CN103014326B

CN103014326B - 一种锰矿粉烧结工艺

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Publication number: CN103014326B
Application number: CN201210582931.8A
Authority: CN
Inventors: 赵强; 宁顺明; 佘宗华; 蒙在吉; 李肇佳; 陈文勇; 黄臻高; 刘建忠
Original assignee: Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Current assignee: Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103014326A

Abstract

本发明公开了一种锰矿粉烧结工艺，包括以下步骤：先将锰矿粉、粘结剂、燃料、熔剂和返矿加水混合成混合矿，其中粘结剂由锰盐和有机物混合组成，占混合矿质量分数为0.6%～3.0%，燃料占混合矿的质量分数为3.0%～6.0%，熔剂占混合矿的质量分数为3.0%～15.0%，返矿的质量分数为10%～30%，水的添加量为5.0%～15.0%，将混合矿制成小球团；再将上述生成的小球团表面裹覆一层燃料，经过干燥、预热后点火烧结制成热烧结矿，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿和返矿。本发明的锰矿粉烧结工艺是将球团工艺和烧结工艺的优点相结合，得到的成品烧结矿强度和产量大幅度提高，能耗明显减少。

Description

一种锰矿粉烧结工艺

技术领域

本发明涉及冶金领域中的锰矿粉造块工艺，特别是一种锰矿粉烧结工艺。

背景技术

锰的用途非常广泛，是一种重要的工业原料，在现代社会中，锰及其化合物在冶金、化工、轻工、医药、机械、国防、通信、农业等行业应用越来越广泛。在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，由于锰与氧和硫的亲和力都比较大，故锰是炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂；锰能强化铁素体和细化珠光体，故能提高钢的强度和淬透性，因而也是很好的合金化元素之一。在有色冶金方面，锰可作为湿法冶炼中的氧化剂和有色冶金中的合金元素。化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾，其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。

我国锰矿资源贫乏，锰矿石品位偏低，锰平均品位约为22%。随着多年的开采, 我国锰矿富矿资源锐减，可用锰矿资源只占保有资源总量的43%，根本不能满足国内生产锰系合金的所需，国内锰矿资源一直处于紧张状态, 尤其是近年来钢铁产业的飞速发展，国内生产的锰矿已远不能满足要求，每年需大量进口。据了解，我国锰矿总储量只有7.11亿t，约占世界储量的5%，而其中富锰矿只占全部资源储量的6%～8%。综合看来，我国虽拥有一定量的锰矿资源，但锰矿品位低，且具有杂质含量高、矿石结构复杂、嵌布粒度细等特点，很难进行选矿处理，因此，如何高效地利用细粒级的锰选精矿，加强锰选精矿的造块是降低我国锰系铁合金生产成本、提高锰系铁合金市场竞争力的有效措施之一。

锰矿粉造块方法主要包括压团、烧结和球团三种工艺。目前，世界上锰矿造块多采用烧结法。在这几种主要的方法中，压团法工艺简单、生产成本低及环境好，但产品属于生料，其高温性能不如球团法和烧结法；球团法由于工艺复杂，采用的生产厂家不多；锰烧结矿具有一些其它预处理法不具有的优点：如烧结矿强度高、粒度均匀，使后续的高炉透气性改善。但是，锰矿粉常规烧结仍然存在固体燃料消耗高，烧结矿强度差、产量低的问题，尤其是细粒锰矿粉成球性差，烧结产量更低，而且在烧结过程中废气温度太高，严重影响设备寿命。因此，开发新的锰矿粉烧结新工艺具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种固体燃料消耗低、烧结矿强度高、成品烧结矿超量高的适合于粒度较细的锰矿粉和锰选精矿的锰矿粉烧结工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种锰矿粉烧结工艺，包括以下步骤：

（1）制备球团：将锰矿粉、粘结剂、燃料、熔剂和返矿加水混合成混合矿，其中粘结剂占混合矿质量分数为0.6%～3.0%，燃料占混合矿的质量分数为3.0%～6.0%，所述熔剂占混合矿的质量分数为3.0%～15.0%，返矿的质量分数为10%～30%，水的添加量为5.0%～15.0%，将混合矿制成小球团；

（2）烧结：将步骤（1）中生成的小球团表面裹覆一层燃料，经过干燥、预热后点火烧结制成热烧结矿，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿和返矿。

