冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用演示文稿

冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用演示文稿本文檔共44頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用本文檔共44頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用一、概述

冶金含鐵塵泥是鋼鐵生產(chǎn)過程中從不同生產(chǎn)工藝流程的除塵系統(tǒng)中排出的以鐵為主要成分的粉塵和泥漿的統(tǒng)稱，一般由干式除塵器捕集的稱塵，由濕法除塵器捕集的稱泥，主要包括燒結(jié)粉塵、煉鐵塵泥、煉鋼塵泥和軋鋼氧化鐵皮等固體廢棄物，數(shù)量巨大，污染嚴(yán)重。目前以返回?zé)Y(jié)為主要處理途徑的塵泥中往往含有鋅、鉛、鉀、鈉等有害元素，嚴(yán)重影響燒結(jié)礦的質(zhì)量。有害元素(如鋅)進(jìn)入高爐后會造成鋅循環(huán)，鋅蒸氣凝結(jié)在高爐上部破侵蝕高爐爐襯，惡化料柱透氣性，同時(shí)會增加焦比，影響高爐生產(chǎn)。因此利用塵泥中有效成分并降低有害元素對冶煉過程的影響，成為冶金含鐵除塵灰利用的關(guān)鍵，不僅可以挖掘冶金塵泥的資源屬性，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)競爭力，還可保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綠色化生產(chǎn)。

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冶金含鐵塵泥是在鋼鐵冶煉及軋制過程產(chǎn)生的含鐵較高的固體物質(zhì)，按生產(chǎn)工藝大體可分為以下幾類:燒結(jié)除塵灰、煉鐵瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰等。

燒結(jié)原料在轉(zhuǎn)運(yùn)、燒結(jié)過程中除塵器收集下的粉塵，統(tǒng)稱為燒結(jié)除塵灰;在高爐煤氣凈化過程中重力除塵器收集下來的粉塵為瓦斯灰，文氏管收集下來的為瓦斯泥，瓦斯泥、瓦斯灰統(tǒng)稱為高爐粉塵。煉鋼轉(zhuǎn)爐濕式除塵器收集下來的為轉(zhuǎn)爐污泥，干法收集的為轉(zhuǎn)爐除塵灰。本文檔共44頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用

燒結(jié)除塵灰高爐瓦斯灰本文檔共44頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用氧化鐵皮本文檔共44頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用三、冶金含鐵塵泥對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響

塵泥在鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生各種不利影響，塵泥利用情況的好壞很大程度上影響著鋼鐵冶煉的順利進(jìn)行。1、對燒結(jié)工序的影響

燒結(jié)生產(chǎn)的原料制備過程中，混合制粒是一種處理塵泥比較有效的方法，但由于除塵灰較輕，且配加比例較小，不易下灰，影響配比穩(wěn)定，同時(shí)由于電廠除塵灰的親水性較差，堆密度與其他物料相差較多，對混合制粒也產(chǎn)生較大影響。燒結(jié)過程中，燒結(jié)機(jī)在電除塵過程中，大量塵泥會使燒結(jié)煙道負(fù)壓上升，溫度下降，為保證參數(shù)穩(wěn)定，需降低料層厚度，增加燃料，提高風(fēng)量，從而減小塵泥對燒結(jié)機(jī)的損害。同時(shí)由于鉀、鈉、鋅等元素在燒結(jié)過程中與氧元素富集，影響料層透氣性，進(jìn)而影響燒結(jié)礦品位和質(zhì)量。本文檔共44頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用

2、對煉鐵工序的影響高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，冶金塵泥中的有害元素進(jìn)入高爐中，在高爐內(nèi)富集，會造成鋅循環(huán)，由于閉路循環(huán)的生產(chǎn)方式，這些高含鉀、鈉、鋅等富集在高爐上會結(jié)瘤，堵塞管路，破壞高爐爐襯，既影響高爐順行又影響生產(chǎn)。3、對煉鋼工序的影響在煉鋼生產(chǎn)中塵泥作為煉鋼造渣劑、冷卻劑和助溶劑原料，能提高化渣速度、除磷效果，對降低轉(zhuǎn)爐能耗效果明顯，且能增加金屬收得率。本文檔共44頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用

