CN101608256A - 高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于它以高物理水和结晶水褐铁矿为原料，经过配料、搅拌制粒、台车装料、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液，得烧结矿。有效克服了高结晶水褐铁矿在烧结过程中因烧损高，易收缩形成薄壁大气孔，从而降低烧结矿强度，影响烧结矿产量的不足，尤其是SYP烧结增效剂的加入，以抑制烧结矿的晶型转变，改善烧结矿低温还原粉化性能，加上在烧结矿上喷洒CaCl₂溶液，抑制烧结矿在450～550℃温度范围内发生还原和粉化，有效降低烧结矿在高炉内450～550℃范围内还原气氛条件下产生的二次粉末量，有利于改善高炉料柱透气性，提高高炉的炉况顺行程度，最终解决铁矿资源紧张的问题，为工业化推广使用褐铁矿提供保障。

Description

高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法

技术领域

本发明涉及一种烧结矿的生产方法，尤其是一种用高物理水和结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，属于冶金烧结技术领域。

背景技术

通常褐铁矿的物理水、结晶水含量较高，因而烧损高，在烧结过程中易收缩形成薄壁大气孔的结构，从而降低了烧结矿的强度，影响烧结矿产量。用褐铁矿生产烧结矿的技术研究主要在澳洲、日本、法国和中国等国家，其使用的褐铁矿物理水和结晶水含量为10～14％，但有的褐铁矿如越南的贵沙褐铁矿，其物理水和结晶水则高达21～25％，且品位只为53％(而普通褐铁矿的品位为58％以上)，故而对烧结矿产、质量的影响更大。贵沙褐铁矿的特性如下：

(1)贵沙矿组织结构疏松，结晶粒度较小，形态类似于海底的珊瑚，呈现出典型的褐铁矿的结晶状态。贵沙矿矿物中褐铁矿含量较高(85％)，烧损较大(11.30％)，烧结过程中收缩较大，容易造成边缘效应，使边缘气流增加，中部气流减弱，影响烧结过程的一致性，并对烧结矿的产量和质量造成不利影响；

(2)贵沙矿吸水性非常强，并且含有较高的物理水和结晶水，在烧结过程中使过湿层增厚，造成烧结料层透气变差，抽风阻力增加，垂直烧结速度降低，利用系数降低的不利影响；

(3)贵沙矿烧损大，物理水和结晶水含量较高，耗热量较大。加之烧结矿的强度较差，成品率较低，返矿量较大。为了满足烧结过程的热量要求，以及提高烧结矿产量质量要求，贵沙矿烧结时的固体燃料消耗增加；

(4)贵沙矿在烧结过程中内部结晶水大量逸出，并伴有强烈的爆裂现象，烧结矿容易形成薄壁大孔结构，孔壁基质裂纹较多，且应力集中，影响烧结矿质量。

普通褐铁矿的特性如下：褐铁矿(Limonite)  (mFe₂O₃，nH₂O)，属含水的氢氧化铁及泥质物的统称。其包括针铁矿(FeO·OH)、水针铁矿(FeO·OH，nH₂O)、纤铁矿(FeO·OH)、水纤铁矿(FeO·OH，nH₂O)、水赤铁矿(2Fe₂O₃·H₂O)等。不具有固定化学组成，是若干种矿物的混合物。褐铁矿的含铁量并不固定：48％～62.9％。硬度：1.0～5.5，比重：3.0～4.2，比磁化系数：(20～80)×10-9m³/kg。外表颜色一般为黄褐色、暗褐色或黑色。褐铁矿的比重、比磁化系数等物理性能与主要脉石矿物石英(比重2.65，比磁化系数10×10-9m³/Kg)非常接近，表面泥化严重，疏水性差。同时，由于褐铁矿成因复杂，磁性相对较弱、粒度粗细不均匀、磨矿过程中易泥化等特点，致使褐铁矿选矿难度相当大。

我国铁矿品质特点为：“贫、细、杂、散”，致使整体利用水平较低，国内铁矿石供给量远不能满足我国钢铁工业的发展，因此需要从国外进口成品铁矿石，但进口的铁矿石近年来价格一路飙升，从2005年到2008年，国际铁矿石基准价格涨幅分别为71.5％、19％、9.5％和90％。铁矿资源的日益紧张必将成为制约我国钢铁工业发展的瓶颈。再者，世界范围内磁铁矿、赤铁矿储量日趋减少，使用褐铁矿冶炼已势在必行，因此，开发利用贵沙褐铁矿，使之生产出高强度、高产量的烧结矿，已成为具有重大现实意义的课题。

发明内容

为克服高物理水和结晶水褐铁矿在烧结过程中烧损高，易收缩形成薄壁大气孔的结构，从而降低烧结矿的强度，影响烧结矿产量等难题，本发明提供一种高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，以提高烧结矿强度和产量，使高结晶水褐铁矿得到充分利用，解决铁矿资源紧缺的问题。

