CN104962731A - 一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法，包括以下步骤：1)选择多种燃料混合组成复合燃料；2)根据复合燃料中包含的燃料种类数量P建立空间P维单形，并进行混料回归试验，根据混料回归试验对待烧结锰矿进行烧结试验，测定每次烧结后成品锰烧结矿中残碳含量并计算回归系数；3)建立成品烧结矿中残碳含量与各燃料占复合燃料的含量之间的数学模型；4)选择所需成品锰烧结矿中残碳含量，得到关于各燃料占复合燃料的含量的一族方程；解该方程，即确定复合燃料中的各燃料占复合燃料的含量；5)根据步骤1)确定的复合燃料中燃料的种类和步骤4)中确定的复合燃料中各燃料占复合燃料的含量对锰矿进行烧结得到成品锰烧结矿。

Description

一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法

技术领域

本发明涉及一种烧结矿粉矿的烧结方法，尤其涉及一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法。

背景技术

中低碳锰铁是指C含量小于2％的锰铁合金，因其含碳量低，广泛用于不锈钢、优质低碳结构钢、高锰钢、合金结构钢、工具钢冶炼和电焊条生产。中低碳锰铁的冶炼方法有电硅热法、摇包法和吹氧法三种。吹氧法中低碳锰铁冶炼分为高碳锰铁氧化脱碳法和硅锰合金氧化脱硅法，其中硅锰合金氧化法因不能有效利用硅的氧化自由能、综合能耗高、锰的氧化损失大而少见工业应用；高碳锰铁氧化脱碳法尤其是高炉高碳锰铁氧化法生产中低碳锰铁，可以利用品位较低、Mn/Fe较低的锰矿石，按高炉-转炉两步法冶炼中低碳锰铁，可拓宽中低碳锰铁的生产途径，耗电少，但是锰铁氧化脱碳冶炼要求温度高、锰的挥发损失和氧化入渣率高。电硅热法和摇包法，尤其是摇包电炉法和摇包硅热法，都是用硅锰合金还原锰矿石，可高效利用硅的氧化自由能，广泛用于中低碳锰铁冶炼。尤其是摇包电炉法，因工艺稳定可靠、生产指标先进、产品质量好、经济效益高而广受业界欢迎，是生产中低碳锰铁的主要方法。但电硅热法和摇包法生产中低碳锰铁，都要求锰矿石含Mn高(＞40％)、Mn/Fe(＞6％)和含P低(≤0.1％)，特别是要求基本不含碳或含碳＜0.1％。经多年开采利用，符合这一要求的高品质天然块矿在国外日现稀缺，在国内更是罕见。因此研究开发以粉锰矿、细粒锰精矿为原料的中低碳锰铁冶炼技术非常迫切。其中关键问题是寻求粉锰矿、细粒锰精矿合适的造块方法，与铁矿粉相似，烧结、球团和压团也是锰矿粉的三种主要造块方法。但相比铁精矿焙烧球团的大规模生产，锰精矿焙烧球团因固结机制不同而罕见有成功应用。而压团法造块除了生产规模有限、黏结剂难以选择外，因造块产品未经高温处理，且多数仍然是生矿，其物理水的蒸发、结晶水和碳酸盐的分解等均不利于冶炼。长期的生产实践表明，烧结是最成功、应用最广泛的锰矿粉造块方法。但是传统的烧结造块法使用单一的碳质燃料焦粉、煤粉生产，结果与铁矿粉烧结一样，锰矿粉烧结成品烧结矿中残碳含量高，一般达0.2％-0.8％，锰烧结矿残碳含量这样高，显然不能用于电硅热法和摇包法中低碳锰铁冶炼。研究表明，以焦粉或煤粉单独作为燃料制备烧结矿，即便采用粉矿预先制粒，燃料外滚、分加及其他改善焦粉、煤粉燃烧条件如改变燃料粒度和烧结负压，提高其燃烧速度等措施，仍无望将成品烧结矿的残碳含量稳定地降低至0.1％以下。而与铁矿粉烧结相比，锰矿粉烧结的特点之一是燃料消耗高，因此锰矿粉分别以焦粉、煤粉为燃料烧结，要将成品烧结矿中残碳含量降低至0.1％以下更是不可能的。这一状况迫使人们研究开发可控成品烧结矿残碳含量高低的粉矿烧结方法，寻求生产低残碳烧结矿的技术措施。电硅热法和摇包法生产中低碳锰铁，其原理既可认为是以硅锰合金为还原剂还原锰的氧化物，也可认为是以锰的氧化物为氧化剂氧化硅锰合金。在此氧化锰矿石和硅锰合金都是产品中低碳锰铁主体元素锰的载体，因此在电硅热法和摇包法生产中低碳锰铁中，所使用氧化锰矿石中的锰应该是高态价的好还是低价态的好，例如是采用主要成分为MnO₂的软锰矿好还是采用主要成分为MnO的富锰渣好，国际上有两种完全对立的结论，一种为了提高硅锰合金的还原效率，认为应该使用锰以MnO形态存在的低价态锰矿石合适，另一方为了提高锰矿石的氧化效率，认为应该使用锰以MnO₂、Mn₂O₃形态存在的高价态锰矿石合适。为此，作为现有国内外中低碳锰铁冶炼工艺的进步，在冶炼原料氧化锰矿石的价态要求上采用折中措施：使用低价态氧化锰矿石加入少量高价氧化锰矿石。众所周知，锰烧结矿的矿物组成主要是黑锰矿Mn₃O₄，其锰的价态高于MnO而低于MnO₂和Mn₂O₃，正好符合现行中低碳锰铁冶炼工艺进步的要求。另外，烧结矿是熟矿，原矿所含物理水已蒸发、结晶水和碳酸盐已分解，并可以添加石灰生产碱度符合要求的烧结矿，将原本在冶炼时进行的部分化学反应提前完成等，因此，只要残碳含量、品位达到要求，锰烧结矿是最适合冶炼中低碳锰铁的。为了克服现有粉矿烧结技术尤其是锰矿粉锰精矿烧结技术的不足，并为中低碳锰铁冶炼提供最适合的原料，迫使人们研究开发可控成品烧结矿残碳含量高低的粉矿烧结方法，寻求生产低残碳烧结矿的技术措施。

