CN106367584A - 氧化球团矿的生产方法 - Google Patents

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白晓光
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Abstract

本发明公开一种氧化球团矿的生产方法，其包括以下步骤：步骤一：高碱金属铁精矿预处理：将高碱金属铁精矿进行高压辊磨预处理；步骤二：配制混合料：将步骤一得到的所述高碱金属铁精矿预处理料与低碱金属铁精矿混合得到混合精矿；再向所述混合精矿内添加膨润土和镁质添加剂，得到混合料；步骤三：制备氧化球团矿：将步骤二得到的所述混合料利用造球装置加水造球，生球经干燥、预热、焙烧得到成品氧化球团矿。由本发明提供的方法生产的氧化球团矿膨胀率低，冶金性能好，成品球性能均能满足3000粒级以上高炉生产的要求。

Description

氧化球团矿的生产方法
技术领域
本发明涉及冶金球团矿生产领域，特别涉及一种氧化球团矿的生产方法。
背景技术
近年来，为贯彻高炉炼铁“精料”方针，国内绝大部分高炉入炉铁料中酸性氧化球团矿的入炉比例呈逐年提高的趋势，低杂磁铁精矿(也称低碱金属铁精矿)是生产氧化球团矿公认的优质原料，但随着高炉酸性球团矿需求量的增长，导致球团矿生产用的低杂优质铁精矿资源供应日趋紧张。利用含Ka2O、Na2O等有害元素高的铁精矿(高碱金属铁精矿)生产氧化球团矿已势在必行。但是铁精矿中碱金属含量高对球团矿生产以及高炉冶炼带来一系列问题：一方面，高碱金属铁精矿用于球团生产容易引起成品球团矿在还原过程中晶格发生转变，导致球团矿还原膨胀率增大，冶金性能变差；另一方面，高碱金属铁精矿随球团矿进入高炉，球团矿在高炉上部过早粉化，从而恶化高炉透气性，高炉碱负荷增加，破坏焦炭的抗压强度和耐磨强度，高炉容易结瘤，导致高炉气流分布不均，从而影响了高炉各项经济技术指标的提高。所以，能否找到有效的措施来解决高碱金属含量铁精矿矿在球团中的比例，是球团生产急需解决的问题。
公开号为CN102417976A的专利公开了一种全赤铁精矿制备氧化球团的方法，该方法是将赤铁矿经高压辊磨后，配加一定比例的复合粘结剂进行润磨处理，然后将润磨料依次经过造球，干燥，预热，焙烧，最终得到氧化球团矿。其缺点是工艺复杂，润磨处理电耗高，预热和焙烧温度要求较高。
公开号为CN103924071A的专利公开了一种含铁精矿球团的制备方法，该方法将铁精矿与高温沥青或中温沥青、含碳补充还原剂按照一定的质量比均匀混合得到混合料，将所述混合料造球得到球团，并将所述球团干燥后得到含铁精矿球团。其缺点是得到的球团矿强度差，仅适用于非高炉炼铁。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种氧化球团矿的生产方法。
本发明提供一种氧化球团矿的生产方法，其包括以下步骤：
步骤一：高碱金属铁精矿预处理：
将高碱金属铁精矿进行高压辊磨预处理，使其比表面积增加300～600m2/g，得到高碱金属铁精矿预处理料；所述高碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.15～0.35％；
步骤二：配制混合料：
将步骤一得到的所述高碱金属铁精矿预处理料与低碱金属铁精矿混合得到混合精矿，所述低碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.04～0.06％；再向所述混合精矿内添加膨润土和镁质添加剂，得到混合料；
步骤三：制备氧化球团矿：
将步骤二得到的所述混合料利用造球装置加水造球，生球经干燥、预热、焙烧得到成品氧化球团矿。
进一步地，所述步骤二中，高碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为30％～40％，低碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为60％～70％。
进一步地，所述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的1.2～3.5wt％；
所述膨润土包括：1～3重量份的Ca，65～68重量份的SiO2，1.5～3重量份的MgO，和12～15重量份的Al2O3；
