CN104911344A - 以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法和该团矿及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：1)以粉矿为原料、以沥青为黏结剂制成生团矿；2)对所述生团矿进行干燥脱水；3)对所述干燥脱水后的生团矿依次进行一次脱氢和二次脱氢；其中一次脱氢在强氧化性介质中进行，二次脱氢在弱氧化性或中性介质中进行；4)对步骤3)后的团矿进行碳化固结，碳化固结后的团矿焖炉缓冷至温度低于300℃，即制得成品团矿。本发明的工艺制备的团矿，可应用于高炉冶炼、电炉冶炼、竖炉冶炼、回转窑冶炼、底转炉冶炼。本发明工艺过程通过一次脱氢、二次脱氢并碳化固结，使制备的团矿中脱氢彻底并不发生氧化，成品球团不含焦油及其他有毒有害的化合物，安全环保。

Description

以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法和该团矿及其应用

技术领域

本发明涉及一种粉矿制取团矿的方法，尤其涉及一种以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法和该团矿及其应用。

背景技术

沥青是煤焦油、石油蒸馏的残渣，因其化学组成主要为碳和氢，并具有优异的绝缘性、隔热性、防水、防腐、防锈等性能而广泛用于国民经济各领域。上至国防尖端工业、电子电器工业、大型先进制造工业必需的各类碳素材料如宇宙飞船上的碳素纤维，钢铁工业、电解铝工业、铁合金冶炼和黄磷生产所必需的沥青焦、石油焦和各类电极，下至建筑工业、电气工业所需的防水、防腐、隔热材料、绝缘材料，以及遍及城乡的柏油马路，无一不是以沥青为原料建制的。在人类改造自然、征服自然中沥青称得上是一位默默无闻的功臣。沥青同时也是一种性能优异的黏结剂，广泛用于型煤、型焦生产和各类金属、非金属矿粉的造块。以沥青为黏结剂制备的金属、非金属矿粉团矿，具有强度高、耐高温、抗水、可长距离运输、不带入杂质、不降低矿石品位的优点，为其他种类黏结剂所不及，是大受高炉、电炉冶炼欢迎的人造块矿黏结剂。数百年来，针对沥青价较高、加热过程中析出污染物的缺点，科研人员进行了一系列的技术创新，为降低团矿的生产成本及其安全使用作出了重要贡献。

