CN105452495A - 烧结矿的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烧结矿的制造方法，可使用含有夹杂物的镍矿石以高生产率制造高强度且稳定的品质的烧结矿，并且作业性优异。通过具备以下工序的制造方法来制造烧结矿：使含有夹杂物的镍矿石干燥的干燥工序；将干燥的镍矿石过筛而除去上述夹杂物并得到粉状的镍矿石的过筛工序；在包含粉状的铁矿石的烧结矿原料中混合上述粉状的镍矿石而得到混合原料的混合工序；以及将上述混合原料烧结而制造烧结矿的烧结工序。

Description

烧结矿的制造方法

技术领域

本发明涉及烧结矿的制造方法。

背景技术

作为制铁原料之一的烧结矿是将在作为主原料的粉状的铁矿石中配合作为副原料的石灰石、作为杂原料的制铁厂内产生的粉尘、作为凝结材料的焦炭粉等而成的烧结矿原料以烧结机进行烧结而制造的(例如参照专利文献1、2)。

另一方面，在矿山中开采镍矿石时，不仅得到正常的镍矿石，还会得到含有岩石、树木等夹杂物的镍矿石，这种含有夹杂物的镍矿石难以作为用于取出镍的原料使用，因此被废弃等。因此，含有夹杂物的镍矿石可以廉价地得到。

通常，镍矿石含有50质量％以上的铁成分，因此可在用于制造烧结矿的烧结矿原料中配合。进而，若将如上述含有夹杂物的镍矿石配合于烧结矿原料而抑制铁矿石的使用量，则可以使烧结矿的制造成本降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-100888号公报

专利文献2：日本专利第4772290号公报

发明内容

然而，将含有夹杂物的镍矿石配合于烧结矿原料而制造烧结矿时，有如下的各种问题。即，镍矿石由于粘接性高，在处理时有可能产生附着于设备等问题。此外，由于岩石、树木等夹杂物，有可能难以处理镍矿石，且在烧结矿的制造作业上产生问题。进而，有时含有凝固成大块状的镍矿石的情况，因此有可能与夹杂物的情况同样地在烧结矿的制造作业上产生问题。

而且，若烧结矿原料中含有大块状的镍矿石，则制造的烧结矿的强度有可能下降。即，若将包含大块状的镍矿石的烧结矿原料进行烧结，则大块状的镍矿石的烧结的部分将成为低强度的多孔状，因此烧结矿的强度下降。此外，若烧结矿原料中包含大块状的镍矿石，则有可能合格率下降、烧结矿的生产率下降。

再者，因夹杂物、粘接性的影响而镍矿石成为不均质，因此制造的烧结矿的品质有可能产生偏差。

因此，本发明的课题是提供一种烧结矿的制造方法，其解决如上述的现有技术所具有的问题，其可使用含有夹杂物的镍矿石以高生产率制造高强度且稳定的品质的烧结矿且作业性优异。

为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的烧结矿的制造方法的特征在于具备以下工序：干燥工序，其使含有夹杂物的镍矿石干燥；过筛工序，其将干燥的镍矿石过筛而除去上述夹杂物，并且得到粉状的镍矿石；混合工序，其在包含粉状的铁矿石的烧结矿原料中混合上述粉状的镍矿石而得到混合原料；以及烧结工序，其将上述混合原料烧结而制造烧结矿。

此外，本发明的其它方式所涉及的烧结矿的制造方法的特征在于具备以下工序：浆料化工序，其将含有夹杂物的镍矿石、制铁厂内产生的粉尘和水混合而得到浆料；水除去工序，其从上述浆料除去水使其干燥；过筛工序，其将上述水除去工序中得到的镍矿石和制铁厂内产生的粉尘的混合物过筛而除去上述夹杂物并得到粉状的上述混合物；混合工序，其在包含粉状的铁矿石的烧结矿原料中混合粉状的上述混合物而得到混合原料；以及烧结工序，其将上述混合原料烧结而制造烧结矿。