所述镁质添加剂的添加量为混合精矿的1.0～3.5wt％；
所述镁质添加剂包括：第一镁质添加剂和/或第二镁质添加剂；其中，
所述第一镁质添加剂包括：3～5重量份的CaO，30～36重量份的SiO2，和30～38重量份的MgO；
所述第二镁质添加剂包括：1～2重量份的CaO，5～7重量份的SiO2，和85～89重量份的MgO。
进一步地，所述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的2.0wt％；所述镁质添加剂的添加量为混合精矿的2.0wt％。
进一步地，所述步骤三中预热段时间为6～10min，温度为600℃～800℃；焙烧段时间为5～8.3min，温度为1100℃～1260℃。
进一步地，所述步骤三中预热段时间为10min，温度为600℃；焙烧段时间为8min，温度为1100℃～1260℃。
由本发明提供的方法生产的氧化球团矿膨胀率低，冶金性能好，成品球性能均能满足3000粒级以上高炉生产的要求，预热及适宜的焙烧温度低，降低能耗，很好的解决了球团矿生产过程中高碱金属含量铁精矿不能生产出满足3000粒级以上高炉要求的高质量氧化球团矿的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的氧化球团矿的生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种氧化球团矿的生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种氧化球团矿的生产方法，请参见图1，其包括以下步骤：
步骤一：高碱金属铁精矿预处理：
将高碱金属铁精矿进行高压辊磨预处理，使其比表面积增加300～600m2/g，得到高碱金属铁精矿预处理料；所述高碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.15～0.35％；
步骤二：配制混合料：
将步骤一得到的所述高碱金属铁精矿预处理料与低碱金属铁精矿混合得到混合精矿，所述低碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.04～0.06％；再向所述混合精矿内添加膨润土和镁质添加剂，得到混合料；
步骤三：制备氧化球团矿：
将步骤二得到的所述混合料利用造球装置加水造球，生球经干燥、预热、焙烧得到成品氧化球团矿。
上述步骤一中，高碱金属铁精矿的粒度优选为200目筛网通过率90～95％；低碱金属铁精矿的粒度优选为200目筛网通过率65～75％。高碱金属铁精矿预处理料的比表面积优选达到1500m2/g以上。
优选的，上述步骤二中，高碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为30％～40％，低碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为60％～70％。
另外作为本发明的优选方案，上述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的1.2～3.5wt％；膨润土包括：1～3重量份的Ca，65～68重量份的SiO2，1.5～3重量份的MgO，和12～15重量份的Al2O3；
上述镁质添加剂的添加量为混合精矿的1.0～3.5wt％；镁质添加剂包括：第一镁质添加剂和/或第二镁质添加剂；其中，第一镁质添加剂包括：3～5重量份的CaO，30～36重量份的SiO2，和30～38重量份的MgO；第二镁质添加剂包括：1～2重量份的CaO，5～7重量份的SiO2，和85～89重量份的MgO。
更优选的，上述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的2.0wt％；镁质添加剂的添加量为混合精矿的2.0wt％。
上述步骤二中，生球优选经性能测试、干燥、预热、焙烧得到成品氧化球团矿。
上述步骤三中预热段时间为6～10min，温度为600℃～800℃；焙烧段时间为5～8.3min，温度为1100℃～1260℃。更优选的，预热段时间为10min，温度为600℃；焙烧段时间为8min，温度为1100℃～1260℃。
