CN104531981B - 利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，包括：按照如下质量百分含量原料配料：低硫铁精矿10％～29％、高硫铁精矿8.3％～16.6％、低硫粉矿25％～35％、石灰石4.5％～6.0％、蛇纹石1.2％～2.5％、生石灰2.0～3.5％、焦粉4.0～5.0％、返矿25～45％；将所述原料加水混合后造粒得到混合料；将所述混合料烧结得到烧结矿。本发明的方法不需要对铁精矿进行额外的脱硫处理，直接将高硫铁精矿配以硫含量较低的低硫粉矿和低硫铁精矿进行制备烧结矿，生产出的烧结矿能够满足高炉生产的要求，并且烧结烟气SO2浓度满足国家排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及烧结矿生产领域，具体地说，涉及一种利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法。
背景技术
蒙古国铁矿石资源丰富，从蒙古引进的铁矿石具有品位低、杂质硫含量高的特点，需要经过再磨再选得到品位较高的铁精矿用于烧结和球团生产，而这部分铁矿石中的硫大部分是以磁黄铁矿的形式存在，在磁选过程中不易去除，因此导致再磨再选后的铁精矿中的硫含量依然很高(S>1.2％)。若将这部分高硫精矿用于球团生产，将会显著导致球团矿抗压强度降低，不能满足高炉生产要求。此外，将高硫铁精矿在烧结中的应用，由于这部分高硫铁精矿中硫含量较高，虽然对烧结矿的质量影响不是很大，但是显著提高了烧结烟气中SO2的浓度，增加了烧结烟气脱硫的成本，甚至超出了烧结烟气脱硫工艺设计的SO2浓度，使烟气排放达不到国家排放标准，严重制约了生产的顺行。
中国专利申请CN201110179774.1“高硫铁矿球团强化焙烧固结工艺”公开了将高硫铁精矿用于球团生产，该工艺不但需要对原有链篦机-回转窑工艺进行改造，延长链篦机长度用于脱硫，而且需要对更换更加耐高温回转窑烧嘴和耐火材料，以使窑体能适应高于普通矿的焙烧温度用于硫酸盐的分解进行脱硫。因此，现有技术的方法将高硫精矿用于球团矿生产要保证能够生产出合格的球团矿，所需成本较使用普通精矿升高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，在不改造原有工艺的前提下，利用高硫铁精矿生产出能够满足高炉要求的合格烧结矿，并且保证烧结烟气出口SO2浓度满足国家排放标准。
本发明的技术方案如下：
一种利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，包括：按照如下质量百分含量原料配料：低硫铁精矿(第一铁精矿)10％～29％、高硫铁精矿(第二铁精矿)8.3％～16.6％、低硫粉矿(第三粉矿)25％～35％、石灰石4.5％～6.0％、蛇纹石1.2％～2.5％、生石灰2.0～3.5％、焦粉4.0～5.0％、返矿25～45％；将所述原料加水混合后造粒得到混合料；将所述混合料烧结得到烧结矿。
进一步：所述低硫铁精矿、所述高硫铁精矿和所述低硫粉矿为铁料，所述低硫铁精矿占铁料的质量百分含量为20～37％，高硫铁精矿占铁料的质量百分含量为10～30％，低硫粉矿占铁料的质量百分含量为50～55％。
进一步，所述低硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 65.30～68.50％、FeO 27.50～30.20％、CaO 0.85～1.50％、SiO2 0.90～1.23％、MgO 0.68～1.15％、F 0.12～0.24％、P 0～0.10％、S 0.625～1.120％、K2O 0.085～0.135％、Na2O 0.050～0.095％和Al2O3 0.132～0.180％，所述低硫铁精矿的烧损为2.50～4.50％。
进一步，所述高硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 64.50～66.50％、FeO 28.50～32.50％、CaO 0.90～1.35％、SiO2 1.20～2.30％、MgO 0.85～1.85％、F 0～0.10％、P 0～0.10％、S 1.50～2.50％、K2O 0.050～0.100％、Na2O 0.023～0.064％和Al2O3 0.025～0.632％，所述高硫铁精矿的烧损为1.00～1.35％。
进一步，所述低硫粉矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 58.25～60.35％、FeO0.35～0.75％、CaO 0.150～0.120％、SiO2 3.56～6.35％、MgO 0.110～0.136％、P 0.005～0.135％、S 0.002～0.065％、K2O 0.025～0.055％、Na2O 0.010～0.025％和Al2O3 2.25～3.56％，所述低硫粉矿的烧损为2.50～6.85％。
