CN102534087B - 一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，是将含锡锌砷铁精矿与粘结剂配料、混匀、润磨后造球，生球在链箅机上经抽风干燥脱水、弱还原气氛低温焙烧脱除砷、氧化气氛焙烧脱除硫、弱还原气氛中高温焙烧脱除锡和锌后获得预还原球团，预还原球团热装入回转窑进行煤基直接还原焙烧，获得金属化球团(DRI)。本发明采用了预还原球团热装入窑的技术，显著加快了球团在回转窑内的还原速度，提高了生产率，同时选择性分离了含锡锌砷复合铁矿中锡、锌、砷，可实现含锡锌砷铁精矿的大规模加工和利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种综合利用含锡锌砷复合铁矿的方法，特别涉及一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，属于钢铁冶金技术领域。
背景技术
我国铁矿资源虽然储量大，但贫矿多、富矿少，复杂难处理矿石多。含锡锌砷复合铁矿是其中之一的典型难处理铁矿资源，主要含磁铁矿、锡石、闪锌矿、毒砂等的工业矿物。工艺矿物学研究表明，矿石中铁的主要载体矿物为磁铁矿(占TFe的96.45％)，且多呈单体产出(约占93.4％)，其余少量以其它形态与金属硫化物、锡石及脉石连生或包裹；矿石中独立的含锡矿物为锡石，大部分呈中细粒或粗粒聚合体嵌布在萤石或硅酸盐中，仅少数与磁铁矿、闪锌矿及砷黄铁矿交代嵌布在脉石矿物中，在磁铁矿的裂隙中常充填有锡石单体或聚合体，在磁铁矿、闪锌矿及砷黄铁矿内也经常可见细粒锡石包裹体；矿石中的锌主要以硫化矿形式存在(锌在闪锌矿和铁闪锌矿中的分布率达89％)，而闪锌矿多以单体粒状或以不规则状与磁铁矿及其它矿物构成连生体；矿石中砷的主要赋存矿物为毒砂，少量为砷钴矿和砷铁矿等，大部分毒砂常与磁铁矿或闪锌矿镶嵌构成连生体，连生体中毒砂所占比例大多高于50％。此外，在磁铁矿内部亦见微细粒毒砂包裹体。
由于锡石、闪锌矿、毒砂等矿物多以微细粒包裹体嵌布在磁铁矿中，采用包括磁选、浮选和浮选-磁选联合流程进行处理时，所获得的铁精矿中残余Sn、Zn、As质量百分含量仍分别达到0.13％～0.28％、0.11％～0.23％、0.13％～0.29％，根本无法达到高炉冶炼对炉料中锡、锌、砷质量百分含量的基本要求(Sn＜0.08％、Zn＜0.1％、As＜0.1％)。
火法工艺是处理含锡、锌、砷物料的主要方法。见诸报道的方法主要有硫化挥发、氯化挥发、还原熔炼、还原烧结和还原挥发等。
硫化挥发法是利用SnS与其它组分硫化物在挥发性上的差别来分离回收锡，该法是目前世界上处理锡中矿、贫锡精矿或炼锡贫渣最有效的技术，锡的挥发率高，可较好的实现Sn、Fe分离。比如，采用烟化炉硫化挥发法处理锡中矿，Sn挥发率均可达98％以上，弃渣中含Sn可降至0.07％以下，但该法硫化所需温度高(1180～1300℃)导致能耗大，而且烟气中SO2气体需预先处理才能排放，否则容易造成环境污染。
氯化挥发法适用于普通锡冶炼系统无法处理的低品位、高杂质(尤其是砷、铁含量高)的贫锡物料，是综合回收多金属复杂矿的高效处理手段。但由于氯或氯化氢对工业设备腐蚀性大，且易造成环境污染等问题，因而极大地限制了该法的广泛应用。
还原熔炼法是在强还原气氛下，通过两次熔炼使锡精矿中的锡石还原成金属锡气体挥发进入烟气系统，同时铁和脉石成分造渣而与锡分离。该法的主要优点是对原料适应性强、炉内气氛易控、设备操作方便，但突出的技术问题就是实现Fe、Sn的有效分离非常困难。
还原烧结法虽然能获得残余Sn含量小于0.08％的烧结矿，但该方法存在焦粉用量大、能耗高等问题。另外，工业实施中对烧结过程还原气氛的稳定控制是技术关键。
还原挥发法是利用高温下SnO、金属锌和砷的蒸气压高、挥发性好的特点，对经过磁选的铁精矿进行还原焙烧使SnO、锌和砷挥发进入烟气系统来处理。还原挥发法主要有直接还原法和弱还原法两种方法。直接还原法对锡、锌和砷的脱除率可达90％以上，铁金属化率最高可达94％，但存在焙烧时间长(180min)、能耗高、生产效率低、成本高等问题。弱还原焙烧技术方法简单、能耗低，锡、锌和砷的脱除效果好，残余含量均在0.08％以下，但制备的球团产品中富氏体含量高达65％以上，由于高富氏体球团还原性能差，高炉冶炼过程中容易导致软熔带变宽而降低料柱透气性，从而降低高炉生产技术经济指标。
因此，对于锡锌砷复合铁矿的利用，目前仅是与其它普通铁矿石进行配矿，烧结后炼铁。但由于高炉冶炼对炉料中锡、锌含量的严格要求，其配加量极其有限，在当前铁矿石供需矛盾突出、价格高涨的形势下，急需一种技术可行、经济合理的处理方法，以实现对锡锌砷复合铁矿的大规模开发利用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术之不足而提供一种杂质分离效率高、处理量大、高效利用含锡锌砷复合铁矿的方法，采用本发明，可同时实现含锡锌砷复合铁矿中锡、锌、砷的梯级分离和综合回收，并获得电炉炼钢用优质金属化球团。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，首先将含锡锌砷铁精矿和粘结剂煤炭腐殖酸钠配料、混匀，润磨后造球，然后将生球置于链箅机上依次进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡、锌，获得预还原球团，预还原球团在950℃以上装入回转窑进行煤基直接还原焙烧，获得金属化球团(DRI)。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，所述含锡锌砷复合铁精矿的粒度为-200目粒级所占的质量百分数大于等于80％。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，所述造球是按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为0.5％～1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为5.0％～8.0％的水进行润磨，润磨时间为4min～7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制生球中水分占生球总质量的8.5％～9.5％，生球直径为10mm～16mm。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，将生球均匀布料到链箅机上进行分段处理，链箅机上生球料层高度为200mm～240mm，链箅机速度为1.5m/min～2.0m/min。各段具体方法参数为：
第一段：抽取第一烟气干燥生球，所述第一烟气温度为300℃～350℃、流速1.5m/s～1.8m/s、干燥时间5min～6min；
第二段：第一弱还原气氛低温焙烧脱砷，所述第一弱还原气氛是由CO体积浓度为5％～15％的第二烟气构成；焙烧温度350℃～500℃、焙烧时间为3min～5min、第二烟气流速2.4m/s～2.8m/s；
第三段：氧化气氛焙烧脱硫，所述氧化气氛是由O2体积浓度为15％～19％的第三烟气构成，焙烧脱硫温度为600℃～850℃、焙烧时间4min～6min、第三烟气流速2.8m/s～3.1m/s；
第四段：第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡、锌后得到预还原球团，所述第二弱还原气氛是由CO体积浓度为40％～50％的第四烟气构成，焙烧脱锡锌温度为925℃～1000℃、焙烧时间30min～35min、第四烟气流速3.1m/s～3.8m/s；
