钢铁生产过程会产生大量含锌含铁粉尘，其资源化利用是行业固废治理的重点方向。火法处理技术因脱锌效率高、金属回收率好、工艺成熟，已成为主流处理路线。本文重点介绍Waelz回转窑工艺、SPM低锌粉尘回转窑工艺的原理、流程、特点及应用现状，为钢铁固废资源化提供参考。

一、Waelz回转窑法

Waelz回转窑工艺所代表的是应用最广泛的含锌粉尘处理工艺，工艺比较成熟。经过回转窑法还原挥发出的锌氧化物纯度较高，可直接用于锌的冶炼。

1.工艺原理

回转窑法处理原料有两类：含铁矿石、含锌和铁的粉尘。对于含锌粉尘，与含铁矿石不同之处为需要对锌进行收集利用。Waelz法为把钢铁厂内各种来源的废料经过混合、干燥等预处理，然后配入一定量的固体还原剂（煤粉或焦粉），经过混合后送入回转窑，回转窑存在着烧嘴点燃的炉气燃烧释放热量以及提供特定的气氛，物料被加热至高温时，物料中的铁和锌的氧化物被还原，锌在高温下蒸发并与排出的烟气一起排出回转窑，经过收集装置富集氧化锌。残留的固体含铁原料排出回转窑，经过冷却和筛分后回收利用。

2.工艺特点

Waelz处理工艺的特点为不需要造球或压球处理，30%（大于7mm）的还原产品送至高炉直接使用，70%（小于7mm）的还原产品送至烧结厂循环利用。缺点为回转窑内原料填充率比较低，直接还原产品的金属化率不高，仅为75%，所以产品质量较差，生产率较低。此外，Waelz处理工艺设备占地较大、投资大、成本较高。

二、SPM低锌粉尘回转窑工艺

在日本，SDR和SPM处理低锌粉尘的回转窑工艺应用比较普遍。这两种工艺的优点为：可得到纯度很高的含锌粉尘和质量较好的金属化球团。其中，SPM(SumitomoPre-reductionMethod)法为类似Waelz回转窑的工艺过程。

1.SPM法的特点：

不需要预造球和预加热过程，不需要粘结剂和副原料；电炉灰也可以适用于此法，目前总处理灰尘、泥浆量的10%是EAF灰尘。

2.SPM法的工艺流程：

在对尘泥脱水之后，将灰尘和固体还原剂混合，精确的控制混合料的水分、锌和碳的含量，经过混合后的混合料装入干燥回转窑，通过干燥回转后产生初步的球团。回转窑的废气在干燥回转窑进行回收利用，干燥回转窑干燥无需燃气。初步的球团从干燥回转窑排出后进入还原回转窑进一步干燥、破裂以增加物料的表面积，同时加热到满足金属化和脱锌要求的高温。

最终,物料在回转窑排出点再氧化造球，还原出的直接还原产品30%(颗粒尺寸大于5mm)可直接作为高炉原料，70%(颗粒尺寸小于5mm)的粉末通过烧结进行循环利用。SPM的直接还原产品不仅可以代替铁矿石，而且还可减少高炉的焦炭、燃料的用量和烧结中碳的用量。

Q问答：回转窑工艺是什么？

答：回转窑工艺是一种以倾斜旋转圆筒设备为核心的高温热处理技术，在钢铁固废领域（如处理含锌除尘灰）用于火法还原、脱锌、铁回收，代表技术有Waelz（威尔兹）、SPM（住友预还原）等。

一、核心设备与原理

设备：长圆筒（直径1–6m、长30–100m），倾斜2%–5%、0.5–3r/min旋转，内衬耐火砖。

原理：

物料从窑尾（高端）加入，随窑旋转+重力向窑头（低端）移动。

窑头喷燃料（煤/燃气），高温烟气（1100–1300℃）与物料逆流换热。

物料经历干燥→预热→还原/反应→冷却，完成物理化学转化。

二、钢铁厂含锌粉尘处理流程（Waelz/SPM通用）

1. 配料混合：除尘灰/泥+焦粉/无烟煤（还原剂），控制水分12%–18%，无需造球（Waelz/SPM）。

2. 入窑反应：

Waelz（单窑）：直接入高温还原窑（1100–1300℃）。

SPM（双窑）：先入干燥窑（200–400℃，废热利用）自然成球；再入还原窑（1200–1300℃）。

3.产物分离：

窑渣（金属化球团）：>5mm（30%）直接入高炉；<5mm（70%）送烧结。

烟气（含Zn蒸汽）：冷却→布袋除尘→次氧化锌粉（Zn 50%–60%）。

参考文献：

[1]王贤君.转底炉处理冶金含锌尘泥的理论分析及实验研究[D].重庆大学,2012.

[2]王天才.回转窑处理钢铁含锌粉尘关键技术探析[J].中国资源综合利用，2019,37（7）:181-184.

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