进一步：所述烧结矿的碱度为1.95～2.05，所述烧结矿中MgO的质量百分含量为1.9％～2.1％。
进一步：所述造粒的时间为2～5min。
进一步：所述混合料中的水分的质量百分含量为7％～8％。
进一步：所述烧结的点火时间为1～3min，点火负压为3000～6000Pa。
进一步：所述烧结的过程伴随抽风处理，所述抽风的负压为9000～12000Pa。
本发明的技术效果如下：
本发明的方法不需要对铁精矿进行额外的脱硫处理，直接将高硫铁精矿配以硫含量较低的低硫粉矿和低硫铁精矿进行制备烧结矿，生产出的烧结矿能够满足高炉生产的要求，并且烧结烟气SO2浓度满足国家排放标准。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的低硫铁精矿和低硫粉矿中的“低硫”指的是S的质量百分含量不高于1.2％。高硫铁精矿中的“高硫”指的是S的质量百分含量高于1.2％。
本发明的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法的具体流程如下：
步骤S1：按照如下质量百分含量原料配料：
低硫铁精矿(第一铁精矿)10％～29％、高硫铁精矿(第二铁精矿)8.3％～16.6％、低硫粉矿(第三粉矿)25％～35％、石灰石4.5％～6.0％、蛇纹石1.2％～2.5％、生石灰2.0～3.5％、焦粉4.0～5.0％、返矿25～45％。
其中，返矿和制备的烧结矿的成分是一样的。返矿在实际生产中为筛分后筛下的烧结矿的部分，一方面是为了消化这部分含铁料的烧结矿，另一方面，加入上述比例的返矿可以加强制粒，对改善烧结透气性、提高烧结矿质量和产量有利。加入蛇纹石是为了保证烧结矿中具有足够的SiO2和MgO的含量。加入生石灰是为了保证烧结矿足够的碱度。加入焦粉是提供燃料。
其中，低硫铁精矿、高硫铁精矿和低硫粉矿为铁料，低硫铁精矿占铁料的质量百分含量为20～37％，高硫铁精矿占铁料的质量百分含量为10～30％，低硫粉矿占铁料的质量百分含量为50～55％。
低硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 65.30～68.50％、FeO 27.50～30.20％、CaO 0.85～1.50％、SiO2 0.90～1.23％、MgO 0.68～1.15％、F 0.12～0.24％、P0～0.10％、S 0.625～1.120％、K2O 0.085～0.135％、Na2O 0.050～0.095％和Al2O3 0.132～0.180％，低硫铁精矿的烧损为2.50～4.50％。
优选的，低硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 66.67％、FeO 29.11％、CaO 1.13％、SiO2 1.05％、MgO 0.88％、F 0.16％、P＜0.05％、S 0.825％、K2O 0.112％、Na2O 0.074％和Al2O3 0.152％，低硫铁精矿的烧损为3.22％。
高硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 64.50～66.50％、FeO 28.50～32.50％、CaO 0.90～1.35％、SiO2 1.20～2.30％、MgO 0.85～1.85％、F 0～0.10％、P 0～0.10％、S 1.50～2.50％、K2O 0.050～0.100％、Na2O 0.023～0.064％和Al2O3 0.025～0.632％，高硫铁精矿的烧损为1.00～1.35％。
优选的，高硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 65.90％、FeO 30.27％、CaO 1.2％、SiO2 1.87％、MgO 1.59％、F＜0.05％、P＜0.05％、S 2.18％、K2O 0.084％、Na2O0.046％和Al2O3 0.542％，高硫铁精矿的烧损为1.21％。
低硫粉矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 58.25～60.35％、FeO 0.35～0.75％、CaO 0.150～0.120％、SiO2 3.56～6.35％、MgO 0.110～0.136％、P 0.005～0.135％、S 0.002～0.065％、K2O0.025～0.055％、Na2O 0.010～0.025％和Al2O32.25～3.56％，低硫粉矿的烧损为2.50～6.85％。
