CN102676800B

CN102676800B - 一种提高球团矿爆裂温度和品质的添加剂制备方法及产品

Info

Publication number: CN102676800B
Application number: CN201210191221.2A
Authority: CN
Inventors: 沈峰满; 高强健; 姜鑫; 魏国; 郑海燕
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: CN102676800A

Abstract

一种制取炼铁球团矿所用添加剂的制备方法，该方法包括选矿、破碎、干燥等工艺过程，其特征在于所用的矿石原料MgO的含量为35~47%；破碎到粒度≤5.0mm后在750~900℃下焙烧30~120min，然后冷却磨碎制得添加剂，添加剂的化学成按重量百分数为：77≤MgO≤86、5≤SiO₂≤10、1≤Al₂O₃≤2、6≤烧损≤15，添加剂的水化活性≥80%、比表面积≥45m²/g。制作球团矿时加入原料总重量1～2%的添加剂能够明显提高生球爆裂温度，同时低温还原粉化率和中温还原性，可获得优质球团。

Description

一种提高球团矿爆裂温度和品质的添加剂制备方法及产品

技术领域

本发明涉及一种制取炼铁球团矿所用添加剂、尤其是能提高生球爆裂温度改善球团矿质量所需添加剂的制备方法及其产品。

背景技术

在制取炼铁原料球团矿时，为了提高生球强度特别是提高生球爆裂温度，通常使用膨润土为添加剂。但是，膨润土的主要成分为SiO₂和Al₂O₃，每配加球团重量1%的膨润土，球团矿品位就会下降约0.7%。若膨润土加入数量较多，不仅使球团矿中SiO₂含量大幅提高，且高温还原过程易产生铁橄榄石，不利于球团矿中铁元素的还原。另外，在生产MgO球团矿、CaO球团矿等熔剂型球团矿时，在添加含有MgO或CaO熔剂的基础上再添加膨润土，势必使球团矿品位进一步降低，不利于节能增产。

发明内容

为了克服现有粘结剂和添加剂使球团矿品位下降，SiO₂含量增加不利于球团矿高温还原的不足，本发明提供一种添加剂，作为球团矿的粘结剂和熔剂使用，使用本发明的添加剂不仅能够明显提高生球爆裂温度，同时还能适应高炉造渣对MgO的要求，且可减少由于使用添加剂导致的球团矿品位下降，尤其是可以降低球团中的SiO₂含量，改善球团矿的高温还原性能，提高球团使用质量。

本发明的添加剂通过以下技术方案加以实现：

（1）选取含有MgO的矿石，要求矿石中MgO的品位要达到35~47%；

（2）将MgO品位达到35~47%的矿石破碎，使之粒度≤5.0mm；

（3）在100~120℃下将破碎合格的矿石干燥100~150min，除去游离水，制得含镁矿料；

（4）将含镁矿料置入到高温设备中，在750~900℃温度条件下进行焙烧，焙烧时间为30~120min，然后出炉自然冷却。这里所说的高温设备是指回转窑等；

（5）将经过焙烧的含镁矿料磨碎制得含镁粉料添加剂，其中要求含镁粉料添加剂中粒度在15微米以下的颗粒应占含镁粉料添加剂总重量80%以上。

根据以上方法制得的含镁粉料添加剂即为本项发明所最终实现的添加剂，该种添加剂的水化活性≥80%，添加剂颗粒比表面积≥45m²/g；添加剂的化学成分如表1所示：

表1本发明添加剂的主要化学成分（重量%）

利用本发明的添加剂制取炼铁球团矿，其具体方法如下：

（1）制造生球。

在制取铁矿球团的原料中加入本发明添加剂，其中添加剂的加入重量按重量百分数计占球团矿原料总重量的1～2%，生球的水分为7.0～10.0%，母球生成时间为5～10min，母球长大时间为20～30min，母球压实时间为5～10min，生球尺寸为10~15mm；