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，提供一种可控成品烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法，包括以下步骤：

1)选择多种燃料混合组成复合燃料，所述复合燃料为焦粉、煤粉、硅锰合金细粉、锰铁合金细粉、铬铁细粉、硅铁合金细粉、细粒铁合金、铁屑、硫锰矿粉中的至少两种；

2)根据复合燃料中包含的燃料种类数量P建立空间P维单形，并进行混料回归试验，根据所述混料回归试验对待烧结锰矿进行烧结试验，测定每次烧结后成品锰烧结矿中的残碳含量并计算回归系数；

3)建立成品烧结矿中残碳含量与燃料占复合燃料的含量之间的数学模型：

$\begin{array}{c}Yc=f(X_1,...X_j,X_k...X_P)\\ =\underset{i=1}{\overset{P}{\&Sigma;}}{b}_i{X}_i+\underset{i<j}{\&Sigma;}{b}_{ij}{X}_i{X}_j+\underset{i<j<k}{\&Sigma;}{b}_{ijk}{X}_i{X}_j{X}_k+...+b_{1...jk...P}{X}_1...X_j{X}_k...X_P\end{array}$

式中：Yc为成品锰烧结矿中残碳含量，(％)；

b_i、b_ij、b_ijk、…、b_1…jk…P为回归系数；

X₁…X_j、X_k…X_P分别为各燃料占复合燃料的含量(质量比例关系)，且X₁+…+X_j+X_k+…+X_P＝1；

4)根据实际需要，选择所需成品锰烧结矿中残碳含量，得到关于各燃料占复合燃料的含量的一族方程；解所述方程，即确定复合燃料中的各燃料占复合燃料的含量；

5)根据步骤1)选择的复合燃料中燃料的种类和步骤4)中确定的复合燃料中各燃料占复合燃料的含量对锰矿进行烧结即可得到所需成品锰烧结矿；其中成品锰烧结矿中的残碳含量为实际所需的成品锰烧结矿中残碳含量。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述步骤2)中，混料回归试验为单行格子设计试验、单行重心设计试验或极端顶点设计试验；混料回归试验进行烧结试验的次数共2^P-1次。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述步骤5)中，锰矿烧结过程中添加粘结剂进行强化制粒。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述步骤5)中，所需成品锰烧结矿中残碳含量低于0.1％时，添加的粘结剂为消石灰。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述步骤1)中，所述的复合燃料中的燃料为硅锰合金细粉、锰铁合金细粉、硫锰矿粉和焦粉中的至少两种。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述硅锰合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过9wt％，锰铁合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过13wt％，锰铁合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过48wt％，焦粉占待烧结锰矿的质量分数不超过7.2wt％。