将预还原球团与固体还原煤在950℃以上装入回转窑进行煤基还原焙烧，然后隔绝空气冷却至室温，得到金属化球团。具体条件为：以烟煤或褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按还原剂中的C与预还原球团中的Fe的质量比C/Fe＝0.4～0.65控制；预还原球团入窑温度大于等于950℃，控制整个回转窑温度为950℃～1100℃，窑内停留总时间75min～90min，其中窑内高温区温度控制1040℃～1100℃，球团在高温区停留时间为45min～60min；窑内物料填充率16％～20％，窑体转速0.8r/min～2.0r/min。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，由体积量为50％～60％的回转窑窑尾烟气和体积量为60％～70％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所述第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为40％～50％的混合气体；
所述第三烟气是由高温烟气与空气按体积比1～2∶1混合调制成O2体积浓度为15％～19％的混合气体；
所述第二烟气是由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为5％～15％的混合气体；
所述第一烟气是由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5～2∶1混合而成。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，所述砷在链箅机第一弱还原气氛低温焙烧段的第二烟气的烟尘中回收，锡和锌在链箅机第二弱还原气氛中高温焙烧段的第四烟气的烟尘中回收。
本发明一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法中，所述金属化球团中铁的金属化率大于等于90％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别小于等于0.075％。
本发明的技术原理在于：
弱还原气氛低温焙烧使砷黄铁矿还原分解脱除砷，即2FeAsS→2FeS+As2(g)。
氧化气氛焙烧的目的是将ZnS和FeS分别氧化为氧化锌和Fe2O3同时脱除硫，即2ZnS+3O2→2ZnO(s)+2SO2，4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2。
弱还原气氛中高温焙烧的主要目的是还原锡石和氧化锌，即SnO2+CO→SnO(g)+CO2和ZnO+CO→Zn(g)+CO2，锡和锌分别以SnO、Zn(g)挥发脱除。此过程伴有铁氧化物的还原，即Fe2O3/Fe3O4+CO→FeO+CO2。
强还原气氛高温焙烧的目的是实现预还原球团的深度还原，即FeO+CO→Fe+CO2，获得金属化球团(DRI)。
本发明的创新之处在于：一方面，采用链箅机选择性焙烧含锡锌砷复合铁矿球团，易于实现锡、锌、砷的梯级分离和回收，有效解决有毒有害元素砷、硫的专区处理，砷可从链箅机第一弱还原气氛低温焙烧脱砷的烟尘中回收，锡、锌可从链箅机第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡、锌的烟尘中回收；另一方面，链箅机上选择性焙烧所需要的气氛主要是通过调节回转窑尾气、链箅机各段产生烟气以及少量空气的组成比例来实现的，因而过程中不同废气的潜热和显热均得到了充分利用，从而实现降低生产过程总能耗的目的。
采用了链箅机上制备的预还原球团热装入回转窑的技术，既很好地解决了已有的弱还原焙烧法中，因预还原球团产品冷却后导致富氏体结晶趋于完善而降低其还原性的问题，又加快了预还原球团在回转窑内的还原速率，缩短其还原时间，易实现大规模生产。
因此，应用本发明所提供的技术，可生产出供电炉冶炼优特钢所必需的金属化球团(DRI)，从而实现含锡锌砷复合铁矿的综合回收利用与增值加工。
附图说明
附图1为本发明采用的选择性焙烧分离含锡锌砷复合铁矿中锡、锌、砷的流程示意图。
附图2-1、附图2-2为本发明采用链箅机-回转窑生产含锡锌砷复合铁矿金属化球团的设备联系及物料、气体流走向示意图。
其中附图2-1、附图2-2以图中的A、A1，B、B1，C、C1三点连接为一幅整图。
具体实施方式
下面对照附图1、2对本发明采用链箅机-回转窑生产含锡锌砷复合铁矿金属化球团进行举例说明。
其中：含锡锌砷复合铁精矿主要化学成分及含量为：TFe：65.7％，Sn：0.26％，Zn：0.14％，As：0.29％。
实施例1：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为0.5％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为5.0％的水进行润磨，润磨时间为4min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气是由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.4m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气是由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为2.8m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为50％的回转窑窑尾烟气和体积量为70％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.31％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.07％、0.022％、0.03％。
实施例2：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.6m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.5m/s；由体积量为50％的回转窑窑尾烟气和体积量为70％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.39％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.071％、0.021％、0.032％。
实施例3：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为8.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.8m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.8m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.8m/s；由体积量为50％的回转窑窑尾烟气和体积量为70％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.25％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.072％、0.024％、0.034％。
