高炉除尘灰脱锌回转窑与次氧化锌回转窑燃烧器

高炉除尘灰脱锌回转窑处理含锌除尘灰，通过智能配料、造球、还原、余热利用等步骤回收锌资源，产出次氧化锌和窑渣。工艺成熟，成本低，可处理高锌除尘灰，但物料配比和温度控制不当易结圈，还能协同处置多种固废。

高炉除尘灰脱锌回转窑可资源化处置烧结除尘灰、转炉灰、高炉布袋灰等含锌除尘灰，实现全厂含锌除尘灰的脱锌回收和循环利用。高炉除尘灰脱锌回转窑结合水洗线协同处置技术，能够有效去除尘泥中的钾、钠、氯等元素；对原料进行成球预处理，减少结圈发生，有效提高回转窑运行稳定性；

高炉除尘灰脱锌回转窑处置工艺：高炉除尘灰脱锌回转窑主要燃料为高碳除尘灰，各种物料混合后一同配料入窑，具体原料配比需根据原料中含碳量大小及相关化验进行调整。原料中含铁、少量氧化锌、碳，均可在处理过程中得到有效利用和回收。回转窑产生的含铁窑渣可作为烧结纯净原料，送烧结进行配料。

除尘灰中含有部分碳粉，具有一定热值，在回转窑生产中可代替部分燃料燃烧供热，降低生产燃料的消耗。除尘灰中氧化锌在回转窑内高温还原气氛中还原为金属锌，并挥发为锌蒸汽进入回转窑烟气系统中，与过剩氧气结合重新生成氧化锌粉尘，最终在余热锅炉、表冷器、布袋收尘器、脱硫脱硝收尘器中收集。

高炉除尘灰脱锌回转窑工作原理：含锌除尘灰混合料中的焦粉在高温环境下反应生成CO，回转窑利用锌的沸点低（Zn的沸点约907℃）、高温易挥发的特点，通过CO把物料中的锌等有价金属还原，还原出的金属锌（Zn）挥发后在高温有氧环境下再次被氧化为氧化锌（ZnO），含有氧化锌（ZnO）的高温含尘烟气通过余热锅炉、表面冷却器等设备降温后进入收尘系统被回收，剩余的含铁固态窑渣经过水淬后回收利用。

金属Zn在除尘灰中主要以ZnFe2O4/ZnO等形式存在。高炉除尘灰脱锌回转窑生产系统包括:原料准备系统、回转窑还原系统、烟气处理系统、炉渣冷却系统。

1. 原料准备系统：含锌除尘灰主要通过气力输灰或吸排罐车输送到料仓，料仓中的物料通过皮带秤定量给料；根据回转窑处置含锌尘泥所需的温度，经过热工计算入窑物料的含碳量一般需达到20%左右，因此需要根据处理含锌尘泥物料的种类、成分及处理量计算是否需要添加焦粉等作为燃料及还原剂，并根据焦粉热值计算出添加量。一般要求焦粉的固定碳＞65%，挥发份＜10%，灰分＜10%。 各含锌物料采用强力混合机混料并通过圆盘造球机造球，混合造球中会加入一定的水分，造好的球送到回转窑；含锌物料经过充分混合后进入圆盘造球机造球，物料粒径约3－8mm（粒径＜3mm在回转窑中易结圈，粒径＞8m会影响物料中锌元素的挥发）；球体通过下料管溜入回转窑，经过预热干燥、高温煅烧后含锌物质挥发与氧结合后再次氧化并随烟气进入烟气系统降温回收其中含锌物料，含铁窑渣进入窑渣处理工序；
2. 回转窑还原系统：回转窑主体分为预热干燥段、反应段、冷却段三段，窑体有一定的倾角，斜度一般3.5%，转速0.437-2.18rpm，原料加入窑体后回随着回转窑转动从窑尾移动至窑头。主要用来干燥物料及物料升温，物料进入窑尾之前含水量约10－30%，通过溜管进入窑尾后在干燥区受到窑头过来的高温气体加热物料升温后水分迅速蒸发，从低温固态向高温半熔融态过度，燃料中的碳开始燃烧反应；当温度低于550℃时会导致锌的挥发率降低，温度超过700℃时炉料易结圈影响锌的挥发所以最佳温度区间550－700℃。热量主要靠含锌尘泥或焦粉等燃料燃烧放热、CO或挥发份与窑内氧气反应放热，配套郑州中威环保设备有限公司设计的窑头回转窑燃烧器喷出的煤气补热，在反应区内发生锌等元素还原挥发，反应区温度一般控制在1100－1250℃，反应区的长度最长。

靠近回转窑窑头区域，焦粉等燃料及含锌尘泥中的碳燃烧反应基本结束，温度一般在950℃左右。含铁窑渣在冲渣溜槽中水淬粒化，冷却后由抓斗捞出控水后转入中转仓筛分破碎后转运至烧结；

1. 炉渣冷却系统：余热锅炉沉降室和表面冷却器收集的粉尘，当物料含锌量较低时进行水洗，经压滤后得到含氯较低的滤饼（返回配料）和含盐较高的滤液（污水处理）。余热锅炉包括沉降室、锅炉本体等；回转窑窑尾高温气体经过余热锅炉本体冷却，吸收的显热产生低压饱和蒸汽；回转窑窑尾500－600℃的高温气体经余热锅炉冷却后温度降至300－400℃，吸收的显热可产生约1MPa的低压饱和蒸汽，余热锅炉底部的积灰输送至返粉洗氯。

经余热锅炉降温后的烟气进入表面冷却器后温度可降至160－180℃，降温后的烟气进入布袋除尘器富集氧化锌粉尘经气力输送至储存仓后打包外售，底部的积灰返粉洗氯。

高炉除尘灰脱锌回转窑结圈的原因：粉末多、低熔点物质及液相的形成、回转窑热工制度不合理等。高炉除尘灰脱锌回转窑内还原性气氛较强，物料中的铁氧化物易与CaO/SiO2/Al2O3等形成低熔点的橄榄石和铝铁酸盐类物质，在窑中高温融化生成液相，随着液相增多加剧物料中相互粘结，结圈物料不断形成和长大增厚形成严重的结圈。

若已发生结圈，需采用“洗窑”的方式处理结圈，即通过加入燃料提高窑内温度或通过多通道回转窑燃烧器喷出的长火焰烟气高温进行“烧圈”处理，使结圈物在高温下软化并在重力作用下脱离窑壁随物料排出回转窑。采用新型高炉除尘灰脱锌回转窑工艺处理含锌尘泥不仅可以分理出含铁量较高的窑渣返回钢铁流程循环利用，还可以回收次氧化锌产品回收宝贵的锌资源，具有良好的经济效益和社会效益。