上述工艺中，优选的，所述步骤（1）中锰矿粉的粒度控制为小于0.074mm的大于60%。

上述工艺中，优选的，所述步骤（1）中的粘结剂由锰盐和有机物混合组成，所述锰盐为锰酸盐、高锰酸盐中至少一种，所述有机物为腐植酸钠、聚丙烯酰胺和淀粉的混合物。锰盐和有机物混合组成的粘结剂，在小球烧结生产中能够保证锰烧结矿的品位，同时满足球团对生球强度、干球强度和爆裂性能的要求，达到了小球烧结对球团的要求，能有效提高小球烧结矿锰的品位，并降低了硅的含量。

上述工艺中，优选的，所述粘结剂中各组分所占的质量分数为：锰盐10%～50%，腐植酸钠为5%～40%，聚丙烯酰胺为10%～40%，淀粉为5%～20%。

上述工艺中，优选的，所述步骤（1）和步骤（2）中燃料的粒度小于3mm，所述燃料为焦粉、无烟煤中的一种或两种混合。

上述工艺中，优选的，所述步骤（2）中燃料占混合矿的质量分数为1.0%～3.0%。

上述工艺中，优选的，步骤（1）中所述熔剂为生石灰、石灰石、消石灰、白云石中至少一种，粒度小于3mm。

上述工艺中，优选的，将混合矿制成小球团的过程中，造球时间为10 min～16min，生球落下强度大于4.0次/0.5m，抗压强度大于10.0N /个，爆裂温度高于300℃。

上述工艺中，优选的，所述步骤（1）中，制成的小球团直径为2 mm～16mm。

上述工艺中，优选的，所述步骤（2）中的工艺参数控制为：料层高度不小于500mm，点火温度为1050℃～1150℃，点火时间为1min～3min，点火负压为4kPa～6kPa，烧结负压为8 kPa～10kPa。

与现有技术相比，本发明的优点在于：锰矿粉烧结工艺是将球团工艺和烧结工艺的优点相结合，锰矿烧结矿通过固相固结和液相粘结相结合，强化烧结矿的固结，在烧结料层中上部，产品以散状的球团为主，在料层下部，以球团粘结在一起的葡萄状为主。因此，得到的成品烧结矿强度和产量大幅度提高，能耗明显减少。本发明对原料的适应性较强，可处理细粒锰矿粉或锰选精矿，克服了细粒级锰矿用于烧结影响透气性的问题。与常规烧结工艺相比，采用本发明工艺得到的烧结矿转鼓强度可提高30%～80%，成品率可提高10%～45%，利用系数可提高30%～60%，固体燃耗可降低20%～60%。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例选用某地锰矿粉，燃料采用焦粉，其中60%的焦粉用于步骤（1），40%用于步骤（2），如图1所示工艺过程，具体包括以下步骤：

（1）制备球团：将锰矿粉、粘结剂、焦粉、生石灰和返矿加水混合成混合矿，混合矿中各组分的质量分数为：粘结剂1.2%，焦粉3.36%，生石灰4.5%，返矿15%，造球水分9.5%，其中锰矿粉粒度组成为小于0.074mm的大于85.3%，粘结剂由质量分数为30%的锰酸盐（例如锰酸钾）、10%的腐植酸钠、40%的聚丙烯酰胺和20%的淀粉混合组成。将混合矿在造球机上造球，造球时间13min，生球落下强度5.6次/0.5m，抗压强度12.4N/个，爆裂温度385℃，制成直径为Φ2 mm～Φ16mm的小球团。

（2）烧结：步骤（1）中生成的小球团所含水分为9.6%，在小球团表面裹覆一层焦粉进行烧结，所用焦粉占混合矿的质量分数为2.24%，烧结机中料层高度为700mm，经过干燥、预热后点火烧结，点火温度1100℃，点火负压5kPa，点火时间1.5min，烧结负压10 kPa，制成热烧结矿，烧结矿二元碱度为1.50，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿，成品烧结矿的粒度在3mm～40mm之间，得到的返矿粒度小于3mm，返矿可重复利用于步骤（1）中的球团工艺，成品烧结矿的转鼓强度88.3%，成品率89.3%，利用系数1.83t/m²·h，固体燃耗66.5kg/t。