实施例4：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为350℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比2∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为350℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为5％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为5％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为60％的回转窑窑尾烟气和体积量为60％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.44％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.071％、0.021％、0.052％。
实施例5：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为4min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为400℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为60％的回转窑窑尾烟气和体积量为60％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.26％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.072％、0.026％、0.043％。
实施例6：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为350℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比2∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为15％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为15％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为60％的回转窑窑尾烟气和体积量为60％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1100℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到94.33％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.069％、0.02％、0.035％。
实施例7：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为600℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为15％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比1.5∶1混合调制成O2体积浓度为15％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为60％的回转窑窑尾烟气和体积量为60％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1075℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1075℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到92.87％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.071％、0.024％、0.032％。
实施例8：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为850℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为19％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比2∶1混合调制成O2体积浓度为19％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为55％的回转窑窑尾烟气和体积量为65％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以烟煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1050℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1025℃～1050℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到90.34％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.075％、0.023％、0.032％。
实施例9：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比2∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为925℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为40％，烟气流速3.1m/s；由体积量为55％的回转窑窑尾烟气和体积量为65％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.4控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1100℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1075℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到90.01％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.072％、0.032％、0.042％。
实施例10：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比2∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为950℃，焙烧时间为35min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为55％的回转窑窑尾烟气和体积量为65％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.55控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1075℃，窑内停留总时间90min(高温区温度控制1040℃～1075℃，高温区保持时间60min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到90.39％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.072％、0.027％、0.036％。