优选的，低硫粉矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 59.27％、FeO 0.54％、CaO0.184％、SiO2 4.98％、MgO 0.124％、P 0.128％、S 0.041％、K2O 0.039％、Na2O 0.016％和Al2O3 2.96％，低硫粉矿的烧损为5.73％。
步骤S2：将原料加水混合后造粒得到混合料。
具体地，先将步骤S1中的原料加水进行一次混料，混匀后，在将得到的混合料造粒，造粒的时间为2～5min。该造粒的过程可以在造粒机中进行。当然本申请并不以此为限，也可以在其它适合的设备中进行。
步骤S3：将混合料烧结得到烧结矿。
其中，混合料中的水分的质量百分含量为7％～8％。烧结的点火时间为1～3min，点火负压为3000～6000Pa，优选为5000Pa。烧结的过程伴随抽风处理，抽风的负压为9000～12000Pa，优选为10000Pa。
采用上述点火负压是为了保证在点火的时候能够顺利点着，太大或者大小，点火效果都不好。抽风负压定为上述参数是为了保证烧结过程的进行，抽风负压太小，烧结过程慢，产量低；抽风负压太大，容易抽死导致烧结过程不能进行。
该烧结的过程可以在烧结杯中进行，采用现有技术的链篦机-回转窑即可。当然本申请并不以此为限，也可以采用其它适合的设备。该烧结的过程具体可以按下述方式进行：
将混合料装入烧结杯中，使料层形成一定厚度，料面与烧结杯口平齐，然后将点火器移至烧结杯的上方进行点火，点火燃料为天然气，点火时间为1～3min，同时烧结杯底部开始抽风，在炉蓖下形成一定负压，点火负压为3000～6000Pa，点火后空气从上向下通过烧结料层被抽走，烧结烟气经过脱硫工序后排入大气，烧结抽风负压为9000～12000Pa，点火后料层表面着火的燃烧带随着上部燃料燃烧完毕，而逐步向下部料层移动。当燃烧带到达炉蓖后，烧结过程即终结，得到烧结矿。
本发明的烧结矿的碱度为1.95～2.05，烧结矿中MgO的质量百分含量为1.9％～2.1％。
本发明的方法通过使用较大比例的低硫粉矿和增加硫含量较低的低硫精矿替代高硫铁精矿，使混合料硫含量符合要求，在不增加脱硫成本的前提下使烧结烟气出口SO2浓度符合国家排放标准。
下面以具体实施例对本发明的方法做进一步说明。
下述实施例中采用的各原料的具体成分及粒度如表1所示。
表1 实验室烧结试验所用原料的化学成分(wt％)
实施例1
按照表2所示的原料及配比配料。将原料在一次混料中进行混匀，然后在二次混料机中进行造粒，造粒时间3min，混合料中水分的质量百分含量控制为7％。经造粒后的混合料装入烧结杯中，烧结杯直径为200mm，料层厚度为700mm，料面与烧结杯口平齐。该厚度是为了模拟现场生产，其他厚度和现场没有可比性。然后将点火器移至烧结杯的上方进行点火，点火燃料为天然气，点火时间为2min，同时烧结杯底部开始抽风，在炉蓖下形成一定负压，点火负压为5000Pa，点火后空气从上向下通过烧结料层被抽走，烧结烟气经过脱硫工序后排入大气，烧结抽风负压为10000Pa，点火后料层表面着火的燃烧带随着上部燃料燃烧完毕，而逐步向下部料层移动。当燃烧带到达炉蓖后，烧结过程即终结，得到烧结矿。
该烧结矿的化学成分及工艺指标如表3所示。
实施例2
按照表2所示的原料及配比配料。将原料在一次混料中进行混匀，然后在二次混料机中进行造粒，造粒时间5min，混合料中水分的质量百分含量控制为8％。经造粒后的混合料装入烧结杯中，烧结杯直径为200mm，料层厚度为700mm，料面与烧结杯口平齐。然后将点火器移至烧结杯的上方进行点火，点火燃料为天然气，点火时间为3min，同时烧结杯底部开始抽风，在炉蓖下形成一定负压，点火负压为5000Pa，点火后空气从上向下通过烧结料层被抽走，烧结烟气经过脱硫工序后排入大气，烧结抽风负压为10000Pa，点火后料层表面着火的燃烧带随着上部燃料燃烧完毕，而逐步向下部料层移动。当燃烧带到达炉蓖后，烧结过程即终结，得到烧结矿。
该烧结矿的化学成分及工艺指标如表3所示。
表2 实施例的原料配比(wt％)
表3 实施例的烧结矿的化学成分及工艺指标
从表3可以看出，与基准点相比，实施例1和实施例2的烧结过程分别配加11％和16.6％的高硫铁精矿对烧结工艺指标影响不大。实施例1烧结烟气入口SO2浓度比基准点提高了2285g/m3，实施例2烧结烟气入口SO2浓度比基准点提高了2499g/m3，烟气经过脱硫后，实施例1烟气出口SO2的浓度比基准点提高了27g/m3，实施例2烟气出口SO2的浓度比基准点提高了33g/m3，实施例1和实施例2烟气出口SO2浓度均小于100g/m3，满足国家排放标准。