粉矿加黏结剂造块是1799年夏瓦内(chavanne)建议以焦油和沥青的混合物为黏结剂将焦粉制成焦块而开始的。但是直到1832年，第一次采用圣.埃蒂内城(Etienne)的马尔扎伊斯(E.Marsais)的专利，用烟煤沥青作为黏结剂后，人们才谈得上有效使用黏结剂的问题。十年后，待马尔扎伊斯使用软沥青得到较牢固的团块后，才开始了这种方法的压团工业生产。在此以后，烟煤沥青就有效的用作压团的黏结剂。传统的以沥青为黏结剂的粉矿制团工艺主要由制备生团和生团加热脱氢固化两步组成。其中成型方法主要有四种：①、粉矿或精矿配入沥青、经破碎混磨，再经水蒸汽加热使沥青液化、混捏，趁热压团。此法所制备的生团具有一定的机械强度，不需使用添加剂，因此不降低团块品位；但是需用蒸汽加热，一般情况下还需要备置锅炉；②、粉矿或细粒精矿配入细粒沥青，再配入澎润土、消石灰、木质素黄酸盐等添加剂，经混磨，在常温下成型制团。此方法在制备的生团过程中混合料不需加热，工艺较简单，但是需使用添加剂，从而增加造块成本，而且生团强度不高，另外添加剂会带入杂质，降低团块品位；③、先将沥青加热液化，再经喷雾装置将液化沥青喷入已加热的粉矿或细粒精矿，经混匀后趁热压团。此法所制备的生团具有一定的机械强度，不需使用添加剂，因此不降低团块品位；但粉矿、细粒精矿和沥青需要分别加热，工艺复杂；④、将沥青细碎制成沥青乳化液喷入粉矿，经混合后压团。此法所制备的生团具有一定的机械强度，不需使用添加剂，因此不降低团块品位；但沥青需细碎并乳化，工艺也很复杂；⑤、粉矿或细粒精矿配入细粒沥青，混碾，经微波加热，热压成型。此法所制备的生团具有一定的机械强度，不需使用添加剂，因此不降低团块品位；尤其是混合料采用微波加热，方法先进。按生团加热处理及球团矿应用方式和场合不同，其工艺又分为(1)、生团不经进一步加热处理直接应用。这在以沥青为黏结剂的煤粉制团即型煤生产中多见(参见“沥青乳化液黏结剂型煤的实验研究”太原理工大学学报2001.No6；“煤粉制团的黏结剂”《第三届国际造块会议论文选》，烧结球团编辑部出版，1983.3，PP407-408)。生团不经进一步加热处理直接应用，其缺点是强度低，而更重要的是这种团矿在燃烧时散发有害烟气而引起环保问题，因此使用受到限制。德国甚至早在1979年1月颁布的废气污染防护法中就规定，沥青黏结的型煤团矿只有经过加热再处理后才能使用；(2)、生团直接高温固化即在还原气氛下进行焦化(参见《煤质与炼焦》，煤炭科学院煤化所焦化室编，冶金工业出版社1985.3PP170-177)，此法成品团矿脱氢彻底，不含焦油，使用安全；缺点是生团未经氧化加热处理，所加沥青没有经过氧化缩聚反应，使团矿产生强度的碳质“连接桥”发展不充分，所以沥青消耗大，成品团矿质量不高；(3)、生团在中等温度下进行氧化加热处理，但不再进行提高温度的非氧化气氛下的脱氢和碳化固结。如此制备的成品球团因所加沥青经过氧化缩聚反应，碳质“连接桥”发展较充分，所以强度提高，可一定幅度减少沥青消耗。但因未经提高温度的非氧化气氛下的脱氢和碳化固结，所加沥青作为黏结剂的强度潜能未能充分发挥，又未经缓冷熟化处理，所以成品团矿的强度仍然较低，沥青消耗仍然较大。另外，团矿在中等温度和氧化气氛中进行加热处理，如果温度控制不严，团矿将发生氧化，其中的碳将燃烧，团矿将因此丧失强度。可见以沥青为黏结剂的传统制团方法存在诸多缺点。如中国专利文献CN201110367213公开了一种冶炼钛渣的方法，该方法主要分三步：第一步是在钛精矿中加入黏结剂和还原剂、经混碾后压团，生团用第二步即转底炉预还原烟气加热干燥；第二步是在转底炉中进行干团的预还原，熔分电炉的烟气返回转底炉利用；第三步为电炉熔分预还原球团，产出富钛渣和生铁。沥青是该方法使用的一种球团黏结剂。生团干燥温度为200-350℃。生团在200-350℃的温度下干燥，粘结剂沥青中的有毒化合物将部分挥发进入烟气，但因温度低其所含有毒化合物不能完全脱除而随干球进入底转炉，在底转炉的高温下彻底挥发进入底转炉烟气。将这种烟气直接或经间接冷到200-350℃后供给干燥器干燥生球，加上生团干燥挥发进入烟气的有毒碳氢化合物，干燥废气中将含超量的有毒有害成分，直接排空将对环境造成严重污染。另外，此种冶炼钛渣的方法中黏结剂种类多，选购组织费事，同时也增加了黏结剂加工、配制、运送、添加、管理的麻烦。加之生团仅经过干燥处理即进入转底炉使用，沥青的粘结功能没有得到充分挖掘和发挥，结果是球团制备工艺复杂、消耗大、成本高、球团强度低，仅可满足转底炉、电炉的使用要求，另外还存在严重的环保问题。

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，提供一种能使团矿彻底脱氢、大幅度提高成品团矿强度、降低沥青消耗，解决烟气污染问题，同时还能使成品团矿品位又不降低的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法和该团矿及其应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：

1)以粉矿为原料、以沥青为黏结剂制成生团矿；

2)对所述生团矿进行干燥脱水；

3)对所述干燥脱水后的生团矿依次进行一次脱氢和二次脱氢；其中一次脱氢在强氧化性介质中进行，二次脱氢在弱氧化性或中性介质中进行；

4)对步骤3)后的团矿进行碳化固结，碳化固结后的团矿焖炉缓冷至温度低于300℃，即制得成品团矿。其中，上述的生团干燥、一次脱氢、二次脱氢、碳化和闷炉冷却在同一台多功能链蓖机上进行。

上述的粉矿制取团矿的方法，优选的，所述步骤3)中，强氧化性介质中氧气的体积含量为15.0％～16.0％；一次脱氢的温度为370～390℃，一次脱氢的时间为20～40min。所述强氧化性介质是指一次脱氢采用燃料燃烧的烟气供热时，其空气消耗系数n＞1，优选n＝4.0～4.6。供热燃料优选为气体燃料。

