CN104745798A - 一种铬铁精粉矿球团烧结工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铬铁精粉矿球团烧结工艺，其特点是：包括以下步骤：1)用球磨机将铬铁精粉矿进行球磨； 2）筛选焦炭；3）筛选膨润土；4）将步骤1）制得的铬铁精粉矿进行内配炭；5）在第一滚筒内制造成生球； 6）将步骤5）制得的生球在第二滚筒内进行外配炭，制成配炭生球；7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料；8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，再抽风烧结。

Description

一种铬铁精粉矿球团烧结工艺

技术领域

    本发明属于铁合金冶炼领域，涉及铬铁精粉矿冶炼前的原料处理工艺,是一种铬铁精粉矿球团烧结工艺。

背景技术

    铬铁冶炼的关键在于铬粉矿的造块处理，在矿热炉冶炼过程中，粉矿直接入炉不仅会造成大量有用元素随炉渣和炉气流失，增加冶炼电耗，还会使炉料的透气性变差，直接威胁矿热炉的运行安全。铬矿资源中块矿只占总量的约20%，其余80%是粉矿。此外，有相当一部分铬矿属于易碎矿石，在开采和储存中极易碎裂，即使强度高的块矿在加工过程中也产生大量的细粉。随着社会对金属需求的增大和矿产资源的不断开发，铬粉矿的造块处理越来越具有重要意义。

    铬粉矿的造块预处理有压块、烧结、球团三种工艺。

    其中压块法具有建设快、设备少、投资低、好管理等优点，但使用压块处理的铬粉矿在冶炼过程中技术经济指标难以得到改善，不但铬的收得率低,且很难冶炼出含碳小于4%的中低碳铬铁和微碳铬铁。

   使用球团法处理铬粉矿的方法较多，如芬兰Outotec公司开发的Outokumpu法、日本昭和电工公司研制的SRC法、加拿大国际金属回收公司开发的DRC法。球团矿的粒度小而均匀，有利于炉料透气性的改善和气流的均匀分布，且球团矿的冷态强度高，便于运输、装卸和贮存，但是其投资设备大且球团的还原膨胀率要高于烧结矿。

   铬烧结矿气孔率高、比表面积大，有利于提高还原反应的速度，可以提高产量，此外还具有强度高、粒度均匀等优点，可以改善矿热炉透气性，使冶炼产品单位电耗降低200～300kW·h/t。但铬尖晶石熔点很高，且难以形成低熔点的液相，其烧结性主要取决于脉石的性能和所添加的溶剂。因此，利用常规烧结法处理铬粉矿所需烧结温度高、能耗高及产量低，烧结矿强度差，烧结过程中透气性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种铬铁精粉矿球团烧结工艺，通过将球团法和烧结法的优点相结合，对改善铬矿粉烧结矿产量和质量，降低能耗具有重要的意义。

本发明解决技术问题的方案是：一种铬铁精粉矿球团烧结工艺，其特征是：包括以下步骤：

1)      用球磨机将铬铁精粉矿进行球磨，球磨后矿粉小于200目或者小于0.074mm的颗粒

占质量的85%-95%，其余矿粉颗粒小于 100目或者小于0.165mm，筛选方法如下：

a)      将经过球磨机球磨的铬铁精粉矿进行筛选，先用100目的筛子进行筛选，所述筛上的铬铁精粉矿重新用球磨机进行球磨，直至铬铁精粉矿颗粒完全通过100目的筛子；

b）将100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒占100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒质量的85%-95%；

2）用球磨机球磨焦炭，然后进行筛选：

a)用网眼直径1~3mm 的筛子进行筛选，其筛上焦炭颗粒重新用球磨机进行球磨，直至焦炭颗粒完全通过网眼直径1~3mm的筛子；

b)将网眼直径1~3mm筛子的筛下焦炭颗粒再用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛上焦炭颗粒占铬铁精粉矿、水分、焦炭和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%；

3）用200目的筛子筛选膨润土；

4）将步骤1）制得的铬铁精粉矿进行内配炭，铬铁精粉矿与水分、焦炭、膨润土按照 质量百分比91：6：2：1的比例用混料机混合均匀，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛下焦炭颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm，膨润土选用步骤3）筛选的200目筛子的筛下膨润土颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm、含水量小于等于10%；

5）在第一滚筒内制造成生球，滚筒的转速为10-12r/min ，转动时间 4min；

   6）将步骤5）制得的生球在第二滚筒内进行外配炭，制成配炭生球，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛上焦炭颗粒，其焦炭的粒径为1~3mm，焦炭占铬铁精粉矿、水分、焦炭粉和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%，滚筒的转速为 8-10r/min  ，转动时间 3min ；