（3）熟球焙烧。

对已获得的生球进行空气条件下的高温焙烧，焙烧温度：1200~1300℃，焙烧时间：20~60min；

与传统添加剂相比，本发明添加剂，可以确保球团矿品位，尤其能够提高生球爆裂温度，同时，低温还原粉化率、中温还原性、还原膨胀率等冶金性能均得到明显改善，可获得优质球团。

具体实施方式

下面结合具体实例进一步描述本发明。

实施例1

在非公开情况下，某球团厂进行了如下实施验证：

（1）含MgO矿物预处理。

对含MgO矿物菱镁石进行破碎，分选出粒度为2~5mm的矿物颗粒；在105℃下干燥2小时，将干燥后的含MgO矿物在850±10℃下焙烧1小时，焙烧料层自然堆积，厚度为30mm；冷却后磨细处理，获得本发明添加剂，其主要化学成分如表2所示。

表2实施例中添加剂主要的化学成分（重量%）

（2）含MgO物料的粒度、水化活性、比表面积等检测。

本实施过程，采用激光粒度分析仪（MASTERSIZER 2000）进行产物的粒度分析；产物的水化活性采用中华人民共和国黑色冶金行业标准：YB/T4019-2006确定，即水合法测定活性氧化镁的含量；采用氮吸附法（TRISTARⅡ3020全自动比表面积和孔隙度分析仪）确定产物的比表面积；最终获得的结果如表3所示：其中含MgO物料的中位粒径：D₅₀=3.409微米，边缘粒径：D₉₀=19.30微米、D₁₀=0.781微米。

表3实施例中添加剂一些物性指标

（3）添加剂应用实例。

本添加剂对生球爆裂温度的影响实例

为了比较，膨润土用量固定为2.0%；本发明添加剂配比分别为0%、0.5%、1.5%、2.0％，其中本添加剂配比的增加是以减少铁精矿百分比实现的。

造球工艺参数：生球水分为8.0%，母球生成时间为5min，母球长大时间为25min，母球压实时间为5min，生球尺寸为10~12.5mm；然后进行造球。成球后，对生球爆裂温度进行检测，采用动态介质法，其要点如下：

①动态介质：空气；

②空塔气流速度：1.6m/s；

③试验时间：5min；

④试验过程：从400℃开始，根据试验用生球的情况增减介质（空气）温度，

幅度为±25℃，通过煤气加热介质；

⑤爆裂温度：生球10或20个，取爆裂10%的最高温度为生球爆裂温度。

每次试验重复3次。其试验结果如表4所示。

表4不同配比添加剂所对应的爆裂温度

由表4可见，在生球生产过程中，膨润土配比为2.0%基础上，随着本添加剂比例的增加，生球爆裂温度逐渐增高，最高可达850℃，故本添加剂可提高生球爆裂温度。但是，本实施例是在膨润土配比不变的基础上添加的本添加剂，故对球团矿品位的提高不利，因此，在实施例2中利用本发明添加代替膨润土，分析本添加剂对生球爆裂温度及球团矿品质的影响。

实施例2

本添加剂代替膨润土对球团矿冶金性能影响的实例。

本添加剂的制备、造球工艺及生球爆裂温度等性能检测同实施例1；

为了比较，本添加剂与膨润土同时作为球团矿添加剂，造球料配比分别为：

①铁精矿∶膨润土=98.0%∶2.0%，称其为受试样品1；

②铁精矿∶添加剂=98.5%∶1.5%，称其为受试样品2；

③铁精矿∶添加剂=98.0%∶2.0%，称其为受试样品3；

生球冶金性能。对所得生球然后进行生球落下强度、爆裂温度、抗压强度等冶金性能检测。获得的生球冶金性能结果示于表5。

表5膨润土球团与添加剂球团生球性能对比

熟球冶金性能。对已获得的生球进行空气条件下高温焙烧固结，焙烧温度：1250℃，焙烧时间：20min；然后依据GB/T13242—91、GB/T 13240-91对其进行抗压强度、低温还原粉化率（RDI）、还原膨胀率（RSI）、还原性（RI）等冶金性能进行检测，检测结果见表6。

