不锈钢厂电弧炉烟尘处理技术造成的金属和炉渣液滴的飞溅、被尾气直接带走的小颗粒炉料组成。与普碳钢或低合金钢厂电弧炉烟尘比较，不锈钢电弧炉烟尘含有更多的合金元素，但锌含量较低。目前不锈钢厂所采用的回收处理烟尘的工艺以熔融还原工艺为主。
在这些高温生产工艺中会产生大量的烟尘。据估计生产1不锈钢可以产生18~33kg因尘1231.烟尘中含有大量的有价金属，如铁、镍、钼和铬等，同时它还含有可浸出的有毒物质如六价铬、铅和锌等。本文介绍了不锈钢烟尘的理化性质和形成机理以及目前世界范围内的相关处理方法。
1不锈钢厂电弧炉烟尘的性质和形成机理1.1烟尘的理化性质不锈钢厂电弧炉烟尘一般呈棕褐色，大部分烟尘粒径在100m以下。这些细粉尘将会对回收或处理过程带来一定的困难。比如用湿法冶金的方法回收处理时就存在固液不易分离问题，而用火法冶金方法处理时则存在难于加料的问题141.不锈钢厂电弧炉烟尘中不仅含有一些呈圆形或不规则形状的金属颗粒，而且含有呈圆形或不规则形状的氧化物颗粒以及大量细小的微粒151.Gednhui等人曾报道先利用重力分选和磁力分选选和磁力分选后镍的回收率可达到50%151.表1列出了不锈钢厂电弧炉烟尘的物理化学性质|26~191.由表1可见，烟尘的平均粒径从几微米到几十微米，含水量低；其比表面积较大，堆
密度较小，这可能会导致运输费用的增加。此外，烟尘中还含有一定量的可溶性盐类，在遇水时呈碱性。因此，要加强对烟尘堆放或填埋区域的管理，对土壤和地下水实施定期监控，以防止在下雨或下雪时盐类或有害物质浸出，造成土壤碱化和地下水的污染。
不锈钢厂电弧炉烟尘物理化学性质TallPhysica―chemicalproperties粒径水分含量‘比表面积’堆密度‘真密度’水溶性组分比表2列出了不锈钢厂电弧炉烟尘的化学成分及物相组成126~191，其烟尘主要是由铬、铁、镍、锰、锌、钙和镁等元素组成。这些元素除钙存在于石灰、萤元素含量/%含该元素的物相1650尖晶石和一氧化铬1276红锌矿、铁酸锌、锌、氯化锌和碱性氯化锌5350磁铁矿、铁酸锌、铁橄榄石、尖晶石和赤铁矿镍和氧化镍尖晶石石英、印度石、多铝红柱石、碳化硅和铁橄榄石三氧化二铝、印度石、多铝红柱石和尖晶石14.78石灰、萤石、石灰石和氢氧化钙1020印度石。尖晶石和氧化镁氧化铅、氯化铅和硫酸铅氯化钠氯化钾硫酸盐氯化钾、氯化钠、氯化锌和碱性氯化锌萤石表2不锈钢厂电弧炉烟尘的成分及物相组成式存在，其它元素主要以尖晶石结构的晶体相形式存在。同时从表2还可看出，烟尘中还含有一定量的卤素、碱金属和硫化物。在不锈钢电弧炉烟尘中，六价铬的含量也达到了014%~0.60%，因此必须要进行回收或处理。
烟尘的形成机理大量的报道表明12 20211，电弧炉烟尘的形成分为两个主要阶段，即烟尘颗粒从电弧炉吸入到炉气中和将炉气收集到除尘器中。在烟尘形成的第1阶段中，少量细小的炉料被尾气带走，或熔融炉渣和金属液滴从熔池中飞溅并被尾气带走。在第2阶段中，将发生各种物理或化学反应，比如细小颗粒的凝聚，液滴的凝固和晶体相的沉淀，以及不同气体之间的化学反应。
归纳起来，电弧炉烟尘的形成机理主要包括120：
（1）炉内高温区元素或组分的挥发，如在电弧区、吹氧区和脱碳反应区；（2）由于脱碳反应生成的CC气泡破裂、吹氧和电弧波动所形成的金属和炉渣液滴的飞溅，此外在接触到氧化性气氛时，飞溅出来的金属液滴也可能由于继续脱碳破裂而生成细小的烟尘；（3）被尾气直接带走的细小颗粒炉料，如石灰、萤石和铁合金等。
一般来说，易挥发性物质如锌、铅、镉、碱金属、卤素和硫等在电弧炉内会由于高温而部分或全部挥发。由于温度和氧势的变化，在尾气管中这些元素又会结合成相应的氧化物、卤化物或硫酸盐。而被料、熔剂和铁合金，如石灰、二氧化硅、萤石、石灰石和镇铁等。
