CN108531721A

CN108531721A - 一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂及铁矿石烧结矿

Info

Publication number: CN108531721A
Application number: CN201810508960.7A
Authority: CN
Inventors: 邢相栋; 王莎; 刘文果; 颜晗; 刘新; 陈云飞; 巨建涛; 李林波; 刘漫博
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2018-09-14

Abstract

本发明公开一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂及铁矿石烧结矿，该添加剂由含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合制成，其中，含钡化合物(BaO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的31％～60％，含锰化合物(MnO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的10％～20％，脂肪醇聚氧乙烯醚的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的0.1％～2％，其余为杂质。将此添加剂以一定比例和粒度添加进烧结混合料中后，在烧结机上布料烧结得到烧结矿，能有效抑制烧结矿的低温还原粉化，优化烧结矿低温还原粉化指数(RDI_+3.15)，提高烧结矿质量，利于高炉顺行。

Description

一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂及铁矿石烧结矿

技术领域

本发明属于钢铁冶金烧结领域，具体涉及一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂及铁矿石烧结矿。

背景技术

在烧结矿随炉升温过程中，不可避免的要经低温还原粉化严重区域(400-600℃)经下部煤气的还原反应，从而发生不同程度的碎裂粉化，产生大量小颗粒矿石，导致炉内料柱透气性变差，压差升高，从而影响生产效率，増加能耗，降低钢铁企业经济效益。所以提高尽可能高的提高烧结矿的还原粉化指标极其有必要的。

目前烧结矿低温还原粉化抑制措施有以下几种：1)适当提高烧结矿的碱度；2)低温烧结；3)CaO分开制粒；4)提高料层厚度；5)用卤化物水溶液处理烧结矿。生产实践中烧结矿喷洒低温还原粉化添加剂成为抑制烧结矿粉化的主要手段。目前研制的添加剂以氯化物(CaCl₂、MgCl₂)为主，并在实际生产中得到应用。但是Cl元素一方面不仅会严重腐蚀金属设备，另一方面还是剧毒物质二噁英的组成元素。其喷洒量较大，达到烧结矿重量的2％，容易堵塞下一道工序的筛子，造成高炉返矿筛不净。因而，为了对钢铁工业节能减排，降低环境污染的要求，研究烧结矿低湿还原粉化非氯环保型添加剂具有重要的实践意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明从烧结矿生产的原料出发，提供一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂及铁矿石烧结矿，通过该添加剂能够降低烧结矿还原粉化，有效增强烧结矿强度，大力提高烧结矿粘结相存在比例，得到良好的还原粉化指数。

本发明采用的技术方案如下：

一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，由含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合制成，其中，含钡化合物(BaO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的31％～60％，含锰化合物(MnO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的10％～20％，脂肪醇聚氧乙烯醚的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的0.1％～2％，其余为杂质。

含钡化合物为碳酸钡和硫酸钡中的一种或两种的混合物。

含锰化合物为软锰矿、碳酸锰和氢氧化锰中的一种或几种的混合物。

含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，物料的粒度小于0.11mm。

脂肪醇聚氧乙烯醚采用仲醇AEO-9。

一种铁矿石烧结矿，铁矿石烧结矿的原料中配入有上述添加剂，添加剂的质量为原料质量的0.5～2％。

本发明具有如下有益效果：

本发明从烧结原料配料出发，抑制烧结矿还原粉化添加剂由含钡化合物(BaO)、含锰化合物(MnO)和脂肪醇聚氧乙烯醚混合制成，该抑制烧结矿还原粉化添加剂中不含Cl元素，克服了Cl元素对设备的腐蚀及环境污染。在使用时，将本发明的抑制烧结矿还原粉化添加剂配入铁矿石烧结矿中，加入的添加剂能够促使Fe₂O₃、SiO₂与含钡化合物(BaO)发生反应，生成更多的铁酸盐以及钡铁氧化物，有效增强了烧结矿强度，降低还原过程中Fe₂O₃向Fe₃O₄还原时，由于晶型转变引起的粉化现象，Fe₂O₃与添加剂发生的化学反应有：Fe₂O₃+BaO→BaO·Fe₂O₃以及Fe₂O₃+BaO+SiO₂→(Fe,Ba)₂SiO₄，通过本发明的添加剂能够降低烧结矿还原粉化，有效增强烧结矿强度，大力提高烧结矿粘结相存在比例，得到良好的还原粉化指数。