4、對環(huán)境的影響因?yàn)楹F塵泥粒度細(xì)，流動性好，尤其是小于5μm的粉塵能長期懸浮于空氣中，影響工人身體健康，風(fēng)干后飄散于大氣中，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量，污染周邊環(huán)境;含鐵塵泥同時(shí)含有較多粒徑小的低沸點(diǎn)堿金屬，與空氣接觸時(shí)易于空氣中的氧反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體，從而污染空氣。本文檔共44頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用四、燒結(jié)除塵灰綜合利用

4.1燒結(jié)除塵灰分類燒結(jié)廠除塵灰包括工藝除塵灰和環(huán)境除塵灰兩大類，工藝除塵灰又分為機(jī)頭除塵灰和機(jī)尾除塵灰，如圖

所示。不同粉塵的來源如下:(1)燒結(jié)機(jī)頭除塵灰:由于燒結(jié)原料中含有大量的微細(xì)物料，這些物料經(jīng)過抽風(fēng)進(jìn)入主管道成為粉塵，其中大部分被除塵系統(tǒng)收集，少量隨煙氣排出。(2)燒結(jié)機(jī)尾除塵灰:燒結(jié)機(jī)上燒成的燒結(jié)礦在卸礦、破碎、冷卻過程中產(chǎn)生的粉塵，經(jīng)過除塵系統(tǒng)收集獲得。本文檔共44頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用

(3)環(huán)境除塵灰:包括冷卻機(jī)尾部卸礦時(shí)產(chǎn)生的粉塵，燒結(jié)礦進(jìn)入篩分系統(tǒng)篩分過程中產(chǎn)生的粉塵，以及燒結(jié)返礦運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵。以上三種粉塵中，機(jī)頭除塵灰是燒結(jié)粉塵的主要來源。4.2燒結(jié)除塵灰的成分我國鋼鐵工業(yè)規(guī)模龐大，不同鋼鐵廠燒結(jié)配料不同，產(chǎn)生的燒結(jié)除塵灰成分也不盡相同，但基本類似。本文檔共44頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用本文檔共44頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用本文檔共44頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用4.3燒結(jié)除塵灰資源化利用方式

（1）造球返回再次利用

（2）制備氯化鉀鑒于燒結(jié)除塵灰(尤其是機(jī)頭除塵灰)中鉀含量較高，而我國又是一個(gè)鉀資源匱乏的國家，經(jīng)濟(jì)儲量僅為800萬t(K2O)，約占世界儲量的2.5%，自給率不足60%。

（3）制備硫酸鉀肥、復(fù)合肥相對而言，硫酸鉀肥比氯化鉀肥有更高的使用價(jià)值，因此一些研究者在分析研究燒結(jié)機(jī)頭除塵灰基本組成與化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，提出了利用其中的鉀元素生產(chǎn)制備硫酸鉀的工藝。由于燒結(jié)機(jī)頭除塵灰中的鉀是以氯化鉀的形式存在，因此，首先通過水洗對燒結(jié)除塵灰脫鉀，鉀液經(jīng)NH4HCO3除雜后，加入(NH4)2SO4進(jìn)行本文檔共44頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用復(fù)分解反應(yīng)獲得K2SO4，溶液再經(jīng)兩級蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶后，可分別制得工業(yè)級硫酸鉀、農(nóng)用硫酸鉀、農(nóng)用復(fù)合肥等產(chǎn)品。（4）制取氯化鉛由于燒結(jié)除塵灰中鉛含量并不是很高，因此單獨(dú)采用燒結(jié)除塵灰制備一氧化鉛的工藝路線其經(jīng)濟(jì)性有待進(jìn)一步評價(jià)。若結(jié)合燒結(jié)除塵灰制備鉀肥的工藝，分別提取其中的鉀與鉛，達(dá)到綜合利用的目的，將獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。本文檔共44頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用五、高爐除塵灰綜合利用

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國內(nèi)外各大鋼廠根據(jù)不同的高爐除塵灰性質(zhì)，對高爐除塵灰處理進(jìn)行了不同的研究和工藝開發(fā)，主要有物理法、濕法、火法3種工藝措施。1、物理法