实施例2

本实施例选用某地锰矿粉，燃料采用焦粉，其中70%的焦粉用于步骤（1），30%用于步骤（2），如图1所示工艺过程，具体包括以下步骤：

（1）制备球团：将锰矿粉、粘结剂、焦粉、石灰石和返矿加水混合成混合矿，混合矿中各组分的质量分数为：粘结剂0.9%，焦粉3.71%，石灰石5.0%，返矿10%，造球水分8.5%，其中锰矿粉粒度组成为-0.074mm的大于85.3%，锰矿粉品位TMn为32.3%，粘结剂由质量分数为10%的高锰酸盐（例如高锰酸钾）、40%的腐植酸钠、30%的聚丙烯酰胺和20%的淀粉混合组成。将混合矿在造球机上造球，造球时间13min，生球落下强度4.9次/0.5m，抗压强度11.3N/个，爆裂温度420℃，制成直径为Φ2 mm～Φ16mm的小球团。

（2）烧结：步骤（1）中生成的小球团所含水分9.1%，在小球团表面裹覆一层焦粉进行烧结，所用焦粉占混合矿的质量分数为1.59%，烧结机中料层高度为550mm，经过干燥、预热后点火烧结，点火温度1100℃，点火负压5kPa，点火时间1.5min，烧结负压10 kPa，制成热烧结矿，烧结矿二元碱度为1.50，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿，成品烧结矿的粒度在3mm～40mm之间，得到的返矿粒度小于3mm，返矿可重复利用于步骤（1）中的球团工艺，成品烧结矿的转鼓强度90.2%，成品率87.5%，利用系数1.92t/m²·h，固体燃耗69.1kg/t。

对比例

某地锰矿粉，原矿粒度组成为小于0.074mm的65.1%，采用常规锰矿粉烧结工艺，具体包括以下步骤：烧结矿二元碱度为1.45，返矿配比为15%，焦粉用量为7.6%，将混合矿布入圆筒制粒机中经过4min的制粒后，混合矿所含水分为9.6%。然后将混合矿装入烧结杯中烧结，料层高度为650mm，点火温度1100℃，点火负压5kPa，点火时间1.5min，烧结负压10 kPa，制成的成品烧结矿转鼓强度62.4%，成品率73.9%，利用系数1.21t/m2·h，固体燃耗83.5kg/t。

从上述实施例可以看出，本发明的锰矿粉烧结工艺相比对比例中原锰矿粉的烧结工艺，成品烧结矿的转鼓强度增强，制品的成品率显著提高，利用系数显著提高，并且所消耗的固体燃料降低，烧结矿强度和产量大幅度提高。

Claims

1.一种锰矿粉烧结工艺，包括以下步骤：

（1）制备球团：将锰矿粉、粘结剂、燃料、熔剂和返矿加水混合成混合矿，其中粘结剂占混合矿质量分数为0.6%～3.0%，燃料占混合矿的质量分数为3.0%～6.0%，熔剂占混合矿的质量分数为3.0%～15.0%，返矿占混合矿的质量分数为10%～30%，水的添加量为5.0%～15.0%，将混合矿制成小球团；所述粘结剂由锰盐和有机物混合组成，所述锰盐为锰酸盐、高锰酸盐中的至少一种，所述有机物为腐植酸钠、聚丙烯酰胺和淀粉的混合物；所述粘结剂中各组分所占的质量分数为：锰盐10%～50%，腐植酸钠为5%～40%，聚丙烯酰胺为10～40%，淀粉为5%～20%；

（2）烧结：将步骤（1）中生成的小球团表面裹覆一层燃料，经过干燥、预热后点火烧结制成热烧结矿，热烧结矿经过冷却、破碎和筛分得到成品烧结矿和返矿；步骤（2）中的工艺参数控制为：料层高度不小于500mm，点火温度为1050℃～1150℃，点火时间为1min～3min，点火负压为4kPa～6kPa，烧结负压为8 kPa～10kPa。

2.根据权利要求1所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：所述步骤（1）中锰矿粉的粒度控制为小于0.074mm的大于60%。

3.根据权利要求1所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：所述步骤（1）和步骤（2）中燃料的粒度小于3mm，所述燃料为焦粉、无烟煤中的一种或两种混合。

4.根据权利要求3所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：所述步骤（2）中燃料占混合矿的质量分数为1.0%～3.0%。

5.根据权利要求1所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的熔剂为生石灰、石灰石、消石灰、白云石中至少一种，粒度小于3mm。

6.根据权利要求1所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：将混合矿制成小球团的过程中，造球时间为10 min～16min，生球落下强度大于4.0次/0.5m，抗压强度大于10.0N /个，爆裂温度高于300℃。

7.根据权利要求6所述的锰矿粉烧结工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，制成的小球团直径为2 mm～16mm。