本发明所涉及的烧结矿的制造方法中，在对含有夹杂物的镍矿石实施预先处理的基础上配合于烧结矿原料，因此可使用含有夹杂物的镍矿石以高生产率制造高强度且稳定的品质的烧结矿，并且作业性优异。

附图说明

图1是说明第一实施方式的烧结矿的制造方法的图。

图2是表示镍矿石的配合率与造粒水分的关系的图。

图3是表示镍矿石的配合率与准粒子调和平均直径的关系的图。

图4是表示镍矿石的配合率与通气性的关系的图。

图5是表示镍矿石的配合率与烧结时间的关系的图。

图6是表示镍矿石的配合率与落下强度(shutterstrength)的关系的图。

图7是表示镍矿石的配合率与合格率的关系的图。

图8是表示镍矿石的配合率与生产率的关系的图。

图9是表示镍矿石的配合率与造粒水分的关系的图。

图10是表示镍矿石的配合率与准粒子调和平均直径的关系的图。

图11是表示镍矿石的配合率与通气性的关系的图。

图12是表示镍矿石的配合率与烧结时间的关系的图。

图13是表示镍矿石的配合率与落下强度的关系的图。

图14是表示镍矿石的配合率与合格率的关系的图。

图15是表示镍矿石的配合率与生产率的关系的图。

图16是对第二实施方式的烧结矿的制造方法进行说明的图。

图17是表示镍矿石的配合率与造粒水分的关系的图。

图18是表示镍矿石的配合率与准粒子调和平均直径的关系的图。

图19是表示镍矿石的配合率与通气性的关系的图。

图20是表示镍矿石的配合率与烧结时间的关系的图。

图21是表示镍矿石的配合率与落下强度的关系的图。

图22是表示镍矿石的配合率与合格率的关系的图。

图23是表示镍矿石的配合率与生产率的关系的图。

具体实施方式

对于本发明的实施方式，一边参照附图一边在以下详细地说明。

(第一实施方式)

使用含有岩石、树木等夹杂物的镍矿石制造烧结矿时，有可能产生上述的各种问题，因此在对含有夹杂物的镍矿石实施预先处理的基础上配合于烧结矿原料，制造烧结矿。以下，一边参照图1一边对预先处理进行说明。

首先，含有夹杂物的镍矿石(以下有时也将含有夹杂物的镍矿石记为“粗镍矿石”)含有大量水分，因此使其干燥(干燥工序)。干燥方法没有特别限定，可举出加热干燥、减压干燥、通风干燥、太阳光干燥等。

接着，将干燥的粗镍矿石过筛，除去筛上残留的夹杂物，并且得到筛下的粉状的镍矿石(以下有时也将除去夹杂物的筛下的粉状的镍矿石记为“精镍矿石”)(过筛工序)。此时，也可以对粗镍矿石中含有的大块状的镍矿石施加力等而使其崩裂，制成小块状或粉状后进行过筛。筛的网眼没有特别限定，可以设为0.25mm～8.0mm(例如8.0mm)。

接着，说明使用对粗镍矿石实施这种预先处理而得到的精镍矿石来制造烧结矿的方法。

在包含作为主原料的粉状的铁矿石、作为副原料的石灰石、作为凝结材料的焦炭粉等的烧结矿原料中，混合对粗镍矿石实施预先处理而得到的精镍矿石，得到混合原料(混合工序)。然后，将混合原料造粒后，以烧结机烧结而制造烧结矿(烧结工序)。

镍矿石具有粘接性，因此作为烧结矿的造粒剂发挥功能，混合原料的造粒性提高。然后，精镍矿石与以往的有机系的造粒剂(例如淀粉)相比廉价，因此若配合镍矿石则有可能削减(或不使用)有机系的造粒剂的配合量，因此可使烧结矿的制造成本下降。

