CN110983034B - 一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法 - Google Patents

一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于：在细粒磁铁精矿中，按比例加入复合粘结剂和FeCO3含量≥30％、扣除烧损后铁品位≥60％的铁精矿，其组分配比为：细粒磁铁精矿88.5～94.2％，复合粘结剂0.8％～1.5％，含菱铁矿的铁精矿5％～10％，将混合料给入链篦机‑回转窑‑‑环冷机工艺制备球团矿。本发明的优点是：1)通过加入复合粘结剂和FeCO3，改善球团的孔隙结构，还原度提高10％以上，强度提高200N/个以上，2)只需优化热工过程参数，适于工业应用推广，容易实施。

Description

一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金球团工艺技术领域，具体涉及一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法。
背景技术
随着世界范围内铁矿的不断开采，优质矿石逐渐枯竭，同时伴随选矿技术和工艺的进步，人们逐步开始利用之前难以利用的贫细杂铁矿石，铁精矿粒度愈来愈细。例如，美国近年来加大了对铁燧岩的开发利用，其铁精矿年产量达5000万吨，其中克利夫兰公司回收的铁燧岩精矿平均粒度仅为10μm。澳大利亚西部拥有丰富的磁铁矿资源，特点是经过细磨深选产出的磁铁精矿粒度超细，粒度99％低于37μm，且其年产量大，年产铁精矿达2400万吨。我国鞍钢、包钢等企业，通过深度磨选，获得品位大于66％的铁精矿，但精矿-0.074mm含量均大于90％。湖南祁东铁矿的储量为3.66亿t，为酸性硅质微细粒嵌布的难选矿石，是我国复杂难选铁矿石的典型代表，在其磨细到-0.038mm占98％的条件下才可将精矿铁品位提高到64.16％。
目前，链箅机-回转窑-环冷机工艺是铁矿球团生产的主要生产工艺。球团矿具有铁品位高、粒度均匀、强度好等诸多优点，可改善高炉冶炼的技术经济指标，是一种优质炼铁炉料，近年我国球团行业发展迅速，产量已远超一亿吨规模。
该生产工艺在链箅机上对生球进行预热处理；经过干燥、预热过程，生球完成脱水、升温过程，具备一定强度的球团进入回转窑，在回转窑内完成球团的焙烧过程；经过焙烧后的高温球团矿从回转窑卸入环冷机，在环冷机上，完成球团矿的冷却过程。
但是随着作为球团矿原料的磁铁精矿粒度越来越细，链篦机-回转窑-环冷机工艺制备的球团矿存在以下问题：由于粒度过细，会导致颗粒间作用力强，球团结构致密，使球团焙烧过程氧化受阻，成品球的还原性差，焙烧球团矿强度不均匀，给球团矿质量带来负面影响，且增加了球团矿生产的难度。
发明内容
针对细粒磁铁精矿制备球团矿存在强度不均匀、还原性差的问题，本发明的目的在于提供一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，在生球制备过程中同时加入复合粘结剂和富含菱铁矿的铁精矿，在热工过程形成微孔且孔隙均匀分布的球团，通过优化球团的氧化路径，制备还原性好、机械强度高的优质球团矿。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于：将作为球团原料的细粒磁铁精矿，按比例加入复合粘结剂和含菱铁矿的铁精矿，其组分配比为：细粒磁铁精矿88.5～94.2％，复合粘结剂0.8～1.5％，含菱铁矿的铁精矿5～10％，将混合料加入造球盘制备成直径14～18mm的生球，再依次给入链篦机进行干燥和预热，给入回转窑进行焙烧，然后进入环冷机进行冷却，冷却至100℃以下即制成球团矿。
所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥20％、-0.074mm粒级含量≥90％的磁铁精矿。
所述的复合粘结剂由钠基膨润土与有机高分子复合而组成，钠基膨润土与有机高分子的组分比例为98～95％:2～5％。
所述的钠基膨润土中Na2O的含量≥2％；所述有机高分子为羧甲基纤维素钠、淀粉钠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。
所述的含菱铁矿的铁精矿为FeCO3含量≥30％、扣除烧损后铁品位≥60％的铁精矿，烧损是指在900℃空气气氛下的烧失量。
链篦机预热温度为870～930℃，预热时间为7～10min。
回转窑最高温度控制在1220～1260℃，高温段焙烧时间20～30min。
与现有技术相比，本发明的优点：
(1)本发明通过加入有机高分子和FeCO3类物质，在球团预热、焙烧过程，由于有机高分子的分解和挥发，以及FeCO3的分解，其共同作用在球团中形成孔隙分布均匀的微孔，均匀分布的微孔，提高了球团的还原性能，使得球团以体积氧化模型为主，解决了传统的以未反应核模型氧化存在的球团内部氧化难度大、易形成核壳结构等众多不足。
(2)本发明添加富含菱铁矿的铁精矿，除了FeCO3分解形成微孔外，FeCO3分解产物FeO具有很高的活性，可以快速氧化成高活性的Fe2O3，其与磁铁精矿表面氧化形成的Fe2O3固结，在低温下就可形成强度高的连接桥，确保球团在高还原性的条件下，具有高的强度。
(3)本发明通过添加复合粘结剂、富含菱铁矿的铁精矿，改善球团的孔隙结构，同时可以适当降低预热和焙烧的温度，配合与之相适应的预热、焙烧制度，使之成为制备高还原性、高强度球团矿的整体技术，还原度提高10％以上，球团强度提高200N/个以上。
