CN101597686A - 一种硫酸渣球团矿原料的制备方法和生球团的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硫酸渣球团矿原料的制备方法，包括步骤：a)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，所述混合物的水含量为1wt％～13wt％；b)对所述混合物进行困料处理；c)将所述困料处理后的混合物与水和其它含铁原料二次混合得到球团矿原料。按照本发明的方法，对混合物进行困料处理时，混合物中的水分可以对硫酸渣进行充分的润湿，这样，可以更好的发挥硫酸渣的微孔的毛细作用，从而提高所述混合物的成球性。当利用包括所述混合物的球团原料制备生球时，在粘结剂和球团原料的毛细孔作用下，制备满足工艺要求的生球。

Description

一种硫酸渣球团矿原料的制备方法和生球团的制备方法

技术领域

本发明涉及球团矿，具体涉及一种硫酸渣球团矿原料的制备方法和利用该球团矿原料制备生球的方法。

背景技术

球团矿是高炉炼铁和直接还原铁的主要原料之一。与烧结矿相比，球团矿具有多种优势。例如，球团矿品位高、在冷态时的机械强度高于烧结矿，因此在运输、装卸和储存时不易破碎和开裂，消耗少，产生的粉末少，有利于改善高炉料柱的透气性，使炉内气流均匀分布。制备球团矿的方法主要有三种，分别是：竖炉生产球团法，带式焙烧机制备球团法、链篦机-回转窑法制备球团法。与其它两种方法相比，链篦机-回转窑法具有产品质量好、单机生产能力大、回转窑可用煤供热、适用于大规模生产的多种优点，得到了广泛的应用。

在现有技术中，一般选择赤铁矿或磁铁矿作为含铁原料制备生球团，赤铁矿和磁铁矿含水量一般在7wt％-10wt％(重量百分比)。制备生球团时，先将赤铁矿和磁铁矿进行干燥，使其水分达到适宜造球的程度，然后再加入粘结剂、添加剂经过造球制成生球。

随着高炉炉料结构的变化，近几年氧化球团的发展势头迅猛，但随着矿产资源的日益紧张，只利用赤铁矿或磁铁矿作为球团矿的原料已经远远不能满足要求。硫酸渣是硫铁矿生产硫酸后产生的废渣，经处理后其铁品位一般可达60％～63％。如果考虑用硫酸渣作为球团矿原料，不但减小了磁铁矿和赤铁矿的消耗，而且还可以解决硫酸渣的废物利用问题。

本发明人发现，考虑用硫酸渣作为球团矿原料时，存在以下问题：即硫酸渣含水量较低，一般在1wt％以下，因此在造球时，需要掺入较多的水才能进行配料和造球，但由于硫酸渣表面具有疏水性，成球性差，因此直接在硫酸渣中掺水制成的生球的强度较低，不能满足链篦机-回转窑的工艺需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种硫酸渣球团矿原料的制备方法，通过该制备方法，对硫酸渣进行预处理，以便制得可以满足造球工艺要求的球团矿原料。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种硫酸渣球团矿原料的制备方法，包括步骤：

a)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，所述混合物的水含量为1wt～13wt％；

b)对所述混合物进行困料处理；

c)将所述困料处理后的混合物与水和其它含铁原料二次混合得到球团矿原料。

优选的，所述步骤a)中混合物的水含量为5wt％～12wt％。

优选的，所述其它含铁原料包括选自赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿、黄铁矿或回收的球团分料中的一种或多种。

优选的，所述球团矿原料中硫酸渣的含量为1wt％～90wt％。

优选的，所述球团矿原料中硫酸渣的含量为20wt％～50wt％。

优选的，所述步骤b)中的困料时间为5小时以上。

优选的，所述步骤b)中的困料时间为16小时以上。

本发明还提供一种根据以上任一技术方案所述的制备方法制备的球团矿原料。

本发明还提供一种利用所述球团矿原料制备生球的方法，包括步骤：

i)将所述球团矿原料碾磨处理，得到90wt％以上粒径小于74μm的球团粉；

ii)将球团矿原料粉末与水、粘结剂混合，经造球制成生球。

本发明先将硫酸渣与水初次混合得到混合物后，对所述混合物进行困料处理，然后再将困料处理后的硫酸渣和水的混合物与其它含铁原料、水二次混合，得到球团矿原料。对混合物进行困料处理时，混合物中的水分可以对硫酸渣进行充分的润湿，这样，可以更好的发挥硫酸渣的微孔的毛细作用，从而提高所述混合物的成球性。当利用包括所述混合物的含铁原料制备生球时，在硫酸渣微孔的毛细作用下，制备满足工艺要求的生球。