另外，也可以根据需要将集尘粉，高炉灰等制铁厂内产生的粉尘配合于混合原料中。此外，精镍矿石的配合量没有特别限定，为了得到由镍矿石的配合所致的各种效果，优选设为混合原料的0.5质量％以上。另一方面，通过镍矿石的使用而制品钢的含镍量上升，因此有时根据制品钢所容许的含镍量来限制镍矿石的配合量。精镍矿石中的含镍量例如为0.48质量％左右，因此若制造通常的制品钢，则精镍矿石的配合量优选设为混合原料的5.0质量％以下，更优选设为1.0质量％以下。

对粗镍矿石实施如上述的预先处理而得到的精镍矿石，与粗镍矿石相比粘接性减少，因此容易处理，在烧结矿的制造作业方面作业性优异。此外，精镍矿石中，岩石、树木等夹杂物和大块状的镍矿石被除去，因此容易处理，在烧结矿的制造作业方面作业性优异。

进而，烧结矿原料中不含大块状的镍矿石，因此制造的烧结矿的低强度的多孔状的部分少，强度高。而且，烧结矿原料中不含大块状的镍矿石，因此烧结矿的生产率优异。

进而，由于粘接性减少且夹杂物被除去，因此精镍矿石为均质。因此，烧结矿的品质不易产生偏差，可以制造稳定品质的烧结矿。

进而，通过在烧结矿原料中配合廉价的镍矿石，可以抑制铁矿石的使用量，因此可以使烧结矿的制造成本下降。

进而，本实施方式的预先处理可以利用制铁厂内通常具备的设备而进行，因此无需新设用于预先处理的设备。

〔实施例〕

将对粗镍矿石实施预先处理而得到的精镍矿石配合于烧结矿原料而制造烧结矿，并且将未实施预先处理的粗镍矿石直接配合于烧结矿原料而制造烧结矿，评价通过两方法得到的烧结矿的性能、生产率等。

预先处理的内容与第一实施方式中说明的内容同样，将通过太阳光干燥而干燥的粗镍矿石以网眼8.0mm的筛过筛，除去夹杂物和大块状的镍矿石，得到筛下的精镍矿石。

然后，将精镍矿石1质量份和制铁厂内产生的粉尘(集尘粉)2质量份混合，将该镍矿石粉尘混合物混合于烧结矿原料而得到混合原料。镍矿石粉尘混合物的配合率设为混合原料整体的0质量％、1.5质量％、5质量％和10质量％。因此，精镍矿石的配合率为混合原料整体的0质量％(试验No.1)、0.5质量％(试验No.2)、1.7质量％(试验No.3)和3.3质量％(试验No.4)。

此外，对于未实施预先处理的粗镍矿石，仅通过太阳光干燥使其干燥，不进行过筛。然后，将该干燥的粗镍矿石混合于烧结矿原料而得到混合原料。粗镍矿石的配合率设为混合原料整体的0.5质量％(试验No.5)、15质量％(试验No.6)和30质量％(试验No.7)。

另外，在任何试验中，烧结矿原料均是将以网眼8.0mm的筛过筛而得到的筛下的粉状的铁矿石作为主成分，且进一步含有石灰石和焦炭粉。然后，在任何试验中均是将除石灰石、焦炭粉等铁矿石以外的成分设为恒定量，根据镍矿石粉尘混合物或粗镍矿石的配合率使铁矿石的配合率产生变化。

对于所得的各烧结矿，评价落下强度、通气性(JPU：JAPANPERMEABILITYUNIT(日本通气指数))、烧结时间、合格率和生产率。此外，也对造粒水分(造粒所需的混合原料中的水分)、混合原料的准粒子调和平均直径进行测定。将在烧结矿原料中配合精镍矿石时(试验No.2～4)的结果示于图2～8的各图。此外，将在烧结矿原料中直接配合未实施预先处理的粗镍矿石时(试验No.5～7)的结果示于图9～15的各图。