   7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料，先铺底料50mm，再铺步骤6）制得的大球350mm-400mm，最后铺步骤6）制得的小球100mm，料层总厚度为500mm-550mm。所述大球的粒径为8mm-10mm，小球的粒径为5mm-8mm；

   8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，预热温度达到 150 ℃进行烧结，抽风烧结的点火温度为1000℃-1050℃，点火时的负压为1000Pa-2000Pa，点火时间为2min-2.5min，烧结温度为 1300-1350℃ ，烧结时间为 35-45min ，烧结负压为6000Pa-8000Pa，制得成品。

本发明的有益效果是：

1）采用下部大球上部小球的布料方式，球团爆裂减少，成品粉化率低，成品率达到90%以上，意味着本工艺生产的烧结球团矿在还原过程中有更好的透气性，从而有更高的生产效率；

2）本工艺生产的烧结球团矿具有较宽的荷重软化区间，荷重软化区间为252℃（1146℃~1398℃），说明该烧结球团矿有较好的高温荷重能力，表明在高料层的情况下该矿石能够正常冶炼，意味着该烧结矿在大型矿热炉的使用中具有较好冶金性能；

3）本工艺的烧结时间为普通烧结矿的烧结时间的一半，意味着本工艺不但能够得到很好性能的产品，同时烧结效率能够大大提高，为大型铬铁矿热炉采用该技术提供了可能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

主原料：南非Tharisa铬铁精粉矿，大于1mm的粉矿不超过5%，主要化学成分为Cr₂O₃：40~50wt%、Fe：25~31wt%、MgO：8~10wt%、SiO₂：2.7~3.3 wt%、Al₂O₃：14~17wt%；

焦炭：粒度1mm-3mm，加入量为6.5%。步骤如下：

1)用球磨机将铬铁精粉矿进行球磨，球磨后矿粉小于200目的颗粒占质量的85%-95%，其余矿粉颗粒小于 100目，筛选方法如下：；

a)将经过球磨机球磨的铬铁精粉矿进行筛选，先用100目的筛子进行筛选，所述筛上的铬铁精粉矿重新用球磨机进行球磨，直至铬铁精粉矿颗粒完全通过100目的筛子；

b）将100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒占100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒质量的85%-95%；

2）用球磨机球磨焦炭，然后进行筛选：

a)用网眼直径1~3mm 的筛子进行筛选，其筛上焦炭颗粒重新用球磨机进行球磨，直至焦炭颗粒完全通过网眼直径1~3mm的筛子；

b)将网眼直径1~3mm筛子的筛下焦炭颗粒再用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛上焦炭颗粒占铬铁精粉矿、水分、焦炭和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%；

3）用200目的筛子筛选膨润土；

4）将步骤1）制得的铬铁精粉矿进行内配炭，铬铁精粉矿与水分、焦炭、膨润土按照  质量百分比91：6：2：1的比例用混料机混合均匀，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛下焦炭颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm，膨润土选用步骤3）筛选的200目筛子的筛下膨润土颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm、含水量小于等于10%；

5）在第一滚筒内制造成生球，滚筒的转速为10-12r/min ，转动时间 4min；

6）将步骤5）制得的生球在第二滚筒内进行外配炭，制成配炭生球，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛上焦炭颗粒，其焦炭的粒径为1~3mm，焦炭占铬铁精粉矿、水分、焦炭和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%，滚筒的转速为 8-10r/min  ，转动时间 3min ；

    7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料，先铺底料50mm，再铺步骤6）制得的大球350mm，最后铺步骤6）制得的小球100mm，料层总厚度为500mm。所述大球的粒径为8mm-10mm，小球的粒径为5mm-8mm；

   8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，预热温度达到 150 ℃进行烧结，抽风烧结的点火温度为1000℃，点火时的负压为1000Pa，点火时间为2min，烧结温度为 1300℃，烧结时间为 35min ，烧结负压为6000Pa，制得成品率为91%。

烧结结束后，在不同位置取样测试烧结球团的抗压强度、产品的荷重软化温度和低温还原粉化性能，结果如下：

1）测得90%的烧结球团的抗压强度达到125kg；

2）产品的荷重软化温度测试结果为开始软化温度为1146℃，软化终了温度为1398℃，软化温度区间为252℃。说明该烧结球团矿有较好的高温荷重能力，表明在高料层的情况下该矿石能够正常冶炼；

3）对铬铁球团烧结矿进行了低温还原粉化性能测试，采用中国国家标准(GB／T13242—91)检验方法。测得还原粉化指数RDI_+3.15=97.7%，说明该铬铁球团烧结矿在500℃左右、还原气氛下不容易碎裂粉化，炉料会保持良好的透气性。

