CN102337396A - 利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于利用冶金尘泥造块焙烧直接还原生产炼铁用金属化球团及方法。其原料及重量百分比：炼铁工序尘泥：32％～60％、炼钢工序尘泥40％～68％，外加膨润土或甲基纤维素；步骤：将上述料进行混合并搅拌均匀；压样机成型；烘干；焙烧还原；空冷或者在保护气氛下冷却至室温。本发明利用不同工序来源冶金尘泥种类和成分间的互补性，及各类冶金尘泥中的有用成分，有效去除和减少了有害元素锌等对冶炼过程及产品的影响，并获得铁品位较高的炼铁原料。本发明制备的金属化球团，含铁品位＞60％，去锌率＞80％，抗压强度＞1500N/球，且工艺简单，成本低廉。

Description

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及到利用冶金尘泥造块焙烧直接还原生产炼铁用金属化球团及其方法。

背景技术

随着钢铁工业的发展，冶金过程产生的尘泥数量日益增大，冶金尘泥往往产生在炼铁和炼钢工序，炼铁工序尘泥往往含较多的C、Fe以及SiO₂、Al₂O₃等有用成分，炼钢工序尘泥往往含较多的Fe以及CaO、MgO等有用成分，因此应将冶金尘泥返回冶金过程回收利用，同时冶金尘泥中往往也含有锌等对冶炼有害的元素，回收利用过程应有效的降低有害元素的影响。目前，冶金尘泥返回冶金过程利用的方法主要有：烧结法、造渣剂法、氧化球团法、金属化球团法。烧结法将冶金尘泥作为烧结原料，但烧结过程难以去除冶金尘泥中Zn等有害杂质，且产品成分和强度波动大；造渣剂法将冶金尘泥作为炼钢造渣剂、冷却剂等使用，但尘泥含铁品位较低，增加了冶炼的渣量和能耗，且低含铁量、高碳、高碱金属的冶金尘泥等难以用造渣剂法处理；氧化球团法得到的球团往往铁品位不太理想；金属化球团法可获得很高品位的产品并有效去除尘泥中的锌等有害元素，但作为炼钢原料，金属化球团对金属化率及铁品位要求很高，铁含量偏低的尘泥无法得到应用，且需外配一定的焦炭或煤粉，不利于节约资源、降低生产成本。这些方法往往仅将含铁较高的冶金尘泥给予再利用，没有全面的考虑尘泥种类和成分间的互补利用以及有害元素的去除。

在上述背景下，本专利提出了一种利用冶金尘泥制备炼铁用金属化球团的方法，该方法利用不同工序来源冶金尘泥种类和成分间的互补性，充分利用各类冶金尘泥及其中的有用成分，有效去除锌等有害元素并获得铁品位较高的炼铁原料，该方法原料适应范围广，工艺简单、成本低廉、产品质量好的，制备的产品对实现冶金尘泥高效、大量、低成本的应用具有切实意义。

发明内容

本发明的目的是实现综合利用冶金尘泥制备炼铁用金属化球团的思路和方法，其利用不同工序来源冶金尘泥种类和成分间的互补性，在不外配碳的情况下，利用尘泥中的碳进行铁氧化物的还原和脱锌反应，从而制备出含铁品位＞60％，去锌率＞85％，抗压强度＞1500N/球的炼铁用金属化球团。

本发明所采用的技术方案是：

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：炼铁工序尘泥：32％～60％、炼钢工序尘泥40％～68％，外加上述原料总重量2％～8％的膨润土或0.1％～0.5％的甲基纤维素。

其特征在于：所述的炼铁工序尘泥为高炉瓦斯灰或瓦斯泥或炼铁除尘灰或煤气除尘灰或其中两种及两种以上原料以任意比例的混合物；其炼铁工序尘泥的化学组成及质量百分比为：C为15％～40％，TFe为15％～45％，Zn为0.5％～15％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占60％～95％。

其特征在于：所述的炼钢工序尘泥为转炉污泥或氧化铁皮或渣钢或其中两种及两种以上原料以任意比例的混合物；其炼钢工序尘泥化学组成及质量百分比为：TFe为40％～80％，Zn为0.5％～15％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为40％～80％。