对于造粒水分，试验No.6和No.7由于镍矿石的吸水，在与试验No.1同量的造粒水分中无法造粒，需要追加造粒水分(参照图9)，与此相对，试验No.2～4是与试验No.1几乎同量的造粒水分就能够造粒(参照图2)。

对于准粒子调和平均直径，具有粘接性的镍矿石可实现造粘剂的作用，因此镍矿石的配合率越高越大(参照图3、10)。此外，伴随着准粒子调和平均直径变大，烧结矿的通气性提高(参照图4、11)，由原料点火前的通气性和原料点火后的湿润带的形成所致的通气性变化也没有异常，进一步缩短烧结时间(参照图5、12)。另外，图4、11中的“点火前”是指“原料点火前”，“平均”是指“煅烧中(从点火至熄火)的平均”。

对于落下强度(冷强度)，若以未配合镍矿石的试验No.1为基准，则未看到配合有实施了预先处理的精镍矿石的试验No.2～4的强度大幅度下降(参照图6)，与此相对，配合有未实施预先处理的粗镍矿石的试验No.5～7的强度随着镍矿石的配合率变高而下降(参照图13)。推测这是因为烧结时间的缩短和粗大粒子(夹杂物、镍矿石)残留成为龟裂的基点所致。

对于生产率，镍矿石的配合率小时(例如试验No.2～4)，可看到增产效果(参照图7、8)。但是，镍矿石的配合率大时(例如试验No.6和试验No.7)，合格率下降、生产率也变差(参照图14、15)。

(第二实施方式)

除了第二实施方式的烧结矿的制造方法的构成及其作用效果与粗镍矿石的预先处理的内容不同以外，与第一实施方式的烧结矿的制造方法几乎同样，同样的部分省略说明，仅对不同的部分一边参照图16一边说明。

首先，将粗镍矿石与集尘粉、高炉灰等制铁厂内产生的粉尘与水混合而得到浆料(浆料化工序)。除去了夹杂物的镍矿石和制铁厂内产生的粉尘在水中均匀地分散而成为浆料(大块状的镍矿石也在水中崩裂而均匀地分散)。

制铁厂内产生的粉尘的种类没有特别限定，也可以为了调节水分而混合使用干粉尘和湿粉尘。在这种情况下，适当设定干粉尘与湿粉尘的量比即可。此外，粗镍矿石由于与水混合，未必一定进行干燥，但也可以将与第一实施方式同样地进行了干燥的矿石与水混合。而且，大块状的镍矿石的一部分有时还水中没有崩裂而未分散，因此在这种情况下，对大块状的镍矿石施加力等而使其崩裂分散即可。

接着，从浆料除去水使其干燥，得到镍矿石和制铁厂内产生的粉尘的混合物(水除去工序)。除去水的方法没有特别限定，可以采用过滤、离心分离等惯用的方法。此外，干燥方法也没有特别限定，可举出加热干燥、减压干燥、通风干燥、太阳光干燥等。

接下来，将水除去工序中得到的镍矿石和制铁厂内产生的粉尘的混合物过筛，除去筛上残留的夹杂物，得到筛下的粉状的混合物(过筛工序)。筛的网眼没有特别限定，可以设为0.25mm～8.0mm(例如8.0mm)。

使用对粗镍矿石实施这种预先处理而得到的粉状的混合物制造烧结矿时，与第一实施方式的情况几乎同样，在包含作为主原料的粉状的铁矿石、作为副原料的石灰石、作为凝结材料的焦炭粉等的烧结矿原料中，混合粉状的混合物而得到混合原料(混合工序)。然后，将混合原料造粒后，以烧结机进行烧结而制造烧结矿(烧结工序)。

〔实施例〕

将对粗镍矿石实施预先处理而得到的精镍矿石配合于烧结矿原料而制造烧结矿，并且将未实施预先处理的粗镍矿石直接配合于烧结矿原料而制造烧结矿，评价通过两方法得到的烧结矿的性能、生产率等。