本发明的铁矿石烧结矿的原料中配入有上述添加剂，添加剂的质量为原料质量的0.5～2％，添加剂与烧结原料共同混合，在常规烧结操作下就可完成烧结过程，运行成本低廉，还由上述本发明的添加剂的效果可知，本发明的铁矿石烧结矿具有较高的烧结矿强度，烧结矿粘结相存在比例较高，还原粉化指数良好的特点。

具体实施方式

以下通过实施例，来对本发明作进一步说明：

本发明的抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，主要由含钡化合物(BaO)、含锰化合物(MnO)和脂肪醇聚氧乙烯醚混合制成，该添加剂中含钡化合物(BaO)的含量最多，其次为含锰化合物(MnO)，脂肪醇聚氧乙烯醚含量最少，其中，含钡化合物(BaO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的31％～60％，含锰化合物(MnO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的10％～20％，脂肪醇聚氧乙烯醚的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的0.1％～2％，其余为杂质；含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，物料的粒度小于0.11mm。

优选的，本发明的含钡化合物(BaO)为碳酸钡和硫酸钡中的一种或两种的混合物；含锰化合物(MnO)为软锰矿、碳酸锰和氢氧化锰中的一种或几种的混合物，脂肪醇聚氧乙烯醚采用仲醇AEO-9。本发明的铁矿石烧结矿的原料中配入有上述添加剂，添加剂的质量为原料质量的0.5～2％。

以我国某烧结厂混合料为实验原料，配入本发明所涉及的添加剂，然后充分混合制粒，再进行烧结实验，将冷却到室温的成品烧结矿，采用静态法根据中国国家标准(GB/T13242-91)检测还原粉化指数(以DRI_+6.3、DRI_+3.15、DRI_-0.5表示)，其中：

式中，M_D0为转鼓测试前试样的质量，单位为g；

M_D1为留在6.3mm筛上的试样质量，单位为g；

M_D2为留在3.15mm筛上的试样质量，单位为g；

M_D3为留在0.5mm筛上的试样质量，单位为g；

RDI_+6.3为大于6.3mm粒径颗粒占测试前试样的百分比；

RDI_+3.15为大于3.15mm粒径颗粒占测试前试样的百分比；

RDI_-0.5为小于0.5mm粒径颗粒占测试前试样的百分比。

实施例1

制备抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，添加剂中化学成分及重量百分比含量为：质量分数为50％碳酸钡占添加剂总质量的79.8％，质量分数为86％碳酸锰占添加剂总质量的36.53％，对应的BaO含量为添加剂总质量的31％，MnO含量为添加剂总质量的19.5％，仲醇AEO-9含量为添加剂总质量的2.02％，其余为杂质。

按照该配方含量称量碳酸钡、碳酸锰和仲醇AEO-9后，将碳酸钡、碳酸锰和仲醇AEO-9均匀混合，并将物料的粒度要求控制在0.11mm以下，得到改善铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，再将制备好的添加剂配入实验原料中，添加剂的配入量为实验原料质量的1.8％，然后充分混合制粒，再对制成的粒料烧结得到成品烧结矿。烧结结束后，冷却至室温，得到铁矿石烧结矿，再对铁矿石烧结矿采用静态法进行还原检测还原粉化指数，得到本实施例制得的铁矿石烧结矿的DRI_+6.3、DRI_+3.15和DRI_-0.5的值，统计结果如表1所示。

实施例2

制备抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，添加剂中化学成分及重量百分比含量为：质量分数为90％碳酸钡占添加剂总质量的28.61％，质量分数为92％硫酸钡占添加剂总质量的43.16％，质量分数为80％氢氧化锰占添加剂总质量的25％，对应的BaO含量为添加剂总质量48％，MnO含量为添加剂总质量16％，仲醇AEO-9含量为1.32％，其余为杂质。