主要是通過浮、重、磁選等選礦手段對塵泥進(jìn)行干式或濕式分離，或利用水力旋流技術(shù)對塵泥按粒度進(jìn)行濕式分級，主要目的是得到合格的含鐵原料。利用物理選礦方法將粒度較細(xì)的瓦斯泥資源化，可大幅度減少磨礦成本。因此，研究選礦方法使部分塵泥成為合格的鐵精礦回收利用，并從中選出部分碳精粉，進(jìn)一步提高其利用價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用具有實(shí)際意義。

本文檔共44頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用有鋼鐵企業(yè)用高爐瓦斯泥生產(chǎn)鐵精礦工藝，即采用浮選-磁選或磁選-浮選工藝均能獲得TFe量大于60%的鐵精礦和含固定碳大于68%的碳精粉，但磁選-浮選流程因尾礦礦漿濃度低(通常在10%左右，工業(yè)上需經(jīng)過濃縮后浮選，影響了工藝的穩(wěn)定性)，因此應(yīng)采用浮選-磁選工藝處理瓦斯泥。

本文檔共44頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用此工藝適用于含C、Fe、Zn高的塵泥，如高爐瓦斯灰，將高爐瓦斯灰用浮選工藝分選出其中的C，然后采用重選分選出其中的Fe，Zn元素在尾泥中富集供后續(xù)的鋅工業(yè)作為原料使用，目前采用此工藝的鋼鐵企業(yè)有湘鋼、柳鋼、武鋼、萊鋼等。例如湘鋼工藝流程：本文檔共44頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用湘鋼建有高爐瓦斯泥、瓦斯灰分選加工兩條選礦生產(chǎn)線。形成年處理高爐瓦斯泥、干法灰12萬噸的加工能力，總投資1680萬元。湘鋼高爐瓦斯泥、干法灰典型成份如下：

TFe29.26%、C32.24%、Zn3.395%

高爐瓦斯泥、瓦斯灰經(jīng)加工處理后含碳產(chǎn)品、含鐵產(chǎn)品（鐵精粉）和尾礦典型成分見下表:

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高爐瓦斯灰（細(xì)灰）綜合利用項(xiàng)目本文檔共44頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分

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高爐瓦斯灰（細(xì)灰）綜合利用項(xiàng)目本文檔共44頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分

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高爐瓦斯灰（細(xì)灰）綜合利用項(xiàng)目本文檔共44頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分

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高爐瓦斯灰（細(xì)灰）綜合利用項(xiàng)目本文檔共44頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用利用水力旋流脫鋅也是常用的物理處理工藝的一種，水力旋流器作為一種簡單高效的顆粒濕式分級設(shè)備，用于高爐瓦斯泥的脫鋅處理過程時(shí)，較之其它脫鋅工藝具有工藝簡單，維修方便，設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低，特別是無二次污染，因此受到普遍關(guān)注。在使用水力旋流器回收高爐瓦斯泥中利用水力旋流器的離心力作用將瓦斯泥粗細(xì)顆粒分開，再進(jìn)行分級脫鋅，取得了較好的塵泥利用效果。利用塵泥大小不同產(chǎn)生的不同向心力將瓦斯泥分級處理從而進(jìn)行脫鋅。寶鋼引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，采用水力旋流器對高爐瓦斯泥按粒徑進(jìn)行濕式分級試驗(yàn)，將瓦斯泥分為低鋅粗顆粒瓦斯泥和高鋅細(xì)顆粒瓦斯泥，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效地回收利用高爐瓦斯泥的目的。