上述的粉矿制取团矿的方法，优选的，所述步骤3)中，二次脱氢的温度为530～580℃，二次脱氢的时间为10～25min，所述弱氧化性或中性介质中氧气的体积含量不超过6.8％；即二次脱氢采用燃料燃烧的烟气供热时，其空气消耗系数1≤n＜1.6(具体的，n＝1时为中性介质；1＜n＜1.6时为弱氧化性介质)。供热燃料优选为气体燃料。当燃料燃烧的烟气温度过高时，为使二次脱氢的载热介质温度满足工艺要求，二次脱氢产出的尾气部分返回二次脱氢段以降低载热介质的温度。一次脱氢和二次脱氢产出的尾气可在专设的焚烧炉内焚烧脱毒除害后排空，或者输送至步骤4)用作碳化固结供热燃料燃烧的氧化剂。

上述的粉矿制取团矿的方法，优选的，所述步骤4)中，碳化固结的温度为640～680℃，碳化固结的时间为15～40min；碳化固结在非氧化气氛中进行；所述非氧化气氛包括中性或弱还原性气氛。所述中性或弱还原性气氛是指当碳化固结采用燃料燃烧的烟气供热时，其气体氧化剂的消耗系数1≥n＞0.93(具体的，n＝1时为中性气氛；1＞n＞0.93时为弱还原性气氛)。所述气体氧化剂包括空气和一次脱氢和二次脱氢产出的尾气。碳化固结采用燃料燃烧方式供热，供热燃料优选气体燃料。当燃料燃烧的烟气温度过高时，为了使球团碳化用载热介质的温度满足工艺要求，球团碳化产出的尾气部分返回球团碳化段，以降低载热介质的温度。碳化固结产出的尾气可以输送至步骤2)用作生团干燥脱水载热气体；或者经净化后排空。

上述的粉矿制取团矿的方法，优选的，所述步骤2)中，生团矿干燥脱水在低于180℃的温度下进行，干燥脱水的时间为20～40min。更进一步的，生团矿干燥脱水在100℃～160℃的温度下进行。生团干燥脱水干可在氧化性、中性或还原性气氛中进行。其载热介质可以是碳化固结的尾气，燃料燃烧的烟气和热空气。所述氧化性、中性或还原性气氛是指：当干燥脱水的载热介质为热空气时，所述热空气氧的体积含量为21％；当干燥脱水的载热介质为燃料燃烧的烟气时，燃料燃烧的空气消耗系数n＞1(氧化性气氛)、n＝1(中性气氛)或者n＜1(还原性气氛)均可。其中当n＞1时优选n＝7.0～7.35；当n＜1时优选1＞n＞0.95；当n＝7.0～7.35时，所述烟气氧的体积含量为17.0～18.0％。当n＝1时，所述烟气氧的体积含量为0％。当1＞n＞0.95时，所述烟气除氧的体积含量为0％外，还含有体积含量合计不超过13％的CO和H₂。当干燥脱水的载热介质为燃料燃烧的烟气时，供热燃料优选气体燃料。载热介质无论采用碳化固结的尾气，热空气、还是燃料燃烧烟气，干燥脱水产出的尾气经除尘后即可排空。干燥脱水用载热介质优选碳化固结的尾气。

上述的粉矿制取团矿的方法，优选的，一次脱氢后和二次脱氢后的烟气输送至步骤4)用作碳化固结供热燃料燃烧的氧化剂；碳化固结后的尾气返回步骤2)中用于生团的干燥脱水。

上述的粉矿制取团矿的方法，所述步骤1)中，生团矿的制备过程为先将粉矿加热，再将沥青液化喷入，经混合后热压成型；或者先将沥青细粉添加到粉矿中，经混合，再对混合料进行蒸汽加热，最后热压成型；或者在常温下将沥青细粉和添加剂添加到粉矿中混合后直接冷压成型；或者在常温下将沥青细粉添加到粉矿中混合，再对混合料微波加热，最后热压成型；其中，所述热压成型时的温度85～150℃。进一步优选的，混合料加热方式为微波加热。