具体实施方式

本发明提供的一种制备球团矿原料的制备方法，包括步骤：

a)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，所述混合物的含水量为1wt～13wt％；

b)将所述混合物进行困料处理；

c)将所述困料处理后的混合物与水和其它含铁原料二次混合得到球团矿原料。

本文所述硫酸渣指本领域技术人员熟知的硫铁矿生产硫酸后产生的废渣。硫酸渣的主要成分是Fe₂O₃，具有较高的铁品位，用于制作球团矿时，不但可以缓解日益紧张的铁矿资源，还可以解决硫酸渣的废物利用，有利于环保。

按照本发明，将硫酸渣与水混合得到混合物，对于混合方法，本发明无特别的限制，可以为本领域技术人员熟知的机械混合的方法。所述混合物中的水含量为1wt％～13wt％(重量百分比)，优选的，所述混合物中的水含量为2wt％～12wt％，更优选的，所述混合物中的水含量为5wt％～12wt％，更优选的，所述混合物中的水含量为10wt％～12wt％。

将硫酸渣与水混合得到混合物后，对所述混合物进行困料处理，本文所述困料处理是指将混合物在仓库或料场内放置处理，对于困料时间，优选为5小时或更长时间，更优选的，困料处理的时间为10小时或更长时间，更优选的，困料处理的时间为12小时或更长时间，更优选的，困料处理的时间为16小时或更长时间，更优选的，困料处理的时间为24小时或更长时间。进行困料处理时，混合物中的水分可以对硫酸渣进行充分的润湿，从而提高该混合物的成球性。这样，使用包括所述混合物的球团矿原料制备生球时，可以更好的发挥硫酸渣中微孔的毛细作用，从而达到提高生球强度的效果。

困料处理后，将混合物与水和其它含铁原料二次混合制成球团矿原料，所述球团矿原料中的水含量优选为10wt％～13wt％，更优选的，所述球团矿原料中的水含量为11wt％～13wt％，更优选的，所述球团矿原料中的水含量为12wt％～13wt％。

所述其它含铁原料选自赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿、黄铁矿或回收的球团粉料中的一种或多种。对于球团矿原料中的硫酸渣含量，优选为1wt％～90wt％，更优选为10wt％～80wt％，更优选为20wt％～70wt％，更优选为20wt％～50wt％，更优选为30wt％～50wt％，更优选为40wt％～50wt％。

本发明还提供一种根据上述方法制备的球团矿原料。

本发明还提供一种生球的制备方法，包括步骤：

a)将所述球团矿原料进行碾磨处理，得到90wt％以上粒径小于74μm的球团粉；

b)将所述球团粉与粘结剂混合，经造球制成生球。

按照本发明，将所述球团矿原料进行碾磨处理时，对于碾磨方法，可以为一次或多次高压辊磨，也可以为循环辊磨，还可以为润磨，本发明并不限于此。

对球团矿原料碾磨处理后，使球团矿粉满足如下条件：90wt％的球团矿粉末粒径小于74μm，优选的，95wt％的球团矿粉末粒径小于74μm，更优选的，75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm，更优选的，80wt％的球团矿粉末粒径小于45μm。对于球团矿粉末的比表面积，优选为1600cm²/g～2200cm²/g，更优选为1800m²/g～2200cm²/g，更优选为2000cm²/g～2200cm²/g。