本文檔共44頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用2、濕法主要是國外鋼鐵企業(yè)用來處理高鋅塵泥，利用酸堿等溶劑浸出鋅元素從而提高塵泥利用率。從鋅在塵泥中的分布來看，單一的物理分離方法將塵泥有害元素含量降至很低較困難，因此常有鋼廠采用物理-化學(xué)聯(lián)合法脫除塵泥中的有害元素，化學(xué)濕法除鋅是一個(gè)值得研究的方向，許多國家(如伊朗、芬蘭等)采用濕法冶金技術(shù)，選用適當(dāng)?shù)慕鰟?如酸、堿、氨基乙酸)，將有害金屬鋅從塵泥中選擇性地浸取出來，之后對浸出液提純、分離從而回收。曾有人采用化學(xué)浸出的方法對高爐塵泥經(jīng)物理分選后的精泥進(jìn)一步除鋅，降低鋅在精泥中的含量，使精泥便于高爐回收利用。選用的硫酸、氯化鐵和氨水等浸出劑對高爐精泥的浸出表明，硫酸對鋅的浸出率最高，氯化鐵次之，氨水最低;硫酸不但可以很好的浸出鋅，而且有比較好的選擇性。本文檔共44頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用在高爐塵泥堿浸法還原脫鋅過程中，適宜的條件下利用NaOH溶劑脫鋅可以達(dá)到94%以上

的脫鋅率，而在硫化沉淀脫除鉛等有害雜質(zhì)后再利用電解冶金法更可以得到含鋅量為99%以上

的粉末，大大降低塵泥中的鋅元素含量，從而可以循環(huán)使用含鐵塵泥。

3、火法火法工藝是目前處理冶金含鐵塵泥最普遍適用的方法，主要有直接配入燒結(jié)系統(tǒng)返回利用、金屬化球團(tuán)法、冷固結(jié)塵泥法等。（1）冷固球法

冷固結(jié)塵泥回用高爐煉鐵技術(shù)能縮短塵泥回用鋼鐵冶煉系統(tǒng)的流程，但需要加大量粘結(jié)劑，需占用大量場地養(yǎng)護(hù)冷固結(jié)產(chǎn)品，粘結(jié)劑又回到高爐內(nèi)消耗大量能源，轉(zhuǎn)化為高爐渣，不為鋼廠廣泛采用。本文檔共44頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用（2）燒結(jié)法目前鋼廠多采用直接配入燒結(jié)系統(tǒng)回用的方式處理含鐵塵泥，簡稱燒結(jié)法。燒結(jié)法是將含鐵塵泥作為一部分配料加入燒結(jié)混合料進(jìn)行燒結(jié)。這對建有燒結(jié)廠的鋼鐵企業(yè)是最簡單的方法，投入少、見效快，而且對含鐵較少的瓦斯灰、瓦斯泥都適用，因此被許多鋼鐵廠所采用。

燒結(jié)法要求含鐵塵泥成分穩(wěn)定而且均勻、松散，水分含量10%，粒度＜10mm。由于塵泥的種類多，難以分別單獨(dú)進(jìn)行配料計(jì)算，且成分波動大，混合后的塵泥很難達(dá)到燒結(jié)原料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故此法一般僅屬粗放利用。為解決好這些問題鋼鐵企業(yè)進(jìn)行了改進(jìn)措施。本文檔共44頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用如寶鋼將各種含鐵塵泥運(yùn)到統(tǒng)一料場，濕泥自然干燥后加皂土造球，作為燒結(jié)配料，小球的粒度2～8mm，水分10%，強(qiáng)度0．2MPa，該法已成功用于生產(chǎn);濟(jì)南鋼廠將煉鋼污泥、煉鐵污泥進(jìn)行混合，并濃縮成泥漿配入燒結(jié)料中，對制成的燒結(jié)礦的質(zhì)量沒有影響。這兩項(xiàng)改進(jìn)都取得了較好效果。前蘇聯(lián)曾將高爐塵泥跟轉(zhuǎn)爐塵泥一起進(jìn)行真空過濾脫水，而后把含水20%～30%的濾餅跟較干的高爐瓦斯灰等粉塵用雙輥快速混合機(jī)相混合，將這種混合料用于燒結(jié)生產(chǎn)，對燒結(jié)礦的質(zhì)量并無影響。此法的特點(diǎn)是不僅可使混合料松散，方便運(yùn)輸，而且能控制其含水量在10%～14%范圍內(nèi)，對我國鋼鐵廠生產(chǎn)有一定參考價(jià)值。本文檔共44頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用塵泥直接回用燒結(jié)的方式一定程度上實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用，但由于缺乏物料均質(zhì)化、整粒與除雜過程，使得在回用塵泥過程中存在影響生產(chǎn)的問題，集中表現(xiàn)為影響燒結(jié)透氣性、有害元素如鉀、鈉、鋅，直接影響燒結(jié)電除塵效果，進(jìn)入高爐內(nèi)循環(huán)富集，致使高爐結(jié)瘤，破壞爐襯。因此，直接回用燒結(jié)的方式不能徹底解決鋼鐵塵泥高效資源化回收利用問題，需開發(fā)均質(zhì)化、整粒、除塵工藝來避免對燒結(jié)質(zhì)量的影響。本文檔共44頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用（2）金屬化球團(tuán)法