上述的粉矿烧结方法，优选的，所述成品锰烧结矿用于冶炼中低碳锰铁。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明的粉矿烧结方法采用了复合燃料代替传统烧结燃料焦粉和煤粉，通过建立成品烧结中矿残碳含量与复合燃料中各燃料占复合燃料的含量之间的数学模型来控制成品烧结矿中残碳含量：既能根据所采用的复合燃料中各燃料种类与其占复合燃料的含量，确定成品烧结矿中残碳含量；也能根据对成品烧结矿中残碳含量的要求选择复合燃料中各燃料的数量及复合燃料中各燃料占复合燃料的含量，从而达到可以控制烧结成品中残碳含量的目的。

2)本发明的粉矿烧结方法能将成品烧结矿中残碳含量控制在0.1％以下。

3)本发明的粉矿烧结方法烧结的成品烧结矿可作为冶炼中低碳锰铁的最佳原料。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合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。

实施例：

一种本发明的可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法，待烧结的粉矿为一种细粒碳酸锰精矿与一种高品质氧化锰粉矿的混合矿粉，产品用于中低碳锰铁冶炼，采用消石灰为黏结剂，混合矿粉与消石灰的化学成分和粒度组成见表1。

表1 混合矿粉和消石灰的化学成分和粒度组成

混合粉矿烧结的具体步骤如下：

1)、选择燃料硅锰合金粉、锰铁合金粉、硫锰矿粉和焦粉混合组成复合燃料，复合燃料组元的化学成分和粒度组成见表2。

表2 复合燃料组元种类，化学成分和粒度组成

选择硫锰矿粉为燃料，是考虑既可以利用其所含锰、硫的氧化自由能，又可以回收锰；抽风烧结具有超强的脱硫能力，而随着烟气脱硫技术的进步，烧结产生的SO₂有望得到回收利用，变废为宝，进而可能使硫锰矿粉用作锰矿粉烧结复合燃料的组份成为其综合利用的一条途径。

2)、分别以硅锰合金粉、锰铁合金粉、硫锰矿粉和焦粉为燃料在相同的点火制度、抽风负压制度、烧结杯大小、料层高度、黏结剂制度、制粒时间和返矿添加制度条件下进行混合矿的烧结，获取硅锰合金粉、锰铁合金粉、硫锰矿粉、焦粉分别作为燃料烧结混合矿的最佳配比(占待烧结混合矿的质量分数)分别为9.0％、13.0％、48.0％和7.2％，结果见表3所示。

表3 各燃料烧结混合矿的最佳配比

复合燃料中各燃料名称	硅锰合金粉	锰铁合金粉	硫锰矿粉	焦粉
					燃料烧结时的最佳配比(％)	9.0	13.0	48.0	7.2

按复合燃料中燃料的数量P＝4建立一正四面体，采用{4，4}单形重心混料回归设计试验，试验次数共2^P-1＝2⁴-1＝15个次，其坐标分别为正四面体的顶点计4个、棱的中点计6个、正三角形的重心点计4个和正四面体的重心计1个。表4为各燃料占复合燃料的含量与各燃料占待烧结矿的质量分数的对应关系。按表4进行烧结试验(烧结试验的固定条件是：烧结杯规格黏结剂为消石灰，配比4％；配合料一次混合采用人工手混，二次混合在圆盘造球机上进行，二次混合时间为4-6min，混合料水份含量控制在8.4％-10.5％；铺底料0.6kg，粒度为10mm-16mm；预热点火制度(℃*min)500*3+1000*1，负压为500mmH₂O柱；烧结负压为900mmH₂O柱；烧结矿在进行机上冷却，冷却负压为350mmH₂O柱，取废气温度150℃为冷却终点)。

表4 复合燃料各燃料的用量与各燃料占烧结矿的含量的对应关系

试验完成后取样测定成品烧结矿中残碳含量Yc，同时测定成品烧结转鼓强度Yg、含锰量Ym，并计算成品烧结矿生产率Yp。试验结果见表5。

表5 P＝4混料回归单形重心设计及试验结果

3)、一般情况，对于p维d阶混料系统{p，d}，采用单形重心混料回归设计时，按下式计算回归系数：

$b_{s\mathrm{\&gamma;}}=\mathrm{\&gamma;}\underset{1\&le;t\&le;\mathrm{\&gamma;}}{\&Sigma;}{(-1)}^{\mathrm{\&gamma;}-t}{t}^{\mathrm{\&gamma;}-1}{y}_t\left(s_{\mathrm{\&gamma;}}\right),(\mathrm{\&gamma;}=1,...,d)$