实施例11：按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为1.0％的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为7.0％的水进行润磨，润磨时间为7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制造球料中水的质量百分含量为8.5％，进行造球，造球时间为10min，制得直径为10mm～16mm的生球；生球在链箅机上进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡锌；抽风干燥制度，链箅机上生球料层高度为220mm，链箅机机速为2.0m/min，干燥温度为300℃，烟气流速为1.5m/s，干燥时间为6min；所用第一烟气由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5∶1混合而成；第一弱还原气氛低温焙烧制度，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5min，烟气流速为2.6m/s，烟气中CO的体积浓度为12％；所用第二烟气由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为12％的混合气体；氧化气氛焙烧制度，焙烧温度为725℃、焙烧时间为6min、烟气流速为3.1m/s、烟气中O2浓度体积为17％；所用第三烟气由高温烟气与空气按体积比2∶1混合调制成O2体积浓度为17％的混合气体；氧化焙烧后进入第二弱还原气氛中高温焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为30min，烟气中CO的体积浓度为50％，烟气流速3.1m/s；由体积量为55％的回转窑窑尾烟气和体积量为65％第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所用第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为50％的混合气体；将链箅机上制备的弱还原球团送入回转窑进行强还原气氛高温焙烧，以褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm～25mm，还原剂配加量按C/Fe＝0.65控制；球团入窑温度不低于950℃，窑内温度控制950℃～1075℃，窑内停留总时间80min(高温区温度控制1040℃～1075℃，高温区保持时间50min)；窑内物料填充率18％，窑体转速1.0r/min；所得金属化球团中铁的金属化率达到92.28％，残余锡、锌、砷的质量百分含量分别为0.069％、0.025％、0.037％。
Claims (5)
1.一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，其特征在于：
首先将含锡锌砷铁精矿和粘结剂配料、混匀，润磨后造球，所述造球是按占含锡锌砷铁精矿的质量百分比为0.5%~1.0%的比例添加煤炭腐殖酸钠粘结剂，进行配料，混匀，得混合料；向混合料中添加占混合料质量百分比为5.0%~8.0%的水进行润磨，润磨时间为4min~7min，得到润磨料；润磨料用于造球，控制生球中水分占生球总质量的8.5%~9.5%，生球直径为10mm~16mm；
然后将生球置于链箅机上依次进行抽风干燥脱水、第一弱还原气氛低温焙烧脱砷、氧化气氛焙烧脱硫、第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡、锌，获得预还原球团；
所述将生球置于链箅机上是将生球均匀布料到链箅机上，链箅机上生球料层高度为200mm~240mm，链箅机速度为1.5m/min~2.0m/min；
所述抽风干燥脱水：是指抽取第一烟气干燥生球，所述第一烟气温度为300℃~350℃、流速1.5m/s~1.8m/s、干燥时间5min~6min；
所述第一弱还原气氛低温焙烧脱砷，所述第一弱还原气氛是由CO体积浓度为5%~15%的第二烟气构成；焙烧温度350℃~500℃、焙烧时间为3min~5min、第二烟气流速2.4m/s~2.8m/s；
所述氧化气氛焙烧脱硫，所述氧化气氛由是O2体积浓度为15%~19%的第三烟气构成，焙烧脱硫温度为600℃~850℃、焙烧时间4min~6min、第三烟气流速2.8m/s~3.1m/s；
所述第二弱还原气氛中高温焙烧脱锡、锌后得到预还原球团，所述第二弱还原气氛是由CO体积浓度为40%~50%的第四烟气构成，焙烧脱锡锌温度为925℃~1000℃、焙烧时间30min~35min、第四烟气流速3.1m/s~3.8m/s；
最后将预还原球团在950℃以上装入回转窑进行煤基直接还原焙烧，获得金属化球团；
所述煤基直接还原焙烧工艺条件为：以烟煤或褐煤为还原剂，还原剂粒度5mm~25mm，还原剂配加量按还原剂中的C与预还原球团中的Fe的质量比C/Fe=0.4~0.65控制；控制整个回转窑温度为950℃~1100℃，窑内停留总时间75min~90min，其中窑内高温区温度控制1040℃~1100℃，球团在高温区停留时间为45min~60min；窑内物料填充率16%~20%，窑体转速0.8r/min~2.0r/min。
2.根据权利要求1所述的一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，其特征在于：所述含锡锌砷复合铁精矿的粒度为-200目粒级所占的质量百分数大于等于80%。
3.根据权利要求2所述的一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，其特征在于：由体积量为50%~60%的回转窑窑尾烟气和体积量为60%~70%第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气混合构成混合煤气，混合煤气燃烧产生高温烟气；所述第四烟气是由高温烟气与回转窑窑尾烟气混合调制成CO体积浓度为40%~50%的混合气体；
所述第三烟气是由高温烟气与空气按体积比1~2:1混合调制成O2体积浓度为15%~19%的混合气体；
所述第二烟气是由第二弱还原气氛中高温焙烧段排出的尾气与高温烟气混合调制成CO的体积浓度为5%~15%的混合气体；
所述第一烟气是由氧化气氛焙烧段排出的尾气与空气按体积比1.5~2:1混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，其特征在于：砷在链箅机第一弱还原气氛低温焙烧段的第二烟气的烟尘中回收，锡和锌在链箅机第二弱还原气氛中高温焙烧段的第四烟气的烟尘中回收。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种利用含锡锌砷复合铁矿制备金属化球团的方法，其特征在于：所述金属化球团中铁的金属化率大于等于90%，残余锡、锌、砷的质量百分含量小于等于0.075%。
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