CN111235383B

CN111235383B - 添加使用低镁资源生产烧结矿的方法

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Publication number: CN111235383B
Application number: CN201911394041.2A
Authority: CN
Inventors: 高恩; 杨大兵; 王齐武; 贾丽辉; 毛少波; 李向伟; 孙庆星; 余东晓; 谭铭; 马良元
Original assignee: Wulongquan Mining Co Ltd
Current assignee: Wulongquan Mining Co., Ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN111235383A

Abstract

本发明公开了添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，属于选矿烧结技术领域。其中，所用低镁资源来自矿山采矿后剥离的互层矿以及白外矿，将低镁资源破碎混合后，作为低镁混合熔剂，再与含铁物料、钙质熔剂和固体燃料进行配料和混料，得到烧结混合料。完成制粒后的烧结料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿。本发明利用互层矿全部代替或大部分代替白云石来生产烧结矿，在保证烧结矿最佳MgO含量的同时，降低烧结矿燃料单耗，实现了固废资源化利用，保护环境，降低成本。

Description

添加使用低镁资源生产烧结矿的方法

技术领域

本发明涉及一种选矿烧结技术，属于高炉冶炼技术领域，具体地涉及一种添加使用低镁资源生产烧结矿的方法。

背景技术

某矿业开采的乌龙泉石灰石白云石矿是某钢重要的熔剂矿石基地，为该钢铁公司生产提供了大量的石灰石、白云石熔剂。乌龙泉矿矿床属于缓倾斜矿体，并且白云岩和石灰岩互层，断层多、夹石多，复杂的赋存情况使该采矿场中存在大量的互层矿。近年来，某钢铁公司实行精料方针后，停止使用MgO含量低于16％的白云石产品。为保产乌龙泉矿品位不得不将低品位白云石及互层矿作为剥岩排掉，致使采场采剥严重失调，成本大量上升。

大量的白云石互层矿的MgO含量虽然低于16％，但是其中的有用矿物MgO和CaO合度均超过50％。长久以来，大量的互层矿被作为建筑材料外销或者作为废石堆存于排岩场。然而近年来，由于各种原因导致销售渠道不畅，互层矿只能作为废石大量堆积于废石场，而排岩场由于几十年来的被不断使用及扩建，其容量已经达到瓶颈限制。

为解决乌龙泉矿的堆积问题，满足某钢铁公司的生产需求，通过反复的强度和还原性实验，最终得出结论：该矿开发出的低镁白云石和白互新产品达到了烧结生产质量标准，能满足某钢铁公司的低成本制造战略用料需求。某钢铁公司决定使用该矿的低镁白云石及白互产品取代原烧结老系统的白小粒，在烧结新系统中用低镁白云石取代原外购白云石，可降低原料使用成本。

使用低镁资源作为熔剂以后，由于其质量波动大、杂质含量多、含泥多等，给烧结生产操作和烧结矿质量控制带来诸多不利影响，烧结矿成品率、烧结矿碱度稳定率下降。对比每台烧结机烧结矿(R±0.05)稳定率和(R±0.12)稳定率的数据，发现均呈下降趋势，烧结矿(R±0.05)稳定率下降最明显，都在80％以下，其中烧结矿(R±0.05)稳定率最低仅为54.02％。

这是由于低镁白云石及白互，成分波动大，含泥多，导致烧结矿中MgO含量波动大，严重影响烧结后续中高炉的稳定运行，其SiO₂成分波动较大，含量偏高，影响烧结矿的碱度稳定。在现有的配料技术方案下，针对低镁资源作为熔剂，无法满足烧结过程中的质量要求，成分调控难度大，不准确，容易出现偏差，无法同时满足对各个成分的稳定性要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，所用低镁资源来自于矿山采矿后剥离的互层矿以及白外矿，将低镁资源破碎混合后，作为低镁混合熔剂，再与含铁物料、钙质熔剂和固体燃料进行配料和混料，得到烧结混合料，完成制粒后的烧结料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿。在保证烧结矿最佳MgO含量的同时，降低烧结矿燃料单耗，实现了固废资源化利用，保护环境，降低了成本。

为实现上述目的，本发明公开了一种添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，所述烧结矿包括低镁混合熔剂、含铁物料、钙质熔剂和燃料各原料组分，其特征在于，所述低镁混合熔剂由白互和低镁白云石组成，其中，各原料组分的质量百分比含量如下：含铁物料：82～90％、钙质熔剂：3～5％、低镁白云石：3～5％、白互：1～3％、燃料：3～5％；

首先将白互和低镁白云石混匀得到低镁混合熔剂，再将所述低镁混合熔剂与含铁物料、部分钙质熔剂混合得第一次混合物料，所述第一次混合物料继续与余下钙质熔剂混合得第二次混合物料，所述第二次混合物料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿；