式中：sγ——p个因素中某γ个因素的集合；

y_t(s_γ)——从这γ个因素中取t个因素，其全部个组合的试验值的总和。

本实施例中，根据步骤2)得到回归试验烧结的结果，按下述式(1)、(2)、(3)、(4)计算回归系数：

b_i＝Yc_i(i＝1，2，3,4)                        ……(1)

b_ij＝4Yc_ij-2(Yc_i+Yc_j)(i＜j)             ……(2)

b_ijk＝27Yc_ijk-12(Yc_ij+Yc_ik+Yc_jk)+3(Yc_i+Yc_j+Yc_k)(i＜j＜k)

                                                 ……(3)

b₁₂₃₄＝256Yc₁₂₃₄-108(Yc₁₂₃+Yc₁₂₄+Yc₁₃4+Yc₂₃₄)+32(Yc₁₂+Yc₁₃+Yc₁₄+Yc₂₃+Y₂₄+Y₃₄)-4(Yc₁+Yc2+Yc₃+Yc₄)                                    ……(4)

由(1)式，b₁＝Yc₁＝0.03，类此b₂＝0.03，b₃＝0.03，b₄＝0.19。

由(2)式，b₁₂＝4Yc₁₂-2(Yc₁+Yc₂)＝4*0.03-2(0.03+0.03)＝0。类此有：b13＝0.13，b14＝-0.08，b23＝0，b24＝0.2，b34＝0.12。

由(3)式，b₁₂₃＝27Yc₁₂₃-12(Yc₁₂+Yc₁₃+Yc₂₃)+3(Yc₁+Yc₂+Yc₃)

             ＝27*0.02-12(0.03+0.06+0.03)+3(0.03+0.03+0.03)

             ＝0.54-1.44+0.27

             ＝-0.63。

类此，b124＝0.21，b134＝-0.57，b234＝-0.12。

由(4)式，b₁₂₃₄＝256Yc₁₂₃₄-108(Yc₁₂₃+Yc₁₂₄+Yc₁₃4+Yc₂₃₄)+32(Yc₁₂+Yc₁₃+Yc₁₄+Yc₂₃+Yc ₂₄+Yc₃₄)-4(Yc₁+Yc₂+Yc₃+Yc₄)

＝256*0.05-108(0.02+0.06+0.08+0.07)+32(0.03+0.06+0.09+0.03+0.06+0.14)-4(0.03+0.03+0.03+0.19)

＝12.8-108*0.23+32*0.41-4*0.28

＝12.8-24.84+13.12-1.12

＝-0.04。

4)、建立成品烧结矿中残碳含量与燃料种类数量、燃料占复合燃料的含量之间的数学模型，数学模型为多元高次函数，其具体形式为：

$\begin{array}{c}Yc=f(X_1,...X_j,X_k...X_P)\\ =\underset{i=1}{\overset{P}{\&Sigma;}}{b}_i{X}_i+\underset{i<j}{\&Sigma;}{b}_{ij}{X}_i{X}_j+\underset{i<j<k}{\&Sigma;}{b}_{ijk}{X}_i{X}_j{X}_k+...+b_{1...jk...P}{X}_1...X_j{X}_k...X_P\end{array}...\left(5\right)$

式中：Yc为成品锰烧结矿中残碳含量，(％)；

b_i、b_ij、b_ijk、…、b_1…jk…P为回归系数；

P为复合燃料中燃料的数量；

X₁…X_j、X_k…X_P分别为各燃料占复合燃料的含量，且X₁+…+X_j+X_k+…+X_P＝1。

将步骤3)得到的回归系数带入式(5)，得到

Yc＝0.03X₁+0.03X₂+0.03X₃+0.19X₄+0.12X₁X₃-0.08X₁X₄-0.2X₂X₄+0.12X₃X₄-0.63X₁X₂X₃+0.21X₁X₂X₄-0.12X₂X₃X₄-0.57X₁X₃X₄-0.04X₁X₂X₃X₄                     ……(6)