按照现行的成本计算，本发明所涉及的高硫精矿结算价格为944.76元，而低硫粉矿结算价格为993.03元，按照一台烧结机生产500万吨烧结矿计，用高硫铁精矿替代现有烧结矿生产中采用的矿粉10％，则产生的经济效益为：500万吨÷0.73×10％×(993.03-944.76)＝3306.01万元。
综上所述，本发明的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，通过使用较大比例的低硫粉矿和增加硫含量较低的低硫精矿替代部分高硫铁精矿，使混合料硫含量符合要求，在不增加脱硫成本的前提下使烧结烟气出口SO2浓度符合国家排放标准。本发明的方法不会对烧结矿的质量以及烧结生产工艺产生影响，虽然配入高硫铁精矿后烧结烟气中SO2浓度有所升高，但是经过烟气脱硫后仍能够满足国家排放标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于，包括：
按照如下质量百分含量原料配料：低硫铁精矿10％～29％、高硫铁精矿8.3％～16.6％、低硫粉矿25％～35％、石灰石4.5％～6.0％、蛇纹石1.2％～2.5％、生石灰2.0～3.5％、焦粉4.0～5.0％、返矿25～45％；所述低硫铁精矿中S的质量百分含量为0.625～1.120％，所述高硫铁精矿中S的质量百分含量为S1.50～2.50％；
将所述原料加水混合后造粒得到混合料；
将所述混合料烧结得到烧结矿。
2.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述低硫铁精矿、所述高硫铁精矿和所述低硫粉矿为铁料，所述低硫铁精矿占铁料的质量百分含量为20～37％，所述高硫铁精矿占铁料的质量百分含量为10～30％，所述低硫粉矿占铁料的质量百分含量为50～55％。
3.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于，所述低硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 65.30～68.50％、FeO 27.50～30.20％、CaO 0.85～1.50％、SiO2 0.90～1.23％、MgO 0.68～1.15％、F 0.12～0.24％、P 0～0.10％、S 0.625～1.120％、K2O 0.085～0.135％、Na2O 0.050～0.095％和Al2O3 0.132～0.180％，所述低硫铁精矿的烧损为2.50～4.50％。
4.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于，所述高硫铁精矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 64.50～66.50％、FeO 28.50～32.50％、CaO 0.90～1.35％、SiO2 1.20～2.30％、MgO 0.85～1.85％、F 0～0.10％、P 0～0.10％、S 1.50～2.50％、K2O 0.050～0.100％、Na2O 0.023～0.064％和Al2O3 0.025～0.632％，所述高硫铁精矿的烧损为1.00～1.35％。
5.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于，所述低硫粉矿包括如下质量百分含量的成分：TFe 58.25～60.35％、FeO 0.35～0.75％、CaO 0.150～0.120％、SiO2 3.56～6.35％、MgO 0.110～0.136％、P 0.005～0.135％、S 0.002～0.065％、K2O0.025～0.055％、Na2O 0.010～0.025％和Al2O32.25～3.56％，所述低硫粉矿的烧损为2.50～6.85％。
6.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述烧结矿的碱度为1.95～2.05，所述烧结矿中MgO的质量百分含量为1.9％～2.1％。
7.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述造粒的时间为2～5min。
8.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述混合料中的水分的质量百分含量为7％～8％。
9.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述烧结的点火时间为1～3min，点火负压为3000～6000Pa。
10.如权利要求1所述的利用高硫铁精矿制备烧结矿的方法，其特征在于：所述烧结的过程伴随抽风处理，所述抽风的负压为9000～12000Pa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |