变“泥”为“铁” 点“石”成“金”———转炉炼钢污泥生产铁粉技术研究

　　在转炉炼钢过程中，大量粉尘颗粒进入除尘系统，成为转炉炼钢污泥。转炉吨钢可产生污泥17千克~22千克，这些污泥烟尘的粒度较小，含铁量高，杂质也较多。炼钢污泥中有很大一部分是金属铁，如果能够加以提纯利用，将带来较大的经济价值。

　　国内外炼钢污泥利用技术和现状

　　炼钢污泥属于含铁粉尘的范畴。目前，国内外对转炉炼钢污泥回收利用的主要途径有：用作烧结或球团原料制成海绵铁或返回造块；用作建材配料生产水泥；采用适当工艺处理生产高附加值产品，如氧化铁红、磁性铁氧体、聚合硫酸铁等。但是，由于炼钢污泥中的杂质不好去除，通过这些方法生产的产品附加值较低，投资大，运行成本高，产品的市场小，难以形成规模。

　　由于炼钢污泥含有15%~35%的金属铁，可直接分离出铁粉。将炼钢污泥经过分级处理后，其尾料仍可作烧结配矿用，而提取的铁粉有着更广泛的用途，可以达到最佳的综合利用效果，如将提取的铁粉作为钛白粉生产的还原剂直接销售；或进行二次还原用于粉末冶金、焊接材料、表面处理等。武钢经过一系列的试验工作，成功地从炼钢污泥中分离出MFe≥90%、TFe≥96%的铁粉，再经过二次还原进一步处理，可以获得TFe≥98.5%铁粉。

　　武钢实现了对转炉炼钢污泥的综合利用，从炼钢污泥到尾泥，实现了全部资源的利用，污水经过过滤、沉淀后又重新回到生产线，起到了节水、节能的效果。

　　2005年，转炉污泥工业生产铁粉的工艺路线已经形成，各工序所选设备和参数均能满足生产要求。2005年7月，完成工业化生产的全部工作，生产线正常投产，并达到5000吨/年的设计能力，产品质量达到预期水平，金属铁含量达到并超过90%，故取名90铁粉。2013年，武钢粉末冶金公司在原工业化生产线的基础上实施规划改进扩产工作，建设了年产5万吨的90铁粉生产基地。这是国内第一条实现大规模自动流水90铁粉生产线。90铁粉也成为该公司一个最重要的产业。

　　炼钢污泥提纯铁粉应用广泛

　　还原剂用铁粉。炼钢污泥制取的90铁粉，以其较高的金属铁含量和较高的比表面积，可作为硫酸法生产钛白粉等化工行业中的还原剂，是铸铁屑等传统金属铁还原剂的理想替代品。90铁粉不仅杂质含量低，反应活化能高，而且活性好。

　　包芯线用铁粉。包芯线由带形钢带包卷合金粉末而成，其品种有：Ca-Fe线，Ca-Al-Fe线、Si-Ca线、Al-Ca线，稀土线、Ti-Fe线、C线等。其中，Ca-Fe线、Ti-Fe线和Ca-Al-Fe线中都要用到铁粉。包芯线中对铁粉的粒度和杂质含量都有严格要求，而炼钢污泥制取的90铁粉均能满足以上要求。

　　喷砂铁粉。喷砂铁粉在表面处理工艺中应用非常广泛，通过喷砂处理，能获得比磨砂处理更好的表面光洁度和喷涂层附着能力。90铁粉的球形形态具有普通喷砂铁粉不具备的优势，通过特殊处理工艺加工的90铁粉，铁含量达到98.5%，粒度控制严格，能够满足工艺要求。

　　氧-熔剂切割用铁粉。有些金属，例如含铬量较多的钢（如不锈钢、耐热钢等）以及铸铁、有色金属等，用一般的气割方法无法切割。氧-熔剂切割法可以切割用常规气体火焰切割方法难以切割的材料，其所加熔剂的成分主要是由铁粉、铝粉、硼砂、石英砂等组成。切割不锈钢及高铬钢时，可采用90铁粉作为熔剂。切割高铬钢时，也可采用铁粉与石英砂按1∶1比例混合的熔剂。 

　　磁性胶用铁粉。磁性胶是锶铁氧体磁粉与塑料复合而成的一种功能性复合材料，具有磁力强、表面光滑、柔软可折叠和易加工等特点，是各种玩具、工艺装饰品、磁性门吸、文教用品、广告标志等生产厂家最佳的配套使用磁性材料。采用细粒度、低品位的90铁粉用于生产磁性胶，可以降低生产成本，提高产品性能。

　　电焊条用铁粉。在焊条药皮中加入8%以上的铁粉，能起到提高焊条性能的作用。而传统铁粉价格较高，除高效铁粉焊条和重力焊条在药皮中必须加入大量的铁粉外，在价格竞争激烈的市场中，售价较低的J422焊条通常都不采用铁粉。而质量稳定的低价位90铁粉在国产J422焊条生产中大量推广，其应用前景看好。

　　其他用途。用90铁粉还可生产出炼钢铁块、配重橡胶等，通过氢气精还原等工艺可获得粉末冶金用铁粉。此外，90铁粉以其金属铁的物理化学特性还可以作为化工原料，用于有色金属冶炼、环保、生物、医药等行业。

　　炼钢污泥生产铁粉技术使得废弃资源变成了高附加值的90铁粉，尾料也可以制作成烧结球团配矿，因此全部得到了循环利用。此生产过程无废弃物排放，避免了二次污染；生产过程中的水经处理全部循环使用，没有废水排放；由于采用湿法生产，对周围环境无粉尘污染。转炉炼钢污泥提取铁粉技术及其产业化，可提高转炉粗颗粒铁粉的综合利用水平，有利于粉尘的回收，变废为宝，更好地保护环境。利用炼钢转炉粗颗粒生产铁粉，是一项重要的技术创新，它不仅可生产出90铁粉，而且可以生产出高质量、高附加值的还原铁粉，从而有力地促进了粉末冶金行业的快速发展。