按照该配方含量称量碳酸钡、硫酸钡、氢氧化锰和仲醇AEO-9后，将碳酸钡、硫酸钡、氢氧化锰和仲醇AEO-9均匀混合，并将物料的粒度要求控制在0.11mm以下，得到改善铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，再将制备好的添加剂配入实验原料中，添加剂的配入量为实验原料质量的1.1％，然后充分混合制粒，再对制成的粒料烧结得到成品烧结矿。烧结结束后，冷却至室温，得到铁矿石烧结矿，再对铁矿石烧结矿采用静态法进行还原检测还原粉化指数，得到本实施例制得的铁矿石烧结矿的DRI_+6.3、DRI_+3.15和DRI_-0.5的值，统计结果如表1所示。

实施例3

制备抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，添加剂中化学成分及重量百分比含量为：质量分数为95％硫酸钡占添加剂总质量的79.12％，质量分数为80％碳酸锰占添加剂总质量的6.04％，质量分数为90％氢氧化锰占添加剂总质量的12.5％，对应的BaO含量为添加剂总质量的53％，MnO含量为添加剂总质量的12％，仲醇AEO-9含量为0.85％，其余为杂质。

按照该配方含量称量硫酸钡、碳酸锰、氢氧化锰和仲醇AEO-9后，将硫酸钡、碳酸锰、氢氧化锰和仲醇AEO-9均匀混合，并将物料的粒度要求控制在0.11mm以下，得到改善铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，再将制备好的添加剂配入实验原料中，添加剂的配入量为实验原料质量的0.9％，然后充分混合制粒，再对制成的粒料烧结得到成品烧结矿。烧结结束后，冷却至室温，得到铁矿石烧结矿，再对铁矿石烧结矿采用静态法进行还原检测还原粉化指数，得到本实施例制得的铁矿石烧结矿的DRI_+6.3、DRI_+3.15和DRI_-0.5的值，统计结果如表1所示。

实施例4

制备抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，添加剂中化学成分及重量百分比含量为：质量分数为95％碳酸钡占添加剂总质量的81.32％，质量分数为97％碳酸锰占添加剂总质量的17.19％，对应的BaO含量为添加剂总质量的60％，MnO含量为添加剂总质量的10.35％，仲醇AEO-9含量为0.12％，其余为杂质。

按照该配方含量称量碳酸钡、碳酸锰和仲醇AEO-9后，将碳酸钡、碳酸锰和仲醇AEO-9均匀混合，并将物料的粒度要求控制在0.11mm以下，得到改善铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，再将制备好的添加剂配入实验原料中，添加剂的配入量为实验原料质量的0.5％，然后充分混合制粒，再对制成的粒料烧结得到成品烧结矿。烧结结束后，冷却至室温，得到铁矿石烧结矿，再对铁矿石烧结矿采用静态法进行还原检测还原粉化指数，得到本实施例制得的铁矿石烧结矿的DRI_+6.3、DRI_+3.15和DRI_-0.5的值，统计结果如表1所示。

对比例

对实验原料制粒，再进行烧结实验，将冷却到室温的成品烧结矿，得到制得的铁矿石烧结矿的DRI_+6.3、DRI_+3.15和DRI_-0.5的值，统计结果如表1所示。

表1

由表1的结果表征，添加有本发明添加剂的铁矿石烧结矿的DRI结果均优于原矿。

Claims

1.一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，其特征在于，由含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合制成，其中，含钡化合物(BaO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的31％～60％，含锰化合物(MnO)的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的10％～20％，脂肪醇聚氧乙烯醚的质量占抑制烧结矿还原粉化添加剂总质量的0.1％～2％，其余为杂质。

2.根据权利要求1所述的一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，其特征在于，含钡化合物为碳酸钡和硫酸钡中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，其特征在于，含锰化合物为软锰矿、碳酸锰和氢氧化锰中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，其特征在于，含钡化合物、含锰化合物和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，物料的粒度小于0.11mm。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，其特征在于，脂肪醇聚氧乙烯醚采用仲醇AEO-9。

6.一种铁矿石烧结矿，其特征在于，铁矿石烧结矿的原料中配入有权利要求1-5任意一项所述的抑制铁矿石烧结矿低温还原粉化的添加剂，抑制烧结矿还原粉化添加剂的质量为原料质量的0.5～2％。