且分两次加入钙质熔剂的质量百分比为(60～80％):(20～40％)。

进一步地，所述低镁混合熔剂包括如下质量百分含量的各成分：

CaO：38.5～40％，MgO：14.2±0.3％，SiO₂：0.9～1.8％。

进一步地，所述低镁混合熔剂中白互包括如下质量百分含量的各成分：CaO：38～42％，MgO：10～14％，SiO₂≤4％；

低镁白云石包括如下质量百分含量的各成分：

CaO：36～40％，MgO：12～16％，SiO₂≤4％。

进一步地，各组分含量的控制方法包括如下步骤：

1)调整低镁混合熔剂中白互和低镁白云石之间配比并与预设混合熔剂成分进行比较，保证低镁混合熔剂与预设混合熔剂的MgO含量偏差≤0.3，CaO含量偏差≤0.8，SiO₂含量偏差≤0.8；

2)将步骤1)调整好的低镁混合熔剂与含铁物料、部分钙质熔剂混合得第一次混合物料，并根据预设烧结矿成分计算各成分配比，控制成品烧结矿与预设烧结矿之间MgO含量偏差≤0.3，TFe含量偏差≤0.5，CaO含量偏差≤0.3，SiO₂含量偏差≤0.8；

3)向步骤2)得到的第一次混合物料加入余下钙质熔剂经过第二次混合并控制所述钙质熔剂与第一次混合物料间配比来保证成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度R波动在±0.05以内；

4)将步骤3)得到的第二次混合物料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿；

5)检测所述成品烧结矿的各技术指标，首先判断成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差是否大于0.3，如果大于0.3，则可对步骤1)低镁混合熔剂中白互和低镁白云石之间配比进行调整或/和对步骤2)中低镁混合熔剂与含铁物料间配比进行调整；

如果成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差≤0.3，则继续判断成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度是否发生波动，如果波动＞0.05，对步骤1)、步骤2)、步骤3)及步骤4)中CaO含量偏差或/和SiO₂含量偏差进行控制；

如果成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度波动≤0.05，则继续保持步骤1)、步骤2)、步骤3)及步骤4)的相关参数设置。

进一步地，步骤5)中，当成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差大于0.3，检查步骤1)中MgO含量是否产生偏差，如果有偏差则通过调整步骤1)中白互与低镁白云石间配比，如果步骤1)没有产生偏差，则步骤2)中MgO含量产生偏差，需要调整步骤2)中低镁混合熔剂与含铁物料间配比。

进一步地，步骤5)中，当成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度的波动＞0.05，首先判断CaO含量、SiO₂含量是否产生偏差，如果CaO含量有偏差则需要调整步骤3)中余下钙质熔剂的配比，如果SiO₂含量有偏差则需要调整步骤1)中白互与低镁白云石间配比。

进一步地，所述低镁混合熔剂中粒度≤3mm的粉粒达到95％以上。

进一步地，所述含铁物料为选自富矿粉、精矿粉、钢铁厂二次含铁原料中的至少两种以上。

进一步地，所述钙质熔剂为消石灰或生石灰，且生石灰中CaO≥85％。

进一步地，所述燃料为焦粉或无烟煤粉中的一种以上。

本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：

1、本发明公开了采用矿山采矿后剥离的互层矿以及白外矿作为低镁混合熔剂用于替代全部或大部分白云石来生产烧结矿，在保证烧结矿最佳MgO含量的同时，降低烧结矿燃料单耗，实现了固废资源化利用，保护环境，降低了成本。

2、本发明还提供了一种可快速分析成分波动大原因的分析方法，并通过合理调整各组分配比来实现最终烧结矿质量的稳定性。

附图说明

图1为本发明探究各组分适宜配比的过程示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，所述烧结矿包括低镁混合熔剂、含铁物料、钙质熔剂和燃料各原料组分，所述低镁混合熔剂由白互和低镁白云石组成，其中，各组分的质量百分比含量如下：含铁物料：82～90％、钙质熔剂：3～5％、低镁白云石：3～5％、白互：1～3％、燃料：3～5％；