类此，也可建立成品烧结矿产率Yp，烧结矿机械强度Yg、烧结矿品位Ym与复合燃料组元及组成间的数学模型：Yp＝fp(X₁、X₂、X₃、X₄)；Yg＝fg(X₁、X₂、X₃、X₄)；Ym＝fg(X₁、X₂、X₃、X₄)。

5)、令Yc＝0.1，则式(6)为：

0.03X₁+0.03X₂+0.03X₃+0.19X₄+0.12X₁X₃-0.08X₁X₄-0.2X₂X₄+0.12X₃X₄-0.63X₁X₂X₃+0.21X₁X₂X₄-0.12X₂X₃X₄-0.57X₁X₃X₄-0.04X₁X₂X₃X₄＝0.1                   ……(7)

式(7)有多解，其解的集合为过X_i≥0、X₁+X₂+X₃+X₄＝1的正四面体顶点(1,0,0,0)、(0,1,0,0)、(0,0,1,0)、(0,0,0,1)的一个“截曲面”，记为π₁。以该截曲面上任意一点所对应的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均等于0.1％；而以正四面体内截曲面π1靠顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所对应的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＞0.1％，而以正四面体内截曲面π₁远离顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所对应的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＜0.1％。提高或进一步降低成品烧结矿中残碳含量，即增高或降低式(6)的Yc值，例如令Yc＝0.05、0.08、0.15，采用以上所述方法，可分别确定要求成品烧结矿中残碳含量小于0.05％、0.08％、0.15％时所述锰矿粉烧结所用复合燃料中各燃料的用量。

如果锰铁粉不能供应或因环保问题硫锰矿粉暂时不能用作复合燃料组份时，此时复合燃料为燃料1为硅锰合金粉、燃料2为锰铁合金粉和燃料4为焦粉组成的混合矿粉，成品烧结矿中残碳含量与各燃料占复合燃料的含量之间的数学模型为：

Yc＝0.03X₁+0.03X₂+0.19X₄-0.08X₁X₄-0.2X₂X₄+0.21X₁X₂X₄             ……(8)

式(8)中Xi满足下列条件：X_i≥0，X₁+X₂+X₄＝1，其单形为一正三角形。式(8)中，Yc值取不同，可得到烧结矿残碳含量不同的一族方程。

令Yc＝0.1，则

0.03X₁+0.03X₂+0.19X₄-0.08X₁X₄-0.2X₂X₄+0.21X₁X₂X₄＝0.1          ……(9)

方程(9)为多解，其解的集合为过X_i≥0、X₁+X₂+X₄＝1正三角形的顶点坐标(1,0,0,0)、(0,1,0,0)、(0,0,0,1)的一条曲线，记为Ω₁。以Ω₁上任意一点所对应的复合燃料为燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均等于0.1％；而以正三角形内曲线Ω₁靠顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所对应的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＞0.1％，而以所述正三角形内曲线Ω₁远离顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所表示的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＜0.1％。提高或进一步降低成品烧结矿中残碳含量，即增高或降低方程(9)的Yc值，例如令Yc＝0.05、0.08、0.15，按以上方法，可分别确定要求成品烧结矿中残碳含量小于0.05％、0.08％、0.15％时所述混合矿粉烧结所用复合燃料中各燃料的用量。

如果硫锰矿粉和锰铁合金粉不能供应，此时复合燃料的组成包括燃料1为硅锰合金粉和燃料4为焦粉，成品烧结矿中残碳含量与各燃料占复合燃料的含量之间的数学模型为：

Yc＝0.03X₁+0.19X₄-0.08X₁X₄                       ……(10)

式(10)X_i满足下列条件：X_i≥0，X₁+X₄＝1，其单形为端点分别为X₁＝1和X₄＝1的一线段。式(10)中，Yc值取不同，可得到烧结矿残碳含量不同的一族方程。

令Yc＝0.1，则：

0.03X₁+0.19X₄-0.08X₁X₄＝0.1                      ……(11)

方程(11)有一有效解，其解的集合为一单元素集合，具体系X_i≥0、X₁+X₄＝1两端点(1,0,0,0)、(0,0,0,1)的线段上的一点，记为λ₁。以λ₁所对应的复合燃料为燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量等于0.1％；而以所述线段上点λ₁靠近顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所对应的复合燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＞0.1％，而以所述线段内点λ₁远离顶点(0,0,0,1)一侧的任意一点所表示的复合燃料组元组成为燃料烧结混合矿粉，其成品烧结矿中残碳含量均＜0.1％。提高或进一步降低成品烧结矿中残碳含量，即增高或降低式(10)的Yc值，例如令Yc＝0.05、0.08、0.15，按以上所述方法，可分别确定要求成品烧结矿中残碳含量小于0.05％、0.08％、0.15％时烧结混合矿粉所用复合燃料中各燃料的用量。

