CN103614552A

CN103614552A - 风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法

Info

Publication number: CN103614552A
Application number: CN201310683177.1A
Authority: CN
Inventors: 王宾; 陈旻; 许利波; 邹锋
Original assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP MIYIRUIDI MINING INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP MIYIRUIDI MINING INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103614552B

Abstract

本发明属于冶金领域，特别涉及风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法。本发明要解决是技术问题是现有方法的生产成本高，会导致球团矿品位降低。本发明解决上述技术问题的方案是提供了一种风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，包括以下步骤：a、将风化矿破碎至粒径为15mm以下；b、将破碎后的风化矿与钠化剂混合均匀，然后堆放陈化15天左右，得到半成品；c、将半成品干燥至水分含量小于3%；d、干燥后半成品再粉磨得到酸性氧化球团粘结剂。本发明提供的方法为废弃风化矿利用开辟新途径，实现废物利用，减少矿山次生灾害发生，降低了球团矿生产成本。

Description

风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法。

技术背景

酸性氧化球团由于具有良好的冶金性能及改善高炉料柱透气性等优点，被认为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料,在钢铁工业中的作用越来越重要，其使用量也越来越大。膨润土作为铁精矿生产酸性氧化球团用粘结剂，对物料成球及生球的干燥，预热过程起着重要的固结作用，但配加膨润土后，对酸性氧化球团矿TFe（全铁含量）品位和生产成本均有较大影响。

我国攀枝花地区的白马铁矿为特大型山坡露天矿，其风化矿含量约占20%（其数量达到1亿吨以上），风化矿的TFe含量为23～28%，SiO₂含量为22～28%，FeO含量为5.0～10.0%，TiO₂含量为5.0～10.0%，V₂O₅含量为0.40～0.70%，CaO含量为1.0～3.0%，MgO含量为2.3～4.0%，S含量为0.02～0.10%，P含量为0.06～0.1%。

由于风化矿含泥量较高，含铁氧化物次生变化普遍等原因，导致其难以被利用，造成对铁、钛、钒等资源的极大浪费。

在进行矿山剥离过程中，每年将有数万吨的风化矿堆积于矿区周边，日积月累，越堆越多，这部分资源不但未能得到充分的利用，而且给矿区的作业环境造成影响，在雨季还常常引发自燃灾害，造成山体滑坡等事故。因此，必需多渠道加大这部分资源的综合利用力度，改善矿区作业环境，避免滑坡事故和其他次生灾害的产生。

申请号为201010537851.1的专利中，公开了一种球团粘结剂及其制备方法。该方法包括如下步骤：将风化矿与钠化剂按重量比45～80:3～7（优选60:5）加润湿量水混匀，陈化10～18天（优选陈化14天），干燥，粉碎，制成粒度-200目含量＞90%的微粉。进一步的，为了使制备的球团粘结剂的粘结效果更好，制成粒度-200目含量＞90%的微粉后还加入球团粘结剂总重量8～12％的粘结剂（球团常规用粘结剂如：膨润土等即可）并混匀。

申请号为201010538007.0的专利中，公开了一种经钠化剂改性后的风化矿在用作球团粘结剂中的用途。其中，风化矿优选采用下述方法进行钠化改性：将风化矿与钠化剂按重量比45～80:3～7加润湿量水混匀，陈化10～18天，干燥，粉碎，制成粒度-200目含量＞90%的微粉。更进一步的，为了使钠化改性效果更好，制成粒度-200目含量＞90%的微粉后还加入球团粘结剂总重量8～12％的粘结剂（球团常规用粘结剂如：膨润土等即可）。

上述的两种方法中都加入了膨润土，膨润土的主要成分是蒙脱石，为铝酸盐，其本身不含铁，加入后会导致球团矿品位降低。同时，膨润土采购运输成本相对较高，对厂家生产成本影响较大。一直以来，选择质优价廉的替代品一直是冶金工作者的重大课题。

发明内容

本发明要解决是技术问题是现有方法的生产成本高，会导致球团矿品位降低。

本发明解决上述技术问题的方案是提供了一种风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，包括以下步骤：

a、将风化矿破碎至粒径为15mm以下；

b、将破碎后的风化矿与钠化剂混合均匀，然后堆放陈化13～15天，得到半成品；

c、将半成品干燥至水分含量小于3%；

d、干燥后半成品再粉磨，得到酸性氧化球团粘结剂。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤a所述的风化矿中TFe的含量为23～28%，SiO₂的含量为22～28%，FeO的含量为5.0～10.0%，TiO₂的含量为5.0～10.0%，V₂O₅的含量为0.40～0.70%。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤b所述的钠化剂为碳酸钠、氯化钠或氢氧化钠中至少一种。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤b所述钠化剂的加入量为风化矿质量的3‰～5‰。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤b所述的堆放陈化过程中，风化矿与钠化剂混合物的水分含量为8%～10%。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤d所述的粉磨，是将半成品粉磨至粒径达到-200目的为90%以上。

本发明的有益效果在于：通过破碎、搅拌、钠化改性、陈化及粉磨制粉，生产成为具有与膨润土相似的指标和性能，能够替代膨润土生产氧化球团的粘结剂产品，大大降低了生产成本。为废弃风化矿利用开辟新途径，实现废物利用，减少矿山次生灾害发生，降低了球团矿生产成本。

具体实施方式

风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，包括以下步骤：

a、将风化矿破碎至粒径为15mm以下；

c、将半成品干燥至水分含量小于3%；

d、干燥后半成品再粉磨至粒径达到-200目的为90%以上，得到酸性氧化球团粘结剂。

其中，上述风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，步骤b所述的堆放陈化过程中，风化矿与钠化剂混合物的水分含量为8%～10%。堆放陈化是为了使风化矿钠化改性。