结合图1可知，上述各组分含量的控制方法包括如下步骤：

1)调整低镁混合熔剂中白互和低镁白云石之间配比并与预设混合熔剂成分进行比较，具体的是执行图1中的S1和S2，保证低镁混合熔剂与预设混合熔剂的MgO含量偏差≤0.3，CaO含量偏差≤0.8，SiO₂含量偏差≤0.8；其中，预设混合熔剂标准：CaO，38.47～39.15％，MgO，13.62～14.30％，SiO₂，1.95～2.4％。该标准为现场生产中最佳生产条件下，即最终目标烧结矿的二元碱度为1.85、MgO含量为1.63％所允许低镁混合熔剂成分含量。满足该标准下的低镁混合熔剂进行烧结，可使烧结生产条件达到最优，有效提高烧结矿质量，此标准下的低镁混合熔剂资源也将最大化利用。成分含量与标准偏差体现分步添加中着重控制的目标成分要求，烧结矿中MgO成分波动主要来自低镁资源，MgO成分波动越小，烧结矿质量越稳定，步骤1)主要控制MgO含量，并保证CaO和SiO₂成分波动在可控范围，在后续步骤中易调整。如果判断发现低镁混合熔剂与预设混合熔剂的各组分含量偏差不满足上述要求，则再次执行图1中的S1和S2，直至符合条件为止。

2)执行图1中的S3，将步骤1)调整好的低镁混合熔剂与含铁物料、部分钙质熔剂混合得第一次混合物料，执行S4检测第一次混合物料中各原料成分，并根据目标烧结矿成分计算各成分配比，控制成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量偏差≤0.3，TFe含量偏差≤0.5，CaO含量偏差≤0.3，SiO₂含量偏差≤0.8；其中，目标预设烧结矿成分：碱度，1.8～2.0、MgO，1.55～1.65％，TFe，58.0±0.5％，该碱度、MgO含量标准是实际生产中最优生产条件，对混合料中含量偏差要求：烧结矿TFe波动范围由±1.0％降到±0.5％，高炉利用系数可提高2％，焦比降低1.0％，TFe含量偏差≤0.5，步骤2)在步骤1)基础上主要控制CaO成分波动，SiO₂含量在可控范围内。如果判断发现成品烧结矿与预设烧结矿中的各组分含量偏差不满足上述要求，则再次执行图1中的S3和S4，直至符合条件为止。

3)执行图1中的S5，向步骤2)得到的第一次混合物料加入余下钙质熔剂经过第二次混合并控制所述钙质熔剂与第一次混合物料间配比来保证目标烧结矿二元碱度R波动在±0.05以内；其中，本发明优选成品烧结矿的二元碱度R为1.8～2.0。如果判断发现成品烧结矿与预设烧结矿中的二元碱度偏差不满足上述要求，则再次执行图1中的S5，直至符合条件为止。

4)执行图1中的S6，将步骤3)得到的第二次混合物料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿；

5)执行图1中的S7，检测所述成品烧结矿的各技术指标，首先判断成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差是否大于0.3，如果大于0.3，则可对步骤1)低镁混合熔剂中白互和低镁白云石之间配比进行调整或/和对步骤2)中低镁混合熔剂与含铁物料间配比进行调整；

具体的步骤5)中，当成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差大于0.3，检查步骤1)中MgO含量是否产生偏差，如果有偏差则通过调整步骤1)中白互与低镁白云石间配比，如果步骤1)没有产生偏差，则步骤2)中MgO含量产生偏差，需要调整步骤2)中低镁混合熔剂与含铁物料间配比。

根据步骤1)低镁混合熔剂与预设混合熔剂中MgO含量偏差Δ，白互与低镁白云石MgO含量差Δ′，比值

根据P调整白互与低镁白云石的配比。P为低镁白云石减少和白互增加比例或者低镁白云石增加和白互减少的比例。优点：计算简单调整快速，调整精确度比现场经验调整配比高。

根据步骤2)中烧结矿MgO含量偏差Δ，低镁混合熔剂与含铁物料MgO含量差Δ′，比值

根据P调整低镁混合熔剂与含铁原料的配比。

如果成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度波动≤0.05，则继续保持步骤1)、步骤2)、步骤3)及步骤4)的相关参数设置；

根据成品烧结矿与预设烧结矿CaO含量偏差Δ，钙质熔剂中CaO成分含量ω_MgO，调整比例

根据比值调整剩余钙质熔剂的配比。P为剩余钙质熔剂增加或/减少比例。优点：烧结矿碱度调整简单，通过微量调整剩余钙质熔剂配比便可快速调整碱度，对烧结矿其他成分影响较小。

根据烧结矿SiO₂含量偏差Δ，低镁白云石与白互SiO₂含量差Δ′，

调整比例

根据比值调整低镁白云石与白互的配比，P为低镁白云石减少和白互增加比例或低镁白云石增加和白互减少的比例。优点：以SiO₂允许最大波动为标准调整，减小配比调整时对MgO成分含量影响。