上述的粉矿制取团矿的方法，所述的成型采用的设备为对辊压团机、油压机、挤棒机或缸式压团机。进一步优选的，成型设备为对辊压团机。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种团矿，由上述的粉矿制取团矿的方法制备。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述团矿的应用，应用于高炉冶炼、电炉冶炼、竖炉冶炼、回转窑冶炼、底转炉冶炼。更进一步的，团矿应用于高炉、电炉生铁冶炼、高炉、电炉富锰渣、富钛渣、富铌渣、富钒渣冶炼、高炉及电炉铁合金冶炼及其他有色金属火法冶炼。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明的工艺过程中，对团矿进行一次脱氢和二次脱氢处理，使团矿彻底脱氢而不发生氧化，成品球团不含焦油及其他有毒有害的化合物，安全环保。

2)本发明对团矿相继进行一次脱氢和二次脱氢、碳化和闷炉冷却处理，充分挖掘和发挥了沥青的粘结功能，可大幅度降低沥青消耗，提高成品团矿的机械强度；成品球团同时是一种内配碳球团，具有良好的冶炼性能。产品可用于装备水平不同的各类高炉、电炉及其他火法冶金窑炉冶炼，特别适合于特大型高炉及电炉冶炼。

3)本发明将一次脱氢和二次脱氢的烟气用作碳化固结用燃料燃烧的氧化剂，碳化固结尾气用于生团的干燥，可充分利用所述烟气的物理热及脱氢烟气所含碳氢化合物的燃烧热，降低能耗，同时又解决了沥青烟气的污染问题。

4)本发明的生团干燥、一次脱氢、二次脱氢、碳化和闷炉冷却在同一台多功能链蓖机上进行，工艺紧凑，管理方便，基建投资省。

5)本发明制备的团矿强度高、抗水耐高温、可长距离运输、不带入杂质，可广泛应用于应用于高炉、电炉生铁冶炼、高炉、电炉富锰渣、富钛渣、富铌渣、富钒渣冶炼、高炉及电炉铁合金冶炼及其他有色金属火法冶炼。

附图说明

图1为本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。

下述实施例的工艺过程如图1所示，下述实施例使用的压团矿粉为钛精矿，粘结剂为中温煤沥青，添加剂为皂土，其理化性能见表1、2、3。下述实施例中压团原料的水分用SC69-02型水份测定仪测定；配合料经混碾后冷压成型，混碾机为轮式混砂机，轮式混砂机轮径220mm、盘径460mm，转轮公转速度34rpm、处理量3Kg/次)；成型设备为MQJ型民用对辊煤球机，其辊径300mm、宽100mm、转速22rpm、压球尺寸40*33*21mm；生团抗压强度用TG-20型弹簧试验机测定，落下强度在落下强度测定装置上进行(落至20mm钢板)。球团的干燥、脱氢、碳化固结、冷却在试验室球团热加工炉上进行。球团热加工炉炉膛直径300mm，高420mm；炉膛顶部设置有炉膛盖，并经炉膛盖与排烟管道、耐热风机及烟气返回系统连接。炉膛下部有炉箅及燃烧室，球团平铺于炉箅上；燃烧室配套设计安装有空、煤气预混无焰烧嘴。所用煤气为液化石油气，其主要成分(体积％)为CH₄1.6、C₂H₆1.2、C₃H₆9.5、C₃H₈4.3、C₄H₈54.3、C₄H₁₀26.7、余为C₅H_m。煤气、空气和返回烟气按数量要求经管道输入烧嘴或燃烧室。煤气、空气和返回烟气流量分别用流量计流量，载热气体温度用安装于球团热加工炉炉膛下部的温度计计取。改变煤气、空气和返回烟气流量、调整空气消耗系数n，可按工艺要求向球团热加工炉提供不同温度和气氛的载热介质。为了使二次脱氢及球团碳化用载热介质的温度满足工艺要求，二次脱氢及球团碳化产出的尾气部分返回燃烧室以降低燃料燃烧的温度。成品团矿抗压强度用LJ-500型拉力试验机测定，转鼓指数采用ISO转鼓测定。

表1压团原料种类和化学成分

表2压团原料的粒度组成

表3中温煤沥青的理化性能

项目	挥发份(％)	灰份(％)	软化点(℃)	甲苯不溶物(％)
					指标	68.40	0.25	81.5	15.2

实施例1：

一种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：

1)按干基配料重量为6Kg，将89.0wt％钛精矿、3.0wt％皂土、8.0wt％沥青混合，加水至配合料中，混碾时间10min，使混合料的含水量为7.5％。测得生团落下1.7次/0.5m，抗压2.5Kg/个。