为了考核控制成品锰烧结矿残碳含量的粉矿烧结方法的准确性，采用与建模烧结试验相同的原料和工艺条件，任意选定复合燃料组成，进行规格不同的烧结杯检验试验，试验结果见表6。结果表明，成品烧结矿中残碳含量实测值与按数学模型计算结果能够满意的吻合。

表6 成品烧结矿中残碳含量实测值与按数学模型计算值的比较

采用相同工艺制度，碳酸锰精矿与氧化锰粉矿混合矿以焦粉为燃料和采用复合燃料烧结后的主要技术指标如表7所示，从表7中可知，采用复合燃料相对于采用焦粉为燃料烧结，除可将成品烧结矿中残碳含量稳定降低至0.1％以下外，还可较大幅度地提高烧结矿产率和烧结矿的机械强度，而含Mn量基本持平。而含Mn高、Mn/Fe高，强度高，P/Mn低，残碳含量能稳定降低至0.1％以下，是冶炼中低碳锰铁的上好原料。

表7 焦粉燃料和复合燃料烧结技术经济指标的比较

Claims (7)

1.一种可控成品锰烧结矿中残碳含量的粉矿烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选择多种燃料混合组成复合燃料，所述复合燃料为焦粉、煤粉、硅锰合金细粉、锰铁合金细粉、铬铁细粉、硅铁合金细粉、细粒铁合金、铁屑、硫锰矿粉中的至少两种；

2)根据复合燃料中包含的燃料种类数量P建立空间P维单形，并进行混料回归试验，根据所述混料回归试验对待烧结锰矿进行烧结试验，测定每次烧结后成品锰烧结矿中的残碳含量并计算回归系数；

3)建立成品烧结矿中残碳含量与燃料占复合燃料的含量之间的数学模型：

$\begin{array}{c}Yc=f\left(X_1,...X_j,X_k...X_P\right)\\ =\underset{i=1}{\overset{P}{\&Sigma;}}{b}_i{X}_i+\underset{i<j}{\&Sigma;}{b}_{ij}{X}_i{X}_j+\underset{i<j<k}{\&Sigma;}{b}_{ijk}{X}_i{X}_j{X}_k+...+b_{1...jk...P}{X}_1...X_j{X}_k...X_P\end{array}$

式中：Yc为成品锰烧结矿中残碳含量，(％)；

b_i、b_ij、b_ijk、…、b_1…jk…P为回归系数；

X₁…X_j、X_k…X_P分别为各燃料占复合燃料的含量，且X₁+…+X_j+X_k+…+X_P＝1；

4)根据实际需要，选择所需成品锰烧结矿中残碳含量，得到关于各燃料占复合燃料含量的一族方程；解所述方程，即确定复合燃料中的各燃料占复合燃料的含量；

5)根据步骤1)选择的复合燃料中燃料的种类和步骤4)中确定的复合燃料中的各燃料占复合燃料的含量对锰矿进行烧结即可得到所需成品锰烧结矿；其中成品锰烧结矿中的残碳含量为实际所需的成品锰烧结矿中残碳含量。

2.如权利要求1所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述步骤2)中，混料回归试验为单行格子设计试验、单行重心设计试验或极端顶点设计试验；混料回归试验进行烧结试验的次数共2^P-1次。

3.如权利要求1所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述步骤5)中，锰矿烧结过程中添加粘结剂进行强化制粒。

4.如权利要求3所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述步骤5)中，所需成品锰烧结矿中残碳含量低于0.1％时，添加的粘结剂为消石灰。

5.如权利要求1所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述的复合燃料中的燃料为硅锰合金细粉、锰铁合金细粉、硫锰矿粉和焦粉中的至少两种。

6.如权利要求5所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述硅锰合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过9wt％，锰铁合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过13wt％，锰铁合金细粉占待烧结锰矿的质量分数不超过48wt％，焦粉占待烧结锰矿的质量分数不超过7.2wt％。

7.如权利要求1～6任一项所述的粉矿烧结方法，其特征在于：所述成品锰烧结矿用于冶炼中低碳锰铁。