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

本实施例公开了一种低镁资源生产烧结矿的方法，其中，各组分质量百分比含量如下：

含铁物料为85％、钙质熔剂为3.3％、低镁白云石为3.9％、白互为2.8％、燃料为5％；

将上述混合物料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿，其中，该成品烧结矿的性能如表1所示。

实施例2

含铁物料为85％、钙质熔剂为3.3％、低镁白云石为4.2％、白互为2.5％、燃料为5％；

实施例3

含铁物料为85％、钙质熔剂为3.8％、低镁白云石为4.5％、白互为2.2％、燃料为4.5％；

实施例4

含铁物料为85％、钙质熔剂为3.3％、低镁白云石为4.7％、白互为2.5％、燃料为4.5％；

对比例1

不满足上述配方且未采用上述配方控制方法得到的烧结矿。具体的取含铁物料为85％、钙质熔剂为3.3％、白云石为6.7％、燃料为5％混合均匀后烧结处理。

对比例2

不满足上述配方且未采用上述配方控制方法得到的烧结矿。具体的取含铁物料为85％、钙质熔剂为3.8％、白云石为6.2％、燃料为5％混合均匀后烧结处理。

表1实施例1～4及对比例1～2所得烧结矿的性能列表

由表1可以看出，使用本发明所述方法进行配矿烧结与常规烧结方法对比，烧结矿R稳定率由86.67％提升到97.91％，烧结矿TFe稳定58.0±0.5％，改善了低温还原粉化指数与还原性指标，有利于提高烧结矿冶金性能。

以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，所述烧结矿包括低镁混合熔剂、含铁物料、钙质熔剂和燃料各原料组分，其特征在于，所述低镁混合熔剂由白互和低镁白云石组成，其中，各原料组分的质量百分比含量如下：含铁物料：82～90％、钙质熔剂：3～5％、低镁白云石：3～5％、白互：1～3％、燃料：3～5％；

它包括先将白互和低镁白云石混匀得到低镁混合熔剂，再将所述低镁混合熔剂与含铁物料、部分钙质熔剂混合得第一次混合物料，所述第一次混合物料继续与余下钙质熔剂混合得第二次混合物料，所述第二次混合物料经烧结机布料、点火烧结、破碎、筛分，得到成品烧结矿；

且分两次加入钙质熔剂的质量百分比为(60～80％):(20～40％)；其中，各组分含量的控制方法包括如下步骤：

1)调整低镁混合熔剂中白互和低镁白云石之间配比并与预设混合熔剂成分进行比较，保证低镁混合熔剂与预设混合熔剂的MgO含量偏差≤0.3，CaO含量偏差≤0.8，SiO₂ 含量偏差≤0.8；

2)将步骤1)调整好的低镁混合熔剂与含铁物料、部分钙质熔剂混合得第一次混合物料，并根据预设烧结矿成分计算各成分配比，控制成品烧结矿与预设烧结矿之间MgO含量偏差≤0.3，TFe含量偏差≤0.5，CaO含量偏差≤0.3，SiO₂ 含量偏差≤0.8；

如果成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差≤0.3，则继续判断成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度是否发生波动，如果波动＞0.05，对步骤1)、步骤2)、步骤3)及步骤4)中CaO含量偏差或/和SiO₂ 含量偏差进行控制；

2.根据权利要求1所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述低镁混合熔剂包括如下质量百分含量的各成分：

CaO：38.5～40％，MgO：14.2±0.3％，SiO₂ ：0.9～1.8％。

3.根据权利要求2所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述低镁混合熔剂中白互包括如下质量百分含量的各成分：CaO：38～42％，MgO：10～14％，SiO₂ ≤4％；

低镁白云石包括如下质量百分含量的各成分：

CaO：36～40％，MgO：12～16％，SiO₂ ≤4％。

4.根据权利要求1所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，步骤5)中，当成品烧结矿与预设烧结矿中MgO含量之间偏差大于0.3，检查步骤1)中MgO含量是否产生偏差，如果有偏差则通过调整步骤1)中白互与低镁白云石间配比，如果步骤1)没有产生偏差，则步骤2)中MgO含量产生偏差，需要调整步骤2)中低镁混合熔剂与含铁物料间配比。

5.根据权利要求1所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，步骤5)中，当成品烧结矿与预设烧结矿之间二元碱度的波动＞0.05，首先判断CaO含量、SiO₂ 含量是否产生偏差，如果CaO含量有偏差则需要调整步骤3)中余下钙质熔剂的配比，如果SiO₂ 含量有偏差则需要调整步骤1)中白互与低镁白云石间配比。

6.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述低镁混合熔剂中粒度≤3mm的粉粒达到95％以上。

7.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述含铁物料为选自富矿粉、精矿粉、钢铁厂二次含铁原料中的至少两种以上。

8.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述钙质熔剂为消石灰或生石灰，且生石灰中CaO≥85％。

9.根据权利要求1或2或3或4或5中任意一项所述添加使用低镁资源生产烧结矿的方法，其特征在于，所述燃料为焦粉或无烟煤粉中的一种以上。