飞溅的原理1201.脱碳反应形成的C）气泡上浮从钢液中进入渣层，在这一过程中，气泡将会带着一层钢液薄膜。在渣气界面上，气泡会破裂而形成膜状液滴，同时熔池表面也形成了一个凹坑，而周围的液体在填充凹坑时会形成喷射液滴。然而这种液滴没有足够大的动能飞出电弧炉，通常它们都是被尾气带走。HUe等人的实验结果表明，喷射液滴颗粒一般都太大而不能被尾气带出电弧炉，而膜状液滴的形成是电弧炉烟尘形成的主要机理1211.由于金属和炉渣液滴的飞溅是电弧炉烟尘形成的主要机理，因此控制炉内的脱碳反应将是减少烟尘产生的主要途径，如控制吹氧时间。采用泡沫渣操作和废钢预热等其它操作，也在一定程度上影响电弧炉烟尘的产生。此外，严格控制炉料（废钢、熔剂和铁合金）的质量以及加料时间和方式，也可以减少由于挥发和炉料直接卷入所形成的烟尘。
不锈钢电弧炉烟尘的处理技术由于烟尘的成分范围波动很大，而且碱金属、卤素等含量较高，对回收处理技术也提出了很高的要求。对于某一具体的钢厂而言，还存在产生的烟尘总量和处理设备能力之间的匹配问题。因此必须要同时考虑到资源、环境和经济三个因素，力求达到三者之间的平衡。
同普碳钢厂或低合金钢厂电弧炉烟尘相比，不锈钢厂电弧炉烟尘含有更多的合金元素，但锌的含量要低很多，因此二者的处理方法也有所不同。对于普碳钢或低合金钢厂电弧炉烟尘，通常都是采用直接喷吹粉尘进入电弧炉而循环富集其中的锌、铅和镉，使其达到一定的浓度，然后送到粗锌提炼厂提锌或采用回收工艺回收有用成分。目前主要的烟尘回收工艺可分为火法冶金、湿法冶金和无害化工艺以及一些采用火法和湿法相结合的冶金方法122.对于不锈钢厂电弧炉烟尘，目前的处理方法普遍是采用熔融还原工艺来生产含铁合金。
等离子体工艺尾气直接带走的细小炉料是咖些细M造渣发的hEiopsi以bookmark4在过去的30多年中，许多研究机构对用等离子体工艺处理电弧炉不锈钢烟尘进行了开发。如瑞典SK集团的SCADUST法1231，英国Ttonc研究及意大利AcSPeiliTem公司和Hascc公司的Mulien开发的lev工艺。等离子法的主要特点是规模较小，投资回收期短，还可以在回收镍、铬时回收铅、锌等有价元素。
投产，年处理废物能力7万t该工艺的主要原料是中、北欧的电弧炉和AOD烟尘。它不仅可以回收烟尘中的铬、镍、铁等合金元素，而且可以回收铅、锌等金属。电弧炉烟尘、煤、焦炭和熔剂砂等首先均匀混合成含水量约50%的混合料菜，再用压滤机将其制成滤饼，然后烘干，破碎到<2mm通过3个风口将混合物吹入到竖炉内，在每个风口处都装有一套6MW等离子发生器。由于烟尘成分的不同，每吨烟尘大约可以出铁200~600kg出渣200~500kg合金可以作为冶炼不锈钢的原料，炉渣是无毒废物，可以在冷却后填埋。对于铅、锌含量高的烟尘，可以增加一个冷凝器来收集1231. Termic‘等离子法是采用旋进的等离子体发生器回收烟尘的工艺。该工艺将烟尘和煤连续加入炉内，间断排放渣铁。其优点是可以直接处理很细的烟尘，减少了球团工艺。工艺投资少，操作费用低，而且投资回收期短（不到4年）可充分回收合金元素，炉渣通常含氧化铁35% ~40%渣中的铅、镉和六价铬均低于环境毒害标准。锌的回收率为65% ~70%1261.在意大利的MUiev和英国钢公司都安装有该设备处理不锈钢电弧炉烟尘1241.电弧炉对不锈钢厂烟尘进行处理。该工艺有加料系统、等离子炉、冷凝器和尾气处理系统，原料从中空的石墨电极加入到炉内，尾气中锌等挥发性金属在冷却后回收。该工艺电极消耗少，炉内热量分布均匀。而且由于电极没有接触熔池，碳的加入量可以精确控制。此外，从中空的石墨电极中加料可以使粉尘快速
被炉渣吸收1171.初步的经济分析表明，利用该工艺处理每吨合金钢烟尘可以获得大约85美元利润。
lev工艺也是以等离子工艺为基础开发的。