2)将生团置于干燥炉中干燥脱水：从室温(25℃)开始升温至160℃，升温时间20min，然后在160℃下保温10min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.45输入一次空气，向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝7.25。炉内供热介质的体积组成为：1.85％的CO₂、2.03％的H₂O、78.20％的N₂和17.92％的O₂。

3)对干燥脱水后的团矿进行一次脱氢：从160℃开始升温至380℃，升温时间15min，然后在380℃下保温20min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.35输入一次空气，再向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝4.59。炉内供热介质的体积组成为：2.91％CO₂、3.19％H₂O、77.74％N₂和16.16％O₂。

然后对团矿进行二次脱氢：从380℃开始升温至580℃，升温时间10min，在580℃下保温12min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.50输入一次空气。供热介质的体积组成为：8.62％CO₂、9.44％H₂O、75.27％N₂、6.67％O₂。

再对二次脱氢后球团进行碳化固结，碳化固结的温度为680℃，碳化固结的时间为130min。碳化固结采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1输入一次空气。炉内供热介质的体积组成为：12.63％CO₂、13.83％H₂O、73.53％N₂。碳化固结完成后停止供热。

4)将脱氢和碳化固结后的球团闷炉缓冷至250℃卸出，即制得成品团矿。测得成品球团抗压强度289.5Kg/个、ISO转鼓指数80.83％。

实施例2：

一种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：

1)按干基配料重量为6Kg，将90.5wt％钛精矿、3.0wt％皂土、6.5wt％沥青混合，加水至配合料中混碾时间10min，使混合料的含水量为7.5％(实测为7.3％)，测得生团落下1.8次/0.5m，抗压2.4Kg/个。

2)将生团置于干燥炉中干燥脱水：从室温(25℃)开始升温至160℃，升温时间20min，然后在160℃下保温10min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.53输入一次空气，向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝7.10。炉内供热介质的体积组成为：1.89％CO₂、2.07％H₂O、78.18％N₂和17.85％O₂。

3)对干燥脱水后的生团矿进行一次脱氢：从160℃开始升温至380℃，升温时间15min，然后在380℃下保温20min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.55输入一次空气，再向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝4.57。炉内供热介质的体积组成为：2.92％CO₂、3.20％H₂O、77.73％N₂和16.14％O₂。

然后对团矿进行二次脱氢：从380℃开始升温至580℃，升温时间10min，在580℃下保温12min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.48输入一次空气，供热介质的体积组成为：8.73％CO₂、9.56％H₂O、75.22％N₂和6.48％O₂。

再对二次脱氢后球团进行碳化固结：碳化固结的温度为670℃，碳化固结的时间为32min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，空气消耗系数n＝0.97，炉内供热介质的体积组成为：14.24％CO₂、9.52％H₂O、9.33％CO、2.90％H₂和64.01％N₂。碳化固结完成后停止供热。

4)将非氧化脱氢和碳化固结后的球团闷炉缓冷至250℃卸出。测得成品球团抗压强度287.7Kg/个、ISO转鼓指数75.4％。

实施例3：

一种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：

1)按干基配料重量为6Kg，将92wt％钛精矿、3.0wt％皂土、5wt％沥青混合，加水至配合料中混碾时间10min，使混合料的含水量为7.5％，测得生团落下1.8次/0.5m，抗压2.3Kg/个。

2)将生团置于干燥炉中干燥脱水：从室温(25℃)开始升温至160℃，升温时间20min，然后在160℃下保温10min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.50输入一次空气，向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝7.15。炉内供热介质的体积组成为：1.88％CO₂、2.06％H₂O、78.19％N₂和17.88％O₂。

3)对干燥脱水后的生团矿进行一次脱氢：从160℃开始升温至380℃，升温时间15min，然后在380℃下保温20min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.32输入一次空气，再向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝4.59。炉内供热介质的体积组成为：2.91％CO₂、3.19％H₂O、77.74％N₂和16.16％O₂。

然后对团矿进行二次脱氢：从380℃开始升温至580℃，升温时间10min，然后在580℃下保温12min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，空气消耗系数n＝1.42。炉内供热介质的体积组成为：9.08％CO₂、9.95％H₂O、75.07％N₂和5.90％O₂。

再对二次脱氢后球团进行碳化固结：碳化固结的温度为680℃，碳化固结的时间为30min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，空气消耗系数n＝1。炉内供热介质的体积组成：12.75％CO₂、13.68％H₂O和73.57％N₂。碳化固结完成后停止供热。