表6膨润土球团与添加剂球团熟球冶金性能对比

由表5、表6可见，膨润土和本发明添加剂添加量都为2.0%时（受试样品1、3），相比膨润土球团，本发明添加剂生球爆裂温度更高，同时，生球抗压强度、落下强度、低温还原粉化率、还原性、还原膨胀率等冶金性能得到改善、熟球抗压强度稍有下降，但仍然满足生产要求；同时，对比膨润土配比为2.0%（受试样品1）的球团矿与本发明添加剂配比为1.5%（受试样品2）的球团矿，只配加1.5%本发明添加剂，球团矿生球爆裂温度、生球抗压强度、球团矿低温还原粉化率、中还原性、还原膨胀率等冶金性能要优于配加只2.0%膨润土的球团矿。

另外，球团矿及铁精矿主要的化学成分如表7所示，可见，膨润土和本发明添加剂用量相同条件下（受试样品1、3）：相比于膨润土球团矿，本发明添加剂球团矿品位提高0.11％，MgO含量提高1.60%，SiO₂含量下降1.02%、Al₂O₃含量下降0.31%。从球团矿质量数据分析，各项指标都高于铁矿球团工艺技术规范（试行）规定，故可进一步降低本发明添加剂用量以提高品位，如受试样品2球团矿成分所示，球团矿品位进一步提高。

表7膨润土球团与本添加剂球团主要成分对比（%）

综上：本发明添加剂可有效地提高生球爆裂温度；同时还能显著改善低温还原粉化率、还原性、还原膨胀率等冶金性能。使用本发明添加剂在提高球团矿品位、减轻SiO₂对球团矿质量的不利影响、减少对膨润土的依赖的同时，还可作为熔剂生产MgO球团。

Claims

1.一种制取炼铁球团矿所用添加剂的制备方法，该方法包括选矿、破碎、焙烧等工艺过程，其特征在于：

（1）选取含有MgO的矿石，要求矿石中按重量百分数计算MgO的含量为35～47%；

（2）将MgO品位达到35～47%的矿石破碎，使之粒度≤5.0mm；

（3）在100～120℃下将破碎合格的矿石干燥100～150min制得含镁矿料；

（4）将含镁矿料置入到高温设备中，在750～900℃温度条件下焙烧30～120min，然后出炉自然冷却；

（5）将经过焙烧的含镁矿料磨碎制得添加剂，其中要求添加剂中粒度在15微米以下的颗粒应占添加剂总重量80%以上，

其中，获得的添加剂的化学成分按重量百分数为：77≤MgO≤86、5≤SiO₂≤10、1≤Al₂O₃≤2、6≤烧损≤15，添加剂的水化活性≥80%、比表面积≥45m²/g。

2.根据权利要求1所说的制取炼铁球团矿所用添加剂的制备方法，其特征在于步骤（4）中所说的高温设备是指回转窑。

3.一种制取炼铁球团矿所用添加剂，其特征在于添加剂的化学成分按重量百分数为：77≤MgO≤86、5≤SiO₂≤10、1≤Al₂O₃≤2、6≤烧损≤15，添加剂的水化活性≥80%、比表面积≥45m²/g。

4.一种制取炼铁球团矿的方法，其特征在于制作的原料中加有如权利要求3所述的添加剂，其他有关参数为：添加剂的用量占球团矿原料总重量的1～2%，生球的水分为7.0～10.0%，母球生成时间为5～10min，母球长大时间为20～30min，母球压实时间为5～10min，生球尺寸为10～15mm，制得生球后放入高温设备中1200～1300℃下焙烧20～60min。