由本发明提供的方法制备的氧化球团矿膨胀率低，冶金性能好，成品球性能均能满足3000粒级以上高炉生产的要求，预热及适宜的焙烧温度低，降低能耗，很好的解决了球团矿生产过程中高碱金属含量铁精矿不能生产出满足3000粒级以上高炉要求的高质量氧化球团矿的问题。
下面结合实施例，进一步阐述本发明提供的氧化球团矿的生产方法。
本实施方式中共从3种铁精矿原料中随机取料进行试产，3种原料分别为：
高碱金属铁精矿A：TFe：64.5～66.5％，主要成分按照质量百分比包括：FeO：27.5～31.0％、CaO：0.75～2.35％、SiO2：1.05～3.5％、MgO：0.65～1.05％、Na2O：0.05～0.15％、F：0.08～0.3％、S：0.65～0.95％、K2O：0.05～0.15％，粒度为200目筛网通过率90～95％。
低碱金属铁精矿B：TFe：64.7～66.0％，主要成分按照质量百分比包括：FeO：27.0～29.5％、CaO：0.5～0.8％、SiO2：4.0～8.5％、MgO：0.35～0.6％、Na2O：0.03～0.07％、F：0.03～0.08％、S：0.65～0.95％、K2O：0.08～0.12％，粒度为200目筛网通过率65～75％。
低碱金属铁精矿C：TFe；66.0～67.2％，主要成分按照质量百分比包括：FeO；27.5～30.5％、CaO：0.25～0.55％、SiO2：2.5～4.5％、MgO：0.35～0.6％、Na2O：0.04～0.08％、F：0.03～0.12％、S：0.15～0.35％、K2O：0.05～0.08％，粒度为200目筛网通过率70～86％。
实施例1
1、采用占混合精矿质量35％的高碱金属铁精矿A1，和占混合精矿质量65％的低碱金属铁精矿B1；具体的：
高碱金属铁精矿A1从高碱金属铁精矿A中随机取料，主要化学成分按照质量百分比包括：实测TFe：65.76％，FeO：29.1％、CaO：1.2％、SiO2：1.8％、MgO：0.91％、Na2O+K2O：0.243％、F：0.34％；
低碱金属铁精矿B1从低碱金属铁精矿B中随机取料，主要化学成分按照质量百分比包括：实测TFe：65.44％，FeO：27.18％、CaO：0.65％、SiO2：7.48％、MgO：0.41％、Na2O+K2O：0.12％、F：0.06％；
高碱金属铁精矿A1经高压辊磨处理后，使其比表面积达到1500m2/g以上，两种铁精矿混合得到混合精矿，添加占混合精矿之外2.0％的膨润土得到混合料，膨润土的主要成分按照质量百分比包括：CaO：1～3％、SiO2：65～68％、MgO：1.5～3％、Al2O3：12～15％。
然后，利用造球装置加水造球，所得生球团落下强度为5.0次·(0.5)-1，预热温度600℃，预热时间9min，焙烧温度1100～1260℃，焙烧时间8.3min，成品球团抗压强度大于2000N·P-1，膨胀率为18.9。
实施例2(实施例1的对比试验一)
方法步骤如图1所示。做为与实施例1的对比，取用与实施例1完全相同的高碱金属铁精矿A1及低碱金属铁精矿B1混合得到混合精矿进行试产，其中，高碱金属铁精矿A1占混合精矿质量40％，低碱金属铁精矿B1占混合精矿质量60％，得到混合精矿，添加占混合精矿2.0％的膨润土以及2.0％第一镁质添加剂得到混合料，膨润土、第一镁质添加剂与实施例1相同，然后，利用造球装置加水造球；第一镁质添加剂包括CaO：3～5％、SiO2：30～36％、MgO：30～38％。
所得生球落下强度为6.6次·(0.5)-1，预热温度600，预热时间9min，焙烧温度1150～1270℃，焙烧时间8.3min，成品球抗压强度大于2000N·P-1，膨胀率为19.4。
通过对比可以看出，实施例2较实施例1用5％的高碱金属铁精矿替代低碱金属铁精矿，仅对混合了中增加2.0％第一镁质添加剂就可以使得成品球团矿指标满足高炉要求。增加了对高碱金属铁精矿A1进行高压辊磨的工艺，生球落下强度增加1.6次·0.5-1，经检测成品球团TFe品位降低0.73％。可见虽然本方法用部分高碱金属铁精矿替代低碱金属铁精矿球团矿TFe品位有所降低，但是由于制备工艺的改进，且增加了低成本铁精矿A的使用比例，从而降低了球团配矿成本。
实施例3(实施例1的对比试验二)
