真空碳热还原高炉粉尘制备高纯锌热力学模拟研究

王燕玲，夏建波，吉家睿，施 炼，胡荣慧，黄 润

(1.贵州大学材料与冶金学院，贵州 贵阳 550000；2.云南巨星注安事务所有限公司，云南 昆明 650106)

在钢铁生产过程中会产生大量的粉尘，较为常见的有电炉粉尘、高炉粉尘和转炉粉尘，其中电炉粉尘约占炉料的1%～2%[1]，高炉粉尘约占炉料的2%～4%[2]，少量粉尘来源于转炉等工艺生产中[3]。粉尘是钢铁厂主要污染源之一，同时，也是一种潜在的二次资源[4]。粉尘中成分比较复杂，以Fe元素和Zn元素居多，同时还含有如Pb、Cr、Cd、Cu、Ag等微量元素[5]。由于我国粉尘处理技术研究起步较晚，大量粉尘堆积得不到处理，不仅导致金属资源、土地资源浪费，露天堆积时，在雨水作用下重金属会渗入地下，造成环境污染[6]。

目前含锌粉尘处理工艺主要有固化处理、火法和湿法处理等[7,8]。固化处理是将电炉粉尘与粘结剂均匀混合后进行直接填埋[9]，此法操作简单，可实现粉尘无害化，但无法回收利用粉尘中有价元素，造成金属资源严重浪费；火法工艺是将原料与还原剂按一定比例混合均匀后在高温下焙烧，锌在高温还原气氛下挥发，在冷凝系统中被收集，此法生产效率高、原料适用性广，但其存在能耗高、设备投资大等缺点[10,11]；湿法工艺是利用酸、碱、盐对粉尘进行浸出，此法可降低能耗，但存在浸出率低，对设备腐蚀大等缺点，且后续除杂困难[12,13]。

随着钢铁产量逐年增加，粉尘处理形势不容乐观，大量科研工作者对此做了很多研究。杨莹等[14]分析电炉粉尘中主要物相的还原行为，研究配碳量、温度和反应时间对还原产物的影响，在最佳还原条件下铁酸锌的分解率仅为70%，从而限制了锌、铁的回收；……