本发明通过下列技术方案完成：一种高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于它以高物理水和结晶水褐铁矿为原料，经过下列工艺步骤：

A、按下列质量百分比备料：

褐铁矿粉                    5～15％

高物理水和结晶水褐铁矿粉    30～45％

精矿粉                      30～50％

SYP烧结增效剂               0.028～0.032％

白云石                      4.0～6.5％

石灰石                      2.5～6.5％

生石灰                      3～5％

燃料                        5～7％

返回烧结矿                  0～15％

B、将A步骤的原料送入混合搅拌机中搅拌制粒，控制混合料水分为6～8％，并使搅拌混合料中小于3mm粒级的含量控制在20％以内；

C、将B步骤制粒后的混合料送入烧结机台车上，控制混合料的料层高度为600～660mm，在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，经常规烧结工艺烧结后，得烧结矿；

D、将C步骤所得烧结矿经常规破碎、冷却后，按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015％的CaCl₂溶液喷洒在烧结矿上，以提高烧结矿的低温还原强度。

所述A步骤中的SYP烧结增效剂为市购产品，能改善烧结料层的透气性，有利于传热，有利于促进针状铁酸钙的形成，提高燃烧效率，抑制烧结矿的晶型转变，改善烧结矿低温还原粉化性能。

所述燃料为市购焦炭粉。

所述B步骤中的混合搅拌机为烧结工艺中的常规设备，为市购产品。

所述C步骤中的常规烧结工艺是在烧结机台车机速为1～1.5m/min，垂直烧结速度为12～25mm/min，混合料温度为35～45℃，负压为14～17Kpa，废气温度为100～150℃条件下进行烧结的。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，有效克服了高结晶水褐铁矿在烧结过程中因烧损高，易收缩形成薄壁大气孔，从而降低烧结矿强度，影响烧结矿产量的不足，尤其是SYP烧结增效剂的加入，有效改善了烧结料料层的透气性，有利于传热，有利于促进针状铁酸钙的形成，提高燃烧效率，抑制烧结矿的晶型转变，改善烧结矿低温还原粉化性能，加上在烧结矿上喷洒CaCl₂溶液，使成品烧结矿吸附含CaCl₂的液体后，能够抑制烧结矿在450～550℃温度范围内发生还原和粉化，从而改善烧结矿低温还原粉化指标，有效降低烧结矿在高炉内450～550℃范围内还原气氛条件下产生的二次粉末量，有利于改善高炉料柱透气性，提高高炉的炉况顺行程度，最终解决铁矿资源紧张的问题，为工业化推广使用褐铁矿提供保障。

此外本发明还通过下列技术手段，解决烧结矿存在的问题：

1、烧结过程中，一般条件下，新铁料中粉矿配比越高，烧结性能越好，但在本发明中，采取违反常规的技术思路，即反而提高精矿配比。贵沙粉矿物相中褐铁矿含量达85％，物理水、结晶水含量高、烧损大、爆裂性能差，烧结矿成品率低，强度差，燃料消耗高。通过配加细粒级的精矿，改善矿粉间的接触条件，为增加液相量创造条件，可弥补贵沙矿烧结性能的不足，提高烧结矿的产量和质量；

2、在烧结矿配料中配加白云石，以确保高炉炉渣中MgO的含量，可改善炉渣流动性，有利去硫，并且造渣稳定、炉况顺行，节焦增铁效果明显，但烧结矿中MgO含量过高，则液相(CaO·MgO·SiO2钙镁橄榄石、3CaO·MgO·2SiO2镁蔷薇辉石、2CaO·MgO·2SiO2和2CaO·MgO·SiO2的固熔体黄长石)生成温度升高，反之则液相生成量减少，降低烧结矿的强度，因此，烧结矿中白云石配入量以2.3～2.5％适宜。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

A、将烧结所需的新铁料、燃料、熔剂由皮带输送机运送到配料仓，按照表1的配比进行配料：

表1烧结铁新料、燃料、熔剂配比(％)

贵沙矿粉	褐矿粉	精矿粉1	精矿粉2	燃料	白云石	石灰石	生石灰	SYP	返矿
										27.1	12.5	20.1	14.7	4.7	3.8	2.7	3.4	0.028	10.972

其中SYP烧结增效剂的理化指标见表2：

表2

B2O3％	MnO2％	粘度泊	水分％	大于40目％
					8.55	6.28	2.3	≤5	≤15

注：水分检测时，恒温温度为102±2℃。

B、配好的料由皮带输送机输送至混合搅拌机内，加水进行一次混合，混合料的水分控制在6％，再加水进行二次混合，控制水分在7.86％，使混合料制粒效果良好，＜3mm的粒级为19.47％，＞8mm的粒级为13.65％；

C、再将混合料由皮带机输送至烧结料仓，通过料仓下方的多辊布料器将料布到台车上，料层厚度为650mm，通过压料器压料，然后进入点火炉点火烧结，烧结工艺控制参数见表3，得烧结矿；