金屬化球團(tuán)工藝是將冶金塵泥造塊后生產(chǎn)金屬化球團(tuán)，可獲得高品位的產(chǎn)品并有效去除塵泥中的Zn等有害元素，是綜合利用冶金塵泥的新技術(shù)及發(fā)展方向。高爐瓦斯灰和轉(zhuǎn)爐污泥是煉鐵和煉鋼工序產(chǎn)生的主要冶金塵泥，由于來源不同，兩種塵泥的主要成分有較大區(qū)別，在制備金屬化球團(tuán)時(shí)可分別提供主要的還原劑和鐵氧化物，因此，將這兩種塵泥作原料制備金屬化球團(tuán)，充分利用兩種塵泥成分的互補(bǔ)性，在不外配碳的情況下進(jìn)行金屬化處理并有效去除鋅等有害元素。這種方式可充分利用煉鐵工序和煉鋼工序塵泥的主要特點(diǎn)，成本低、產(chǎn)品對冶煉過程無影響，是一種高效、低成本的冶金塵泥的再利用方式。本文檔共44頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用金屬化球團(tuán)工藝生產(chǎn)中，含鐵塵泥經(jīng)過濃縮過濾干燥后粉碎磨細(xì)，加入粘結(jié)劑造球，將制成的生球或氧化焙燒后的球團(tuán)礦，在還原裝置中用還原劑進(jìn)行預(yù)還原，除去氧化物中的含氧量，從而得到部分氧化鐵變成金屬鐵的球團(tuán)礦，干燥后由回轉(zhuǎn)窯制焙燒成金屬化球團(tuán)，用于高爐生產(chǎn)，可降低焦比，增加鐵的回收量。金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝很多，目前比較成功、已應(yīng)用于生產(chǎn)的，按照還原設(shè)備可劃分為5種:轉(zhuǎn)底爐工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝、豎爐工藝、豎罐工藝和帶式機(jī)工藝，其中豎罐工藝是一種非連續(xù)性生產(chǎn)工藝，其它都是連續(xù)性生產(chǎn)工藝。部分鋼鐵企業(yè)對5種金屬化球團(tuán)工藝進(jìn)行了比較，認(rèn)為目前最適合我國的金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝是轉(zhuǎn)底爐和回轉(zhuǎn)窯。本文檔共44頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\2點(diǎn)19分冶金行業(yè)含鐵塵泥資源綜合利用

1）轉(zhuǎn)底爐法

轉(zhuǎn)底爐還原脫鋅工藝以含碳球團(tuán)為基礎(chǔ)，采用煤粉或粉塵的自含碳作還原劑，混合造球后在高溫下快速還原脫鋅，得到金屬化爐料供轉(zhuǎn)爐或電爐使用。生球經(jīng)烘干后置于轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，轉(zhuǎn)底爐轉(zhuǎn)動時(shí)生球加熱，至1100℃左右時(shí)氧化鋅被還原，還原出的鋅被蒸發(fā)隨煙氣排出，經(jīng)冷卻系統(tǒng)時(shí)被氧化成細(xì)小的固體顆粒而沉積在除塵器內(nèi)。萊鋼轉(zhuǎn)底爐于2010年12月開始運(yùn)行，年產(chǎn)20萬噸金屬化球團(tuán)。馬鋼轉(zhuǎn)底爐為國內(nèi)第