钢铁冶金中除尘灰的回收和压制成煤：化腐朽为神奇

什么是除尘灰？

除尘灰又称钢铁灰、含铁粉尘，或具体名称如 EAF 灰和转炉灰，是使用除尘系统（如布袋除尘器、静电除尘器或洗涤器）从钢铁生产的各个阶段收集的细颗粒物质。这些粉尘主要由富含铁的氧化物颗粒以及不同数量的锌、铅、碱和其他化合物组成。尽管除尘灰传统上被作为固体废弃物处理，但现在人们越来越认识到其资源潜力。除尘灰的铁和锌含量很高，是炼钢和相关行业回收利用的宝贵材料。

Mixtures after mixed with binder

全面了解除尘灰的成分和来源是评估其作为宝贵资源的潜力的基础。在此基础上，才能更清晰地了解钢铁生产过程中产生的粉尘量，并突出有效回收利用粉尘的相关技术机遇和挑战。

除尘灰中隐藏的资源

除尘灰是含铁粉尘的一种主要形式，虽然经常被当作废物处理，但它含有高达约 60% 的氧化铁，是一种宝贵的二次资源。钢铁生产的每个主要阶段都会产生大量粉尘。 行业数据显示:

• Sintering produces 0.9 to 15 kg of dust per ton of sinter
• Blast furnace emits 9 to 22 kg per ton of hot metal
• Converter generates 9 to 15 kg per ton of crude steel (converter dust)
• Electric arc furnace (EAF) releases 16 to 20 kg per ton of crude steel (EAF dust)

然而，钢铁粉尘的超细粒度和复杂成分给直接再利用带来了挑战。本文探讨了钢铁粉尘的分类、技术障碍和实用的钢铁粉尘回收方法，如冷压块和转底炉（RHF）还原。

除尘灰/钢粉尘中的成分（%）
灰尘类型	TFe	CaO	SiO2	氧化镁	锌	C	Al2O3	Na2O	Pb
烧结粉尘	23.1	11.0	3.2	1.5	0.5	10.0	1.5	2.24	2.15
高炉粉尘	24.2	3.5	2	4.2	6.7	33.3	1.9	0.63	0.15
转换器粉尘	60.7	10.5	4.4	2.5	0.11	1.6	1.7	0.43	0.03
电炉粉尘	~36				~25	~2			~4

除尘灰的起源和种类

除尘灰主要有两种分类方法：按生产工艺和除尘系统。

按生产工艺

灰尘类型	资料来源	颜色	体积密度	关键要素
烧结粉尘	烧结烟气	灰白色	1.2 克/立方厘米	Fe、K、Na、Cl
高炉粉尘	通过袋式除尘器排放顶部气体	深灰色	0.75 克/立方厘米	铁、碳
转换器粉尘	转换器废气	灰红色	0.84-1.5 克/立方厘米	铁、钙、锰
电炉粉尘	废料熔化	可变	1.1-2.5 克/立方厘米	铁、锌、铅、氯

按集尘系统分类

烟气除尘灰: 在钢铁生产过程中的高温下收集。其成分通常很复杂，并因阶段而异。

环保除尘灰: 通过常温静电系统捕获。化学性质稳定，更可回收利用。

为什么细粉煤灰难以回收？

从技术角度看，除尘灰的处理面临多重挑战：

• 极细颗粒: Particles smaller than 100 μm exhibit low inertia, (particles are easier to be moved), resulting in poor bonding and weak briquette structure.
• 孔隙敏感性： 孔隙率对煤球质量有着至关重要的影响。孔隙率高会导致密度低和机械强度差，使煤球在干燥、运输或装炉过程中容易破裂。相反，过低的孔隙率会减少内部反应表面积，阻碍粘合剂的渗透，从而对还原效率产生负面影响。
• 活页夹分发: 细颗粒难以均匀涂覆。粘结剂使用过多会增加成本和沉渣率；使用过少会降低内聚力。
• 热风险： Zn, Pb, Cl, and alkalis can vaporize in furnaces, causing slagging, gas flow disruption, and refractory wear. These risks significantly limit the direct reuse of fine dust in traditional high-temperature operations. However, specialized thermal reduction methods such as Rotary Hearth Furnace (RHF) technology offer a targeted solution to remove/recycle these volatile elements(Zn) while recovering valuable metals (Fe).

除尘灰的回收解决方案：冷压块和减少 RHF

冷压块

冷压块 通常，这种方法是将 2-3 种或更多的原料（如除尘灰）与其他富含铁的残渣（如氧化铁粉或转炉污泥）或更多的粘结剂混合在一起。混合物在室温下压制成煤球，无需热输入。

压块钢粉的优势：

• Simple process with low energy consumption (no heating required)
• Cost-effective solution for reusing Iron-bearing dust and other iron-rich waste
• 只需稍加改动即可适应现有生产线

局限性：

• Briquettes may have reduced strength at high temperatures using improper binderResidual impurities such as Zn or Cl may accumulate in the furnace if not properly managed
• Cold briquetting is best suited for iron-bearing materials with moderate impurity levels and applications that do not require high-temperature performance. 
• For steel dust streams containing high concentrations of volatile metals such as zinc, rotary hearth furnace (RHF) reduction is  is then brought to the game.