做为与实施例1的对比，采用占混合精矿质量40％的与实施例1同时取料的成分完全相同的高碱金属铁精矿A1，实测TFe：65.76％，FeO：29.1％、CaO：1.2％、SiO2：1.8％、MgO：0.91％、Na2O+K2O：0.243％、F：0.34％；采用占混合精矿质量65％的低碱金属铁精矿B1，低碱金属铁精矿B1从低碱金属铁精矿B中随机取料，主要化学成分按照质量百分比包括：实测TFe：65.44％，FeO：27.18％、CaO：0.65％、SiO2：7.48％、MgO：0.41％、Na2O+K2O：0.12％、F：0.06％；高碱金属铁精矿A1经高压辊磨处理后，使其比表面积达到1500m2/g以上，两种铁精矿混合得到混合精矿，添加占混合精矿之外2％的膨润土以及1％第二镁质添加剂得到混合料，第二镁质添加剂包括CaO：1～2％、SiO2：5～7％、MgO：85～89％。膨润土、第二镁质添加剂与实施例1相同，然后，利用造球装置加水造球，所得生球落下强度为6.5次·(0.5)-1，预热温度600，预热时间9min，焙烧温度1150～1270℃，焙烧时间8.3min，成品球抗压强度大于2000N·P-1，膨胀率为19.6。
由上述实施例可以看出，实施例2和实施例3虽然都使用了低硫磁铁精矿，并且低硫磁铁精矿占混合精矿的质量百分比相同，但是二者改变了镁质添加剂的种类，生球落下强度增加1.5次·0.5-1，经检测成品球团TFe品位几乎没有变化，增加高碱金属铁精矿配比后在保证球团矿强度的情况下可以通过降低焙烧温度从而达到提高球团矿强度的目的。
由本发明提供的方法制备的氧化球团矿膨胀率低，冶金性能好，成品球性能均能满足3000粒级以上高炉生产的要求，预热及适宜的焙烧温度低，降低能耗，很好的解决了球团矿生产过程中高碱金属含量铁精矿不能生产出满足3000粒级以上高炉要求的高质量氧化球团矿的问题。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种氧化球团矿的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高碱金属铁精矿预处理：
将高碱金属铁精矿进行高压辊磨预处理，使其比表面积增加300～600m2/g，得到高碱金属铁精矿预处理料；所述高碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.15～0.35％；
步骤二：配制混合料：
将步骤一得到的所述高碱金属铁精矿预处理料与低碱金属铁精矿混合得到混合精矿，所述低碱金属铁精矿中碱金属的质量百分比为0.04～0.06％；再向所述混合精矿内添加膨润土和镁质添加剂，得到混合料；
步骤三：制备氧化球团矿：
将步骤二得到的所述混合料利用造球装置加水造球，生球经干燥、预热、焙烧得到成品氧化球团矿。
2.根据权利1所述的氧化球团矿的生产方法，其特征在于，
所述步骤二中，高碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为30％～40％，低碱金属铁精矿占混合精矿的质量百分比为60％～70％。
3.根据权利1所述的氧化球团矿的生产方法，其特征在于，
所述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的1.2～3.5wt％；
所述膨润土包括：1～3重量份的Ca，65～68重量份的SiO2，1.5～3重量份的MgO，和12～15重量份的Al2O3；
所述镁质添加剂的添加量为混合精矿的1.0～3.5wt％；
所述镁质添加剂包括：第一镁质添加剂和/或第二镁质添加剂；其中，
所述第一镁质添加剂包括：3～5重量份的CaO，30～36重量份的SiO2，和30～38重量份的MgO；
所述第二镁质添加剂包括：1～2重量份的CaO，5～7重量份的SiO2，和85～89重量份的MgO。
4.根据权利要求3所述的氧化球团矿的生产方法，其特征在于，
所述步骤二中膨润土的添加量为混合精矿的2.0wt％；所述镁质添加剂的添加量为混合精矿的2.0wt％。
5.根据权利1所述的氧化球团矿的生产方法，其特征在于，
所述步骤三中预热段时间为6～10min，温度为600℃～800℃；焙烧段时间为5～8.3min，温度为1100℃～1260℃。
6.根据权利5所述的氧化球团矿的生产方法，其特征在于，
所述步骤三中预热段时间为10min，温度为600℃；焙烧段时间为8min，温度为1100℃～1260℃。
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