4)将非氧化脱氢后的球团闷炉缓冷至250℃卸出，即制得成品团矿。测得成品球团抗压强度283.3Kg/个、ISO转鼓指数70.34％。

实施例4：

一种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，包括以下步骤：

1)按干基配料重量为6Kg，将93.5wt％钛精矿、3.0wt％皂土、3.5wt％沥青混合，加水至配合料中混碾时间10min，使混合料的含水量为7.5％(实测7.4％)，测得生团落下2.1次/0.5m，抗压2.5Kg/个。

2)将生团置于干燥炉中干燥脱水：从室温(25℃)开始升温至160℃，升温时间20min，然后在160℃下保温10min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.50输入一次空气，向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝7.20。炉内供热介质的体积组成为：1.87％CO₂、2.04％H₂O、78.19％N₂和17.90％O₂。

3)对干燥脱水后的生团矿进行一次脱氢：从160℃开始升温至380℃，升温时间15min，然后在380℃下保温20min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热，按空气消耗系数n＝1.37输入一次空气，再向燃烧室输入二次空气，使总的空气消耗系数n＝4.55。炉内供热介质的体积组成为：2.94％CO₂、3.21％H₂O、77.73％N₂和16.12％O₂。

对团矿进行二次脱氢：从380℃开始升温至580℃，升温时间10min，然后在580℃下保温12min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，空气消耗系数n＝1.45。炉内供热介质的体积组成为：8.90％CO₂、9.75％H₂O、75.15％N₂和6.20％O₂。

再对二次脱氢后球团进行碳化固结：碳化固结的温度为680℃，碳化固结的时间为30min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热，n＝0.96。炉内供热介质的体积组成为：14.33％CO₂、9.39％CO、2.92％H₂、9.58％H₂O和63.70％N₂。然后停止供热。

4)将非氧化脱氢后的球团闷炉缓冷至250℃卸出，即制得成品团矿。测得成品球团抗压强度185.5Kg/个、ISO转鼓指数63.0％。

Claims (10)

1.一种以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以粉矿为原料、以沥青为黏结剂制成生团矿；

2)对所述生团矿进行干燥脱水；

3)对所述干燥脱水后的生团矿依次进行一次脱氢和二次脱氢；其中一次脱氢在强氧化性介质中进行，二次脱氢在弱氧化性或中性介质中进行；

4)对步骤3)后的团矿进行碳化固结，碳化固结后的团矿焖炉缓冷至温度低于300℃，即制得成品团矿。

2.如权利要求1所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，所述步骤3)中，强氧化性介质中氧气的体积含量为15.0％～16.0％；一次脱氢的温度为370～390℃，一次脱氢的时间为20～40min。

3.如权利要求1所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，所述步骤3)中，二次脱氢的温度为530～580℃，二次脱氢的时间为10～25min；所述弱氧化性或中性介质中氧气的体积含量为不超过6.8％。

4.如权利要求1所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，所述步骤4)中，碳化固结的温度为640～680℃，碳化固结的时间为15～40min，碳化固结在非氧化性气氛中进行；所述非氧化性气氛包括中性或弱还原性气氛。

5.如权利要求1所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，所述步骤2)中，生团矿干燥脱水在低于180℃的温度下进行，干燥脱水的时间为20～40min。

6.如权利要求1～5任一项所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，一次脱氢后和二次脱氢后的烟气输送至步骤4)用作碳化固结供热燃料燃烧的氧化剂；碳化固结后的尾气返回步骤2)中用于生团的干燥脱水。

7.如权利要求1～5任一项所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于，所述步骤1)中，生团矿的制备过程为先将粉矿加热，再将沥青液化喷入，经混合后热压成型；或者先将沥青细粉添加到粉矿中，经混合，再对混合料进行蒸汽加热，最后热压成型；或者在常温下将沥青细粉和添加剂添加到粉矿中混合后直接冷压成型；或者在常温下将沥青细粉添加到粉矿中混合，再对混合料微波加热，最后热压成型；其中，所述热压成型时的温度85～150℃。

8.如权利要求7所述的粉矿制取团矿的方法，其特征在于：所述的成型采用的设备为对辊压团机、油压机、挤棒机或缸式压团机。

9.一种团矿，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的粉矿制取团矿的方法制备。

10.一种如权利要求9所述团矿的应用，其特征在于，所述团矿应用于高炉冶炼、电炉冶炼、竖炉冶炼、回转窑冶炼、底转炉冶炼。