电炉炉尘中富含Fe、Zn、Pb等元素,简单地将这些粉尘倾倒野外或填埋处理,由于粉尘中Pb、Cr等有毒元素会被雨水浸出,严重污染水土资源。而直接返回高炉炼铁,Zn在高炉内循环富集则会缩短炉衬寿命、堵塞煤气管道。由于有毒元素易被雨水浸出,国外从1988年开始,禁止以传统的方式填埋弃置该粉尘,必须处理成无害废物后方可填埋。为此,各国都极为重视对电炉粉尘的处理和综合利用,开展各种研究,但至今为止没有找到一种普遍实用的处理方法。国内对电炉粉尘利用研究起步较晚,基本没有形成自己的处理方法,而国外处理方法多数是不回收其中有价金属,这不实用于国内情况。为减少电炉粉尘对环境的污染,实现综合利用,根据南钢电炉粉尘含锌较高的特点,及粉尘中金属元素物理化学性质的差异,采用含碳球团还原焙烧法脱除粉尘中的Zn,同时得到高品位氧化锌粉和半金属化球团,以期达到综合利用的目的。文中首先分析了电炉粉尘的物理化学性质,进行了电炉粉尘还原的热力学计算及动力学研究。研究结果证明电炉粉尘在高温条件下比较容易还原,为还原焙烧法处理提供了理论依据。为了满足试验所需的含碳球团条件,研究了电炉粉尘的成球性能。试验结果证明南钢电炉粉尘粒度较细,均小于5μm,对成球非常有利,在不加任何粘结剂的条件下生产的球团亦能满足试验要求。在热力学、动力学研究的基础上,对南钢电炉粉尘综合利用进行试验室研究。考察了还原剂、还原温度、还原时间、配碳量等工艺因数的影响,研究证明:焦炭作为还原剂比无烟煤作为还原剂效果好。焦炭作还原剂时,得到了还原焙烧法合理工艺条件:碳氧比(C/O)为0.8～0.9、还原温度1 150℃、还原时间50 min。还原后的球团为半金属化球团,其全铁(TFe)含量为67%左右,最高达69.8%;金属铁(MFe)含量为63%左右,最高达66.5%;单个球强度在4 kN左右;收集所得氧化锌粉含ZnO80%左右,最高达84.28%。收集粉中ZnO含量略微偏低,是由于实验室条件下氧化室的氧化能力不足造成,在实际生产中可加强氧化室的氧化能力以提高氧化锌粉的品位。在试验室试验成功的基础上,进行了扩大性试验研究,研究所设计的处理设备和选取的加热方式是否可行。考察在扩大性试验条件下还原温度、碳氧比(C/O)等工艺参数的影响。研究证明所设计的处理设备和选取的加热方式是可行的,得到了扩大性试验条件下合理的工艺参数:碳氧比(C/O)1.2、还原温度取1100℃～