的红热铁水罐中。加入方式分为3种，第一种为在出铁前一次性将目标加入量的尘泥团块加入铁水罐中；第二种为在出铁前将目标加入量的一部分加入铁水罐，其余部分在出铁过程中随铁水流一起加入罐中；第三种为在出铁过程中将尘泥团块在砂口前逐渐投入铁水主沟中，直至目标加入量。
试验中可看出罐中渣层流动性很好，渣层表面已看不到未熔化的团块，反应效果理想。这说明鱼雷罐保温性能好，可保证尘泥团块反应条件。折铁过程中渣铁界面分明，脱硫前表面形成渣层，而且加尘泥团块的铁水没有发泡现象，均正常折铁。
加尘泥团块每罐平均受铁时间34分钟40秒，不比基准罐慢。鱼雷罐加尘泥团块量为铁水量的0.84%--2.25%，平均每罐盛铁量为237.6t，比基准罐高出21t。鱼雷罐到高炉出铁前的温度大致在785℃--1000℃，平均温度为899℃。试验空罐温度为893℃，比基准空罐温度低了44℃。脱硫前铁水温度与高炉铁水温度之差为铁水温降，试验罐铁水温降比基准罐温降幅度高4.6℃。加尘泥团块试验罐的平均铁水温降比未加尘泥团块的基准罐的温降低2.86℃。从以上分析可知：加尘泥团块对鱼雷罐铁水温度没有太大影响，鱼雷罐加尘泥团块后，脱硫前铁水温度满足脱硫和炼钢的要求。
鱼雷罐中加尘泥团块后，铁水中S有升高的趋势，而C、Si、Mn、P、V、Ti均有不同程度的降低趋势。脱硫前铁水中S平均升高了0.004个--0.005个百分点，C、Si、Mn、P、V、Ti平均分别降低了0.035--0.095、0.065--0.085、0.020--0.023、0.003--0.004、0.001、0.020--0.023个百分点。这说明尘泥团块起到了一定的铁水脱硅、脱磷作用，同时，也伴有脱碳、脱锰现象，这也是加尘泥团块而未引起铁水温降的主要原因之一。
尘泥团块中的FeO平均为29.69%，SiO2为4%，P为0.023%，TFe为51.29%。以出铁过程中带渣0.5%和试验数据可以估算出尘泥团块中铁还原率约为85%。
一年多的生产实践证明：用鱼雷罐、转炉处理鞍钢含锌含铁尘泥，技术工艺是可行的，经济上是合理的。
< 完 >