预先处理的内容与第二实施方式中说明的内容同样，将通过太阳光干燥而干燥的粗镍矿石、制铁厂内产生的粉尘和水混合而得到浆料，从该浆料除去水使其干燥，得到镍矿石和制铁厂内产生的粉尘的混合物。然后，将该混合物以网眼8.0mm的筛过筛而除去夹杂物，得到筛下的粉状的混合物。

该混合物中的精镍矿石与制铁厂内产生的粉尘的量比是相对于精镍矿石1质量份为制铁厂内产生的粉尘5质量份。然后，将该混合物混合于烧结矿原料而得到混合原料。混合物的配合率设为混合原料整体的0质量％、1.5质量％、5质量％和10质量％。因此，精镍矿石的配合率为混合原料整体的0质量％(试验No.1)、0.25质量％(试验No.8)、0.83质量％(试验No.9)和1.7质量％(试验No.10)。

此外，关于未实施预先处理的粗镍矿石，与第一实施方式的实施例同样地进行处理(试验No.5～7)。

另外，在任何试验中，烧结矿原料均是将以网眼8.0mm的筛过筛而得到的筛下的粉状的铁矿石作为主成分，且进一步含有石灰石和焦炭粉。然后，在任何试验中均是将除石灰石、焦炭粉等铁矿石以外的成分设为恒定量，根据混合物或粗镍矿石的配合率使铁矿石的配合率产生变化。

对于所得的各烧结矿，评价落下强度、通气性(JPU)、烧结时间、合格率和生产率。此外，也对造粒水分(造粒所需的混合原料中的水分)，混合原料的准粒子调和平均直径进行测定。将试验No.8～10的结果示于图17～23的各图。

对于造粒水分，试验No.6和No.7由于镍矿石的吸水，在与试验No.1同量的造粒水分中无法造粒，需要追加造粒水分(参照图9)，与此相对，试验No.8～10是与试验No.1几乎同量的造粒水分就能够造粒(参照图17)。

对于准粒子调和平均直径，具有粘接性的镍矿石可实现造粘剂的作用，因此镍矿石的配合率越高越大(参照图18)。此外，伴随着准粒子调和平均直径变大，烧结矿的通气性提高(参照图19)，进一步缩短烧结时间(参照图20)。另外，图19中的“点火前”是指“原料点火前”，“平均”是指“煅烧中(从点火至熄火)的平均”。

对于落下强度(冷强度)，试验No.8和No.9与未配合镍矿石的试验No.1几乎相同，但镍矿石的配合率高的试验No.10中稍稍下降(参照图21)。

对于合格率，试验No.9与未配合镍矿石的试验No.1几乎相同，但镍矿石的配合率高的试验No.10中稍稍下降(参照图22)。但是，随着镍矿石的配合率变高而烧结时间缩短，因此随着镍矿石的配合率变高而生产率提高(参照图23)。

Claims (2)

1.一种烧结矿的制造方法，其特征在于，具备以下工序：

干燥工序，使含有夹杂物的镍矿石干燥；

过筛工序，将经干燥的镍矿石过筛而除去所述夹杂物并得到粉状的镍矿石；

混合工序，向含粉状的铁矿石的烧结矿原料混合所述粉状的镍矿石而得到混合原料；以及

烧结工序，将所述混合原料烧结而制造烧结矿。

2.一种烧结矿的制造方法，其特征在于，具备以下工序：

浆料化工序，将含有夹杂物的镍矿石、制铁厂内产生的粉尘和水混合而得到浆料；

水除去工序，从所述浆料除去水使其干燥；

过筛工序，将所述水除去工序中得到的镍矿石和制铁厂内产生的粉尘的混合物过筛而除去所述夹杂物并得到粉状的所述混合物；

混合工序，向含粉状的铁矿石的烧结矿原料混合粉状的所述混合物而得到混合原料；以及

烧结工序，将所述混合原料烧结而制造烧结矿。