表3混合料及烧结工艺参数

D、将上述所得烧结矿卸入缓冲槽，通过单辊破碎机破碎，进入带式冷却机冷却，再进入筛分，＜8mm的烧结矿返回配料仓，8～20mm的烧结矿返回烧结矿仓做铺底料，＞20mm的烧结矿进入成品仓，按每吨烧结矿喷0.65kg的量，将浓度为0.015％的CaCl₂溶液喷洒在＞20mm的成品烧结矿上，烧结矿化学、物理、冶金性能检测结果见表4和续表4，烧结工序的主要技术经济指标见表5：

表4烧结矿化学成分及物理性能

续表4烧结矿化学成分及物理性能

表5烧结工序主要技术经济指标

产量t/d	利用系数t/m2.h	日历作业率％	燃料消耗kg/t
				2138.40	0.99	95.36	96.93

本发明攻克贵沙褐铁矿物理化学特性带来的烧结过程中矿石易收缩形成薄壁大气孔的结构，降低烧结矿产量、强度的难题，烧结矿的产质量可满足高炉冶炼的需要。

实施例2

A、将烧结所需的新铁料、燃料、熔剂由皮带输送机运送到配料仓，按照表

的配比进行配料，其中SYP烧结增效剂的理化指标见表

表

烧结铁新料、燃料、熔剂配比(％)

贵沙矿粉	褐矿粉	精矿粉1	精矿粉2	燃料	白云石	石灰石	生石灰	SYP	返矿
										31.0	5.5	20.3	20.1	5.1	4.2	3.8	4.0	0.03	5.97

表

B2O3％	MnO2％	粘度泊	水分％	大于40目％
					10.01	3.89	1.9	≤5	≤15

注：水分检测时，恒温温度为102±2℃。

B、配好的料由皮带输送机输送至混合搅拌机内，加水进行一次混合，混合料的水分控制在7％，再加水进行二次混合，控制水分在6.98％，使混合料制粒效果良好，＜3mm的粒级为17.62％，＞8mm的粒级为12.82％；

C、再将混合料由皮带机输送至烧结料仓，通过料仓下方的多辊布料器将料布到台车上，料层厚度为600mm，通过压料器压料，然后进入点火炉点火烧结，烧结工艺控制参数见表8，得烧结矿；

表

混合料及烧结工艺参数

D、将上述所得烧结矿卸入缓冲槽，通过单辊破碎机破碎，进入带式冷却机冷却，再进入筛分，＜8mm的烧结矿返回配料仓，8～20mm的烧结矿返回烧结矿仓做铺底料，＞20mm的烧结矿进入成品仓，按每吨烧结矿喷0.59kg的量，将浓度为0.015％的CaCl₂溶液喷洒在＞20mm的成品烧结矿上，烧结矿化学、物理、冶金性能检测结果见表和续表

烧结工序的主要技术经济指标见表

表

烧结矿化学成分及物理性能

续表

烧结矿化学成分及物理性能

表烧结工序主要技术经济指标

产量t/d	利用系数t/m2.h	日历作业率％	燃料消耗kg/t
				2139.10	0.98	95.75	96.87

Claims (5)

1、一种高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于它以高物理水和结晶水褐铁矿为原料，经过下列工艺步骤：

A、按下列质量百分比备料：

褐铁矿粉                      5～15％

高物理水和结晶水褐铁矿粉      30～45％

精矿粉                        30～50％

SYP烧结增效剂                 0.028～0.032％

白云石                        4.0～6.5％

石灰石                        2.5～6.5％

生石灰                        3～5％

燃料                          5～7％

返回烧结矿                    0～15％；

B、将A步骤的原料送入混合搅拌机中搅拌制粒，控制混合料水分为6～8％，并使搅拌混合料中小于3mm粒级的含量控制在20％以内；

C、将B步骤制粒后的混合料送入烧结机台车上，控制混合料的料层高度为600～660mm，在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，经常规烧结工艺烧结后，得烧结矿；

D、将C步骤所得烧结矿经常规破碎、冷却后，按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015％的CaCl₂溶液喷洒在烧结矿上，以提高烧结矿的低温还原强度。

2、如权利要求1所述的高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于所述A步骤中的SYP烧结增效剂为市购产品，能改善烧结料层的透气性，有利于传热，有利于促进针状铁酸钙的形成，提高燃烧效率，抑制烧结矿的晶型转变，改善烧结矿低温还原粉化性能。

3、如权利要求1所述的高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于所述燃料为市购焦炭粉。

4、如权利要求1所述的高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于所述B步骤中的混合搅拌机为烧结工艺中的常规设备，为市购产品。

5、如权利要求1所述的高结晶水褐铁矿生产烧结矿的方法，其特征在于所述C步骤中的常规烧结工艺是在烧结机台车机速为1～1.5m/min，垂直烧结速度为12～25mm/min，混合料温度为35～45℃，负压为14～17Kpa，废气温度为100～150℃条件下进行烧结的。