减少 RHF：

Steel dust contains elements such as Zn, K, and Na. If directly returned to the sintering process, it can lead to a decline in sinter quality, affect the stable operation of the blast furnace, and shorten its service life. The accumulation and circulation of zinc can cause accretions inside the furnace and tuyere damage, resulting in elevated top gas temperatures and seriously impacting production.

Therefore, de-zincing treatment is necessary. By mixing zinc-containing steel dust with carbonaceous materials and cold briquetting them using a binder, carbon-containing pellets can be produced and fed into a 转底炉 (RHF)在这里，它们被直接还原成金属化球团。去除有害杂质后，这些球团可在高炉中重复使用。

 减少 RHF 的优势：

• 分离和捕获锌等挥发性金属，进行二次回收
• Achieves high metallization rates (up to 70%) in the resulting metallic pellets
• Enables direct reuse of metallic pellets in blast furnaces or basic oxygen furnaces
• 减少有害元素的内部循环，提高炉子稳定性

有效回收除尘灰的技术考虑因素

为确保高质量的压块成型和高效的金属回收，必须在整个冷压块和 RHF 还原阶段精确控制几个技术因素：

压块

粒度管理： 颗粒小于 100 μm 的细粉尘会妨碍致密化。适当调整颗粒大小可提高压实度和压块强度。

活页夹选择： 选择具有适当热稳定性和粘合性能的粘合剂有助于提高生坯强度，并防止在加热过程中分解。

均匀混合： 确保粘合剂分布一致，避免压块中的薄弱点，提高冶金性能。

精确的材料配比控制 含铁粉尘、粘合剂和还原剂的精确混合对于确保还原完整性和球团稳定性至关重要。

支持高效金属回收的 RHF 工艺能力

转底炉（RHF）是高效回收除尘灰的核心技术。虽然不存在外部技术壁垒，但其特点直接有助于成功提取金属：

多级热处理 RHF 工艺包括干燥、预热、还原、卸料和冷却。每个阶段都能保证压块的结构完整性，并允许逐渐受热，以避免开裂或解体。

综合能源回收： 熔炉的余热可重新用于预热助燃空气和干燥入炉材料。这种闭环设计提高了能源效率，降低了运营成本。

富锌集尘器： 由于锌等挥发性元素会在还原过程中蒸发，RHF 系统会在专用过滤装置中捕捉这些元素，从而实现有色金属冶金的二次回收，并减少炼钢循环中的杂质积累。

建杰集团的除尘灰综合回收解决方案

建杰集团拥有近二十年的钢铁粉尘回收经验，结合先进的粘结剂技术和转炉（RHF）工程，为除尘灰提供端到端的回收解决方案。

量身定制的活页夹 根据除尘灰的特性（如含水量、粒度和杂质分布）制定用于压块的配方。

热稳定粘合剂选项可用于处理高锌电弧炉粉尘和转炉粉尘

冷压块支持

• 冷压块生产线的工程设计和设备选择，包括搅拌机、高压辊压机和干燥系统
• 优化粘合剂与材料的比例，提高压块强度并降低粘合剂成本
• 针对不同原料（如转炉粉尘、轧机鳞片或氧化铁粉）的工艺调整
• 现场支持工艺校准、材料流控制和煤球质量评估

RHF 工艺工程支持：

• 混音： Iron-bearing dust is blended with the binder and reductant (such as coal powder)
• 压块 和干燥： 混合物通过高压辊压机成型，并去除水分
• 供暖 The rotary hearth furnace operates at 1000 to 1300°C, achieving efficient RHF reduction of the briquettes within 15 to 20 minutes, Jianjie binder can resist high heat and help briquettes to remain intact under high temeprature
• 恢复： 该工艺可产生金属化颗粒供再利用，并以粉尘形式捕捉锌等挥发性元素，从而实现闭环回收。

能源优化：

此外，建杰的高强度压块在热加工过程中保持结构稳定，有助于减少回料，提高还原效率，从而直接降低能耗。这些高质量的压块还能让客户更好地利用现有的余热系统进行物料干燥和节能。

技术服务：

• 全套服务包括材料分析、实验室规模的冷压块试验、现场测试和生产规模的扩大
• Jianjie 还提供设备选择、参数优化和长期质量监测方面的指导

将除尘灰转化为机遇

除尘灰不再只是一种副产品。作为钢铁粉尘的一种形式，它代表着一种有待开发的宝贵资源。通过了解除尘灰的分类，解决处理超细含铁粉尘的技术难题，并采用量身定制的钢铁粉尘回收解决方案，钢铁制造商可以回收有价值的金属，减少对环境的影响，并提高运营效率。

建杰集团随时准备帮助您将 EAF 粉尘、转炉粉尘和其他形式的含铁粉尘转化为高性能煤球。 联系我们 立即联系我们，进行实验室测试或根据您的材料定制钢粉回收策略。