(4)本发明的适应范围广，容易实施，不需对球团工艺进行大的改变，只需优化热工过程参数，因而适于工业应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于，按如下质量百分比作备混合料：细粒磁铁精矿88.5％～94.2％复合粘结剂0.8％～1.5％，含菱铁矿的铁精矿5％～10％，将混合料加入造球盘制备成的生球，再依次给入链篦机进行干燥和预热，给入回转窑进行焙烧，给入环冷机进行冷却后制成球团。
所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥20％、-0.074mm粒级含量≥90％的磁铁精矿。
所述的复合粘结剂由钠基膨润土与有机高分子复合而组成，钠基膨润土与有机高分子的组分比例为98～95％:2～5％，钠基膨润土中Na2O的含量≥2％；所述有机高分子为羧甲基纤维素钠、淀粉钠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。
所述的含菱铁矿的铁精矿为FeCO3含量≥30％、粒度-0.074mm不低于80％的铁精矿。
链篦机预热温度为870～930℃，预热时间为7～10min；回转窑最高温度控制在1220～1260℃，高温段焙烧时间20～30min。
原方法和本发明的对比试验采用的球团原料均为细粒磁铁精矿，该细粒磁铁精矿的化学成分和粒度组成分别见表1和表2。
表1细粒磁铁精矿化学成分(wt/％)
Figure BDA0002270890160000041
表2细粒磁铁精矿粒度组成(wt/％)及平均粒径(mm)
Figure BDA0002270890160000042
原方法对比例：
在细粒磁铁精矿中加入1.5％钠基膨润土制备成14mm的球团。采用链篦机-回转窑球团生产工艺，预热温度为950℃，预热时间为10min，焙烧最高温度1275℃，高温段焙烧时间20min，获得球团矿平均强度2418N/个，其中低于2000N/个的球团占比达到35％，球团矿还原度为57％。
本发明实施例1：
在细粒磁铁精矿中加入5％的含菱铁矿的铁精矿，其eCO3含量32％、粒度-0.074mm为80％，再配加1.5％的复合粘结剂，复合粘结剂中钠基膨润土与有机高分子的配比为98:2，有机高分子为羧甲基纤维素钠；将细粒磁铁精矿、含菱铁矿的铁精矿、复合粘结剂配料后混匀，制备成粒径为14mm的球团；采用链篦机-回转窑球团生产工艺，预热温度为870℃，预热时间为10min，焙烧最高温度1260℃，高温段焙烧时间20min，球团矿平均强度提高至2689N/个，其中低于2000N/个的球团占比降低至16％，球团矿还原度提高到67％。
本发明实施例2：
在细粒磁铁精矿中加入10％的含菱铁矿的铁精矿,其FeCO3含量32％、粒度-0.074mm为80％，再配加0.8％的复合粘结剂，复合粘结剂中钠基膨润土与有机高分子的配比为95:5，有机高分子为聚丙烯酰胺；将细粒磁铁精矿、富含菱铁矿的铁精矿、复合粘结剂配料后混匀，制备成粒径为18mm的球团；采用链篦机-回转窑球团生产工艺，预热温度为930℃，预热时间为7min，焙烧最高温度1220℃，高温段焙烧时间30min，球团矿平均强度提高至2621N/个，其中低于2000N/个的球团占比降低至19％，球团矿还原度提高到72％。
原方法对比例和本发明实施例的技术指标对比见表3。
表3原方法对比例和本发明实施例的技术指标对比
Figure BDA0002270890160000051
由表3的技术指标对比可见，本发明通过添加复合粘结剂和含菱铁矿的铁精矿，改善了球团的孔隙结构，同时可以适当降低预热和焙烧的温度，配合与之相适应的预热和焙烧制度，使之成为制备高还原性、高强度球团矿的整体技术，还原度提高10％以上，球团强度提高200N/个以上。
本发明的适应范围广，容易实施，不需对球团工艺进行大的改变，只需优化热工过程参数，因而适于工业应用。

Claims (7)

1.一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于，按如下质量百分比作备混合料：细粒磁铁精矿88.5%~94.2%，复合粘结剂0.8%~1.5%，含菱铁矿的铁精矿5%~10%，将混合料加入造球盘制备成的生球，再依次给入链篦机进行干燥和预热，给入回转窑进行焙烧，给入环冷机进行冷却后制成球团，所述的细粒磁铁精矿为FeO含量≥20%、-0.074mm粒级含量≥90%的磁铁精矿。
2.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于，所述的给入环冷机进行冷却后的温度为100℃以下。
3.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于所述的复合粘结剂由98%~95%的钠基膨润土和2%~5%的有机高分子复合而组成。
4.根据权利要求3所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于：所述的钠基膨润土中Na2O的含量≥2%；所述有机高分子为羧甲基纤维素钠、淀粉钠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于所述的含菱铁矿的铁精矿为FeCO3含量≥30%、粒度-0.074mm为80%的铁精矿。
6.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于：链篦机预热温度为870~930℃，预热时间为7~10min。
7.根据权利要求1所述的一种细粒磁铁精矿制备高还原性、高强度球团矿的方法，其特征在于：回转窑最高温度控制在1220~1260℃，高温段焙烧时间20~30min。
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