生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将炼铁工序尘泥32％～60％，炼钢工序尘泥40％～68％，外加上述原料总重量2％～8％的膨润土或0.1％～0.5％的甲基纤维素，及按照上述原料总重量的8％～12％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机成型，其成型尺寸满足高炉原料要求即可；

3)在＜300℃条件下进行烘干，烘烤时间为0.5～3个小时；

4)在1150℃～1300℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为20～90分钟；

5)对焙烧还原后的球团采用空冷或者在保护气氛下冷却至室温。

本发明所用的原料为高炉瓦斯灰、瓦斯泥、炼铁除尘灰、煤气除尘灰等炼铁工序尘泥和转炉污泥、氧化铁皮、渣钢等炼钢工序尘泥，利用不同工序来源冶金尘泥种类和成分间的互补性及各类冶金尘泥中的有用成分，有效去除和减少了有害元素锌等对冶炼过程及产品的影响，并获得铁品位较高的炼铁原料。该方法原料适应范围广、工艺简单、成本低廉、产品质量好，不仅解决了冶金尘泥利用过程中存在的低含铁量尘泥难以得到应用，产品质量不稳定，尘泥中有害元素影响产品质量等问题，还大大降低了生产成本，节约资源，对实现冶金尘泥有效、大量的应用具有切实意义。采用上述技术方案，本发明制备的金属化球团，含铁品位＞60％，去锌率＞80％，抗压强度＞1500N/球，适合作为炼铁原料使用。

具体实施方式

实施例1

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰32％、转炉污泥68％，外加上述原料总重量的0.5％的甲基纤维素；

其高炉瓦斯灰化学组成及质量百分比为：C为32％，TFe为30％，Zn为0.9％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占92％。

其转炉污泥化学组成及质量百分比为：TFe为54％，Zn为2.3％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为60％。

生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰32％、转炉污泥68％，外加上述原料总重量0.5％的甲基纤维素，及按照上述原料总重量的8％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机压制成30mm×20mm椭圆球；

3)在110℃条件下进行烘干，烘烤时间为3个小时；

4)在1300℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为20分钟；

5)对焙烧还原后的球团在保护气氛下随炉降温到1000℃，然后取出放置在密闭容器中盖碳冷却至室温即得到炼铁用金属化球团。

经检测，本实施例所制备的金属化球团的全铁品位为69.90％，脱锌率为96.36％，抗压强度为2100N/球。

实施例2

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：炼铁除尘灰40％、转炉污泥与氧化铁皮的混合料60％，外加上述原料总重量的0.1％的甲基纤维素；

其炼铁除尘灰的化学组成及质量百分比为：C为24％，TFe为28％，Zn为5％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占68％。

其转炉污泥与氧化铁皮混合后的化学组成及质量百分比为：TFe为58％，Zn为2.0％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为50％。生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将原料及重量百分比为：炼铁除尘灰40％、转炉污泥与氧化铁皮的混合料60％，外加上述原料总重量的0.1％的甲基纤维素，及按照上述原料总重量的9％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机压制成25mm×17mm椭圆球；

3)在140℃条件下进行烘干，烘烤时间为2.5个小时；

4)在1270℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为40分钟；

5)对焙烧还原后的球团在保护气氛下随炉降温到1000℃，然后取出自然冷却即得到炼铁用金属化球团。

经检测，本实施例所制备的金属化球团的全铁品位为70.19％，脱锌率为94.12％，抗压强度为2150N/球。

实施例3

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰与炼铁除尘灰的混合料47％，转炉污泥53％，外加上述原料总重量的2％的膨润土；

其高炉瓦斯灰与炼铁除尘灰混合后的化学组成及质量百分比为：C为29％，TFe为29％，Zn为3.1％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占82％。

其转炉污泥化学组成及质量百分比为：TFe为54％，Zn为2.3％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为60％。

生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰与炼铁除尘灰的混合料47％，转炉污泥为53％，外加上述原料总重量2％的膨润土，及按照上述原料总重量的10％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机压制成20mm×15mm椭圆球；