然后，将所述球团矿粉与粘结剂混合，经造粒形成生球。所述粘合剂可以为膨润土、纤维素，优选为膨润土。对于粘结剂的添加量，优选占含铁原料的重量的0.5％～3％，更优选的，粘合剂的添加量占含铁原料重量的0.8％～2％。

另外，在将含铁原料造球时，也可以掺入添加剂，添加剂可以选自石灰石、白云石、消石灰中的一种或多种，对于添加剂的量本发明并无特别的限制，优选的，加入添加剂后，生球团的碱度为0.8～1.3，更优选的，添加剂的添加量使得生球团的碱度为1.0～1.2。本文所述碱度指二元碱度即CaO/SiO₂(重量比)的值。在制备生球时，还可以内配碳，所述内配碳包括无烟煤、焦炭、石油焦、木炭中的一种或多种。对于制造生球的造粒设备，可以选择本领域技术人员熟知的设备，如圆盘造粒机、圆筒造粒机等。

按照本发明，所述生球团的粒径优选为8mm～18mm，更优选的，所述生球团的粒径为9mm～16mm，更优选的，所述生球团的粒径为9mm～14mm。另外，对于生球的强度，其跌落次数优选不少于3次/0.5m，优选的，生球的跌落次数为5次/0.5m以上，更优选的，生球的跌落次数为8次/0.5m以上。

本文中的生球落下强度按如下方法测试：取60个粒度为8mm～12mm的生球，从0.5m处自由落下到5mm厚的钢板上，反复进行，直到生球产生裂纹为止时，每个生球的落下次数减1即为落下强度，取每个生球落下强度的平均值作为该批生球的落下强度，单位为次/0.5m。

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理16小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为11wt％，其余为赤铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.7次。

实施例2

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为12wt％；

2)将所述混合物困料处理16小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为12wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.9次。

实施例3

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理12小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为11wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为2.9次。

实施例4

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理12小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为12wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.0次。

实施例5

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理24小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为11.5wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为4.0次。

实施例6

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为5wt％；

2)将所述混合物困料处理24小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为11.5wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为2.8次。

实施例7

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理24小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为50wt％，水含量为11wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.8次。

实施例8

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理24小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为50wt％，水含量为12wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为4.0次。

实施例9

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理16小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为20wt％，水含量为9wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.8次。

实施例10

1)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，混合物中水含量为10wt％；

2)将所述混合物困料处理16小时；

3)将困料处理后的硫酸渣与磁铁矿和水二次混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为20wt％，水含量为10wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球团落下强度为3.9次。

比较例1

1)取硫酸渣与磁铁矿和水混合得到球团矿原料，该球团矿原料中硫酸渣含量为40wt％，水含量为12wt％，其余为磁铁矿；

4)取所述球团矿原料100重量份，碾磨处理后得到75wt％的球团矿粉末粒径小于45μm的球团粉，然后再与膨润土2重量份混合，在造粒机内制成粒径为9mm～16mm的生球，性能测试如下：生球落下强度为1.8次。

以上对本发明提供的球团矿原料的制备方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1、一种硫酸渣球团矿原料的制备方法，包括步骤：

a)取硫酸渣与水初次混合得到混合物，所述混合物的水含量为1wt％～13wt％；

b)对所述混合物进行困料处理；

c)将所述困料处理后的混合物与水和其它含铁原料二次混合得到球团矿原料。

2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中混合物的水含量为5wt％～12wt％。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中混合物的水含量为10wt％～12wt％。

4、根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述其它含铁原料包括选自赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿、黄铁矿和回收的球团粉料中的一种或多种。

5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述球团矿原料中硫酸渣的含量为1wt％～90wt％。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述球团矿原料中硫酸渣的含量为20wt％～50wt％。

7、根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中的困料时间为5小时以上。

8、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中的困料时间为16小时以上。

9、一种根据权利要求1至8任一项所述的制备方法制备的球团矿原料。

10、一种使用权利要求9所述的球团矿原料制备生球团的方法，包括步骤：

i)将所述球团矿原料碾磨处理，得到90wt％以上粒径小于74μm的球团粉；

ii)将球团矿原料粉末与水、粘结剂混合，经造球制成生球。