实施例2，本实施例与实施例1采用相同的主原料和焦炭，不同之处在于：焦炭加入量为7.0%，步骤如下，

     步骤1）～步骤6）与实施例1相同；

    7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料，先铺底料50mm，再铺步骤6）制得的大球370mm，最后铺步骤6）制得的小球100mm，料层总厚度为520mm。所述大球的粒径为8mm-10mm，小球的粒径为5mm-8mm；

   8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，预热温度达到 150 ℃进行烧结，抽风烧结的点火温度为 1025℃，点火时的负压为1500Pa，点火时间为2.25min，烧结温度为1325℃，烧结时间为 40min ，烧结负压为7000Pa，制得成品率为90%。

烧结结束后，在不同位置取样测试烧结球团的抗压强度、产品的荷重软化温度和低温还原粉化性能，结果如下：

测得100%的烧结球团的抗压强度达到50kg，符合大型矿热炉使用还原球团的强度＞500N/球的要求。

实施例3，本实施例与本实施例与实施例1采用相同的主原料和焦炭，不同之处在于：焦炭加入量为7.5%，步骤如下，

     步骤1）～步骤6）与实施例1相同；

7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料，先铺底料50mm，再铺步骤6）制得的大球400mm，最后铺步骤6）制得的小球100mm，料层总厚度为550mm。所述大球的粒径为8mm-10mm，小球的粒径为5mm-8mm；

   8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，预热温度达到 150℃进行烧结，抽风烧结的点火温度为1050 ℃，点火时的负压为2000Pa，点火时间为2.5min，烧结温度为1350℃，烧结时间为45min，烧结负压为8000Pa，制得成品率为91%。

烧结结束后，在不同位置取样测试烧结球团的抗压强度、产品的荷重软化温度和低温还原粉化性能，结果如下：

测得100%的烧结球团的抗压强度达到50kg，符合大型矿热炉使用还原球团的强度＞500N/球的要求。

Claims (1)

1.一种铬铁精粉矿球团烧结工艺，其特征是：包括以下步骤：

1）用球磨机将铬铁精粉矿进行球磨，球磨后矿粉小于200目或者小于0.074mm的颗粒

占质量的85%-95%，其余矿粉颗粒小于 100目或者小于0.165mm，筛选方法如下：

a)将经过球磨机球磨的铬铁精粉矿进行筛选，先用100目的筛子进行筛选，所述筛上的铬铁精粉矿重新用球磨机进行球磨，直至铬铁精粉矿颗粒完全通过100目的筛子；

b）将100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒占100目筛子的筛下铬铁精粉矿颗粒质量的85%-95%；

2）用球磨机球磨焦炭，然后进行筛选：

a)用网眼直径1~3mm 的筛子进行筛选，其筛上焦炭颗粒重新用球磨机进行球磨，直至焦炭颗粒完全通过网眼直径1~3mm的筛子；

b)将网眼直径1~3mm筛子的筛下焦炭颗粒再用200目的筛子进行筛选，200目筛子的筛上焦炭颗粒占铬铁精粉矿、水分、焦炭和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%；

3）用200目的筛子筛选膨润土；

4）将步骤1）制得的铬铁精粉矿进行内配炭，铬铁精粉矿与水分、焦炭、膨润土按照  质量百分比91：6：2：1的比例用混料机混合均匀，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛下焦炭颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm，膨润土选用步骤3）筛选的200目筛子的筛下膨润土颗粒，其粒度小于200目或者小于0.074mm、含水量小于等于10%；

5）在第一滚筒内制造成生球，滚筒的转速为10-12r/min ，转动时间 4min；     

   6）将步骤5）制得的生球在第二滚筒内进行外配炭，制成配炭生球，其中焦炭选用步骤2）筛选的200目筛子的筛上焦炭颗粒，其焦炭的粒径为1~3mm，焦炭占铬铁精粉矿、水分、焦炭和膨润土的质量总和的4.5%-5.5%，滚筒的转速为 8-10r/min  ，转动时间 3min ；

   7）在烧结机内采用下部大球上部小球的布料方式进行布料，先铺底料50mm，再铺步骤6）制得的大球350mm-400mm，最后铺步骤6）制得的小球100mm，料层总厚度为500mm-550mm，所述大球的粒径为8mm-10mm，小球的粒径为5mm-8mm；

   8）烧结之前用石油气对烧结杯进行烘烤预热，预热温度达到 150 ℃进行烧结，抽风烧结的点火温度为1000℃-1050℃，点火时的负压为1000Pa-2000Pa，点火时间为2min-2.5min，烧结温度为 1300-1350℃ ，烧结时间为 35-45min ，烧结负压为6000Pa-8000Pa，制得成品。