上述方法的步骤a中，将风化矿破碎至粒径为15mm以下是为了让风化矿粒度细化、均匀，避免风化矿粒度过大，影响粘结剂产品质量。风化矿的粒度细化可以采用鄂式破碎机、锤式破碎机或者圆锥破碎机，只要使风化矿粒度满足生产需要即可。由于本发明步骤b中为了混合均匀、钠化改性和堆放陈化工序，对风化矿的粒度要求较严苛。粒度过大，钠化剂与物料混合不均匀，钠化剂不能有效的扩散在风化矿中。在步骤b的堆放陈化工序过程中，风化矿如果钠化不彻底，会影响粘结剂的产品性能。

上述方法的步骤b中对风化矿进行钠化，其目的是利用钠化剂中Na⁺的活性，使风化矿中的SiO₂粘结性彻底释放。堆放陈化工序必需经历13～15天，目的是为了彻底释放风化矿中二氧化硅的活性，使产品满足球团生产要求，陈化工序要保障混合物料含有8%～10%的水分，要有足够的时间。水分不足或时间过短，风化矿均不能充分钠化改性，影响产品质量。风化矿中还含有一定的Fe，风化矿中的Fe在高炉中可以还原回收，综合利用。而风化矿中的SiO₂，其特有的粘结性经钠化改性、堆放陈化、干燥粉磨后彻底被释放，具有极强的粘结性，物料加工成水分小于3%、粒度-200目达到90%以上的粉料后，可以有效替代膨润土，作为粘结剂用于球团生产。

上述方法的步骤c中半成品的烘干工序，物料水分必需烘干至3%以下，以便粉磨后的产品入库储存备用。步骤c中半成品的若水份大于3%，粉磨后的产品入库储存时，容易板结变硬，无法用于球团生产。本发明半成品的烘干工序中的干燥设备，在工艺生产中属于能耗高的设备，需要采用高效节能烘干设备，保障本发明提供的方法节能环保。

上述方法的步骤d中的产品粉磨工序，要求粘结剂粒度-200目需达到90%以上。若产品粒度为-200目的低于90%，粘结剂产品在用于球团生产的过程中，在造球盘上生球的生成率相对较差，且粒度越粗，生球的生成率越差。若粘结剂粒度为-200目的达到90%以上，在造球盘上生球的生成率相对较好，且粒度越细，生球生成率越高。但是产品细度的提高，会造成生产成本同时提高，通过大规模工业试验，作为一种最优选择，粘结剂粒度为-200目的达到90%以上，可以满足球团生产要求。步骤d中的产品粉磨工序，所采用的粉磨设备，可以采用雷蒙磨，高压辊磨机等粉磨设备，优选高压辊磨机，该设备占地面积小，产量高，能耗低。

实施例1

1）将风化矿1600吨由破碎设备破碎至0～15mm；

2）将破碎后的风化矿与钠化剂4.8吨混合，搅拌机搅拌均匀，钠化改性，堆放陈化15天；

3）陈化后的半成品经由皮带输送至高效节能烘干机进行干燥，干燥后物料水份小于3%；

4）干燥后物料由粉磨设备粉磨至-200目达到90%以上，得到酸性氧化球团粘结剂。

实施例2本发明方法制备的球团粘结剂的性能检测

将上述实施例1制备得到的本发明球团粘结剂，按3％的比例加入到铁精矿原料中，造球，得到生球团矿，然后焙烧（焙烧预热温度850℃，预热时间20min，焙烧温度1200℃，焙烧时间30min），制得成品球团矿（也称熟球团矿）。

以相同用量对比例作对照，铁精矿的批次相同，按上述工艺步骤制得成品球团矿。

对比例的制备方法为：将风化矿60kg，钠化剂（碳酸钠）5kg，加水35kg混匀，快速挤压搅拌混匀，挤压间距选择2mm，陈化14天，晒干，雷蒙磨磨细，制成粒度-200目含量＞90%的微粉，配入10%的常规粘结剂（膨润土），即得对比例球团粘结剂。（申请号为201010537851.1的专利实施例）

分别对生球团矿和成品球团矿进行性能检测，结果表1所示。

表1性能检测结果

本发明球团粘结剂与对比例制备的粘结剂相比，其性能指标可以满足造球生产需要。其中，本发明提供的球团粘结剂使成球率提高了4.1%，爆裂量下降了0.48%。

采用本发明提供的方法制备球团粘结剂，不用配加膨润土，减少了生产工序，节约了生产成本，实现了废物利用。同时减少了矿山次生灾害发生，符合国家对矿山废弃资源综合利用的要求。

Claims

1.风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，包括以下步骤：

a、将风化矿破碎至粒径为15mm以下；

c、将半成品干燥至水分含量小于3%；

d、干燥后半成品再粉磨，得到酸性氧化球团粘结剂。

2.根据权利要求1所述的风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，其特征在于：步骤a所述的风化矿中TFe的含量为23～28%，SiO₂的含量为22～28%，FeO的含量为5.0～10.0%，TiO₂的含量为5.0～10.0%，V₂O₅的含量为0.40～0.70%。

3.根据权利要求1所述的风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，其特征在于：步骤b所述的钠化剂为碳酸钠、氯化钠或氢氧化钠中至少一种。

4.根据权利要求1所述的风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，其特征在于：步骤b所述钠化剂的加入量为风化矿质量的3‰～5‰。

5.根据权利要求1所述的风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，其特征在于：步骤b所述的堆放陈化过程中，风化矿与钠化剂混合物的水分含量为8%～10%。

6.根据权利要求1所述的风化矿制备酸性氧化球团粘结剂的方法，其特征在于：步骤d所述的粉磨，是将半成品粉磨至粒径达到-200目的为90%以上。