3)在180℃条件下进行烘干，烘烤时间为2个小时；

4)在1230℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为50分钟；

5)对焙烧还原后的球团在保护气氛下随炉降温到至室温即得到炼铁用金属化球团。

经检测，本实施例所制备的金属化球团的全铁品位为66.74％，脱锌率为90.87％，抗压强度为1950N/球。

实施例4

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥及炼铁除尘灰的混合料53％、转炉污泥与渣钢的混合料47％，外加上述原料总重量4％的膨润土；

其高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥及炼铁除尘灰混合后的化学组成及质量百分比为：C为25％，TFe为27％，Zn为4.6％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占84％。

其转炉污泥与渣钢混合后的化学组成及质量百分比为：TFe为52％，Zn为1.9％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为52％。生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥及炼铁除尘灰的混合料53％、转炉污泥与渣钢的混合料47％，外加上述原料总重量4％的膨润土，及按照上述原料总重量的11％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机压制成18mm×10mm椭圆球；

3)在230℃条件下进行烘干，烘烤时间为1.5个小时；

4)在1180℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为70分钟；

5)对焙烧还原后的球团自然冷却至室温，即得到炼铁用金属化球团。

经检测，本实施例所制备的金属化球团的全铁品位为64.83％，脱锌率为86％，抗压强度为1800N/球。

实施例5

利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、炼铁除尘灰及煤气除尘灰的混合料60％、转炉污泥、氧化铁皮与渣钢的混合料40％，外加上述原料总重量8％的膨润土；

其高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、炼铁除尘灰及煤气除尘灰混合后的化学组成及质量百分比为：C为22％，TFe为24％，Zn为3.4％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占83％。

其转炉污泥、氧化铁皮与渣钢混合后的化学组成及质量百分比为：TFe为56％，Zn为1.8％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为50％。生产利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将原料及重量百分比为：高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥、炼铁除尘灰及煤气除尘灰的混合料60％、转炉污泥、氧化铁皮与渣钢的混合料40％，外加上述原料总重量8％的膨润土，及按照上述原料总重量的12％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机压制成15mm×8mm椭圆球；

3)在295℃条件下进行烘干，烘烤时间为0.5个小时；

4)在1150℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为90分钟；

5)对焙烧还原后的球团在保护气氛下随炉降温到1000℃，放置在密闭容器中冷却至室温即得到炼铁用金属化球团。

经检测，本实施例所制备的金属化球团的全铁品位为61.13％，脱锌率为81％，抗压强度为1500N/球。

Claims (4)

1.利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其原料及重量百分比为：炼铁工序尘泥：32％～60％、炼钢工序尘泥40％～68％，外加上述原料总重量2％～8％的膨润土或0.1％～0.5％的甲基纤维素。

2.如权利要求1所述的利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其特征在于：所述的炼铁工序尘泥为高炉瓦斯灰或瓦斯泥或炼铁除尘灰或煤气除尘灰或其中两种及两种以上原料以任意比例的混合物；其炼铁工序尘泥的化学组成及质量百分比为：C为15％～40％，TFe为15％～45％，Zn为0.5％～15％，其余成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的占60％～95％。

3.如权利要求1所述的利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团，其特征在于：所述的炼钢工序尘泥为转炉污泥或氧化铁皮或渣钢或其中两种及两种以上原料以任意比例的混合物；其炼钢工序尘泥化学组成及质量百分比为：TFe为40％～80％，Zn为0.5％～15％，其余成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、C、S、P及不可避免的杂质，其粒度＜0.1mm的为40％～80％。

4.生产权利要求1所述的利用冶金尘泥制备的炼铁用金属化球团的方法，其步骤：

1)将炼铁工序尘泥32％～60％，炼钢工序尘泥40％～68％，外加上述原料总重量2％～8％的膨润土或0.1％～0.5％的甲基纤维素，及按照上述原料总重量的8％～12％加水进行混合并搅拌均匀；

2)采用压样机成型，其成型尺寸满足高炉原料要求即可；

3)在＜300℃条件下进行烘干，烘烤时间为0.5～3个小时；

4)在1150℃～1300℃条件下进行焙烧还原，焙烧还原时间为20～90分钟；

5)对焙烧还原后的球团采用空冷或者在保护气氛下冷却至室温。