该工艺由炉尘中zm）的富集、等离子炉处理和终产品的处理3个阶段组成。炉料由混合氧化物、煤和熔剂组成，等离子炉的功率是7MW其主要产品是含合金元素的铁合金、含挥发性金属的炉尘以及惰性炉渣。炉尘中zm含量可达72%|25| 22其它熔融还原工艺在高温下用在电弧炉或竖炉内生产富含合金元素的铁水。典型的工艺有NMEKT）工艺1271、由欧盟资助开发的ZWA（零废物江艺1281和日本川崎制钢公司开发的竖炉熔融还原工艺1291. NMEICO工艺由国际镍公司开发，采用环形炉预还原再配电弧炉熔炼。在美国的ElWod成，年产量为5万的不锈钢废物处理厂于1978年投产。
其工艺流程可以分为3个阶段：（1）原料接收、准备、混合和造球；（2）预还原；（3）电弧炉熔炼和浇铸。在第1阶段，用废料和焦炭或煤粉以及水分或有机粘结剂造球所得矿球的粒径为6抗压强度为1~2kg第2阶段是含镍和铁的金属氧化物在环形炉中被燃料燃烧生成的CO部分还原，含铅、锌和卤素的废气进入湿式尾气除尘系统。
在工艺的第3阶段中，这些经过预还原的矿球将装入电弧炉进行冶炼而获得含镍、铬的合金。用该工艺处理不锈钢废物时，在预还原阶段，铁的金属化率可达80%，而镍可达到95%.铬氧化物的还原则在电弧炉中完成1271. 2000年由欧盟资助的一个跨国项目对钢铁、水泥、煤炭工业等和废车解体行业中的废料进行回收利用，开发出了一种新工艺-ZWA（零废物）工艺。其目的是对不同工业企业生产的酸性和碱性废料进行熔融还原处理，以达到回收其中的有价物质。
该工艺的熔融还原设备是电加热的钢包式反应器，使用的原料可以是液态、固体颗粒或粉状料，不需要对原料进行预处理，降低了材料的处理费用。泡沫渣层还可以降低烟尘排放和减少能耗1281.在捷克奥斯特拉瓦VikOVce钢厂铸造厂建设的实验工厂研究表明实验很成功1281.废料中的镍几乎都被还原，铬的还原度>85%，将铁水浇铸成金属锭可以作为电弧炉炉料使用。炉渣则用作硅酸盐渣代用品或用作道路施工用料。而且对整个钢铁联合企业来说，采用该工艺可以使C）排放量降低，处理不锈钢残余料时投资回收期短，经济效益较好。
日本川崎制钢公司曾开发出一种用竖炉熔融还原回收含铬和镍的烟尘|291.该工艺的优点是可以直接利用细烟尘为原料而不需要球团过程，还可以回收几乎所有金属锌，并且没有任何二次污染物。
该类工艺是将电弧炉粉尘和焦炭1、煤粉：等混合iblishi物极易被还原而落落入炉缸e而挥发性成分如锌等e可在工艺操作中，采用双层喷嘴。原料从上层喷嘴喷入到炉内，在风口回旋区内变成熔融态；下层喷嘴主要用于炉内热量的补偿。由于焦炭的燃烧，高温和高还原性区域存在于两层喷嘴之间，因此氧化以从炉顶排出。金属和炉渣每3hf出一次。金属可以作为合金原料返回到炼钢工艺中，金属的回收率高达98%.煤气净化后可以用作燃气，其中的烟尘总量<1%，可以回收到烧结厂。
国内对于不锈钢烟尘的处理技术报道较少，仅中南大学与加拿大MeGil大学曾合作研究开发了一步还原直接回收工艺来处理不锈钢烟尘1261.该工艺将烟尘球团化后直接装入电弧炉或转炉熔炼，可使烟尘中镍、铁、铬的回收率分别达到99%、96%和82%.循环富集后的含锌量较高的烟尘还可以用于锌的回收。其工艺简单，流程短，投资少，热能消耗也较低。该工艺已经在加拿大SamiAls 3结语电弧炉不锈钢烟尘是一种含有镍和铬的有害固体废物，其主要形成机理是由于脱碳反应生成的C）气泡破裂所形成的金属和炉渣液滴的飞溅。目前世界范围内出现的回收不锈钢烟尘的工艺以火法冶金中的熔融还原工艺为主。
根据电弧炉烟尘产生机理，采用相关工艺措施减少烟尘的产生量，然后再装备回收处理工艺将是一种有效的管理不锈钢厂电弧炉烟尘的模式。但对于具体处理工艺方法的选择则需要根据厂家和地区的具体情况而定，采取适合本厂和本地区实际的不锈钢烟尘资源化工艺。
