CN112111645A - 一种减少膨润土消耗的含铁尘泥的造球方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种减少膨润土消耗的含铁尘泥的造球方法。该方法包括：将高碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到高碱度混合料，高碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜3％；将低碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到低碱度混合料，低碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜8％；将高碱度混合料加水进行第一造球处理，得到母球；将母球与低碱度混合料加水混合进行第二造球处理，在母球外表面形成低碱度混合料层，得到混合球团；将混合球团进行烘干、焙烧，得到金属化球团和氧化锌粉。该方法通过分层造球得到混合球团，减少了造球过程中膨润土的配加量，在保证了成品金属化球团成品率的同时降低了生产成本，提高了金属化球团的铁品位。
Description
技术领域
本发明属于球团技术领域，特别是涉及一种减少膨润土消耗的含铁尘泥的造球方法。
背景技术
钢铁企业的含铁尘泥是一种可回收的固废资源，其中含有大量的锌、铁、碳等可回收元素。转底炉工艺是一种典型的火法回收含铁尘泥的工艺，经过造球、烘干、焙烧、冷却等一系列工序得到金属化球团和高附加值的氧化锌副产品。转底炉工艺要求原料具有一定的含碳量和较低的二元碱度，以便在焙烧过程形成低熔点的渣相粘结相，保证球团焙烧过程不粉化，形成合格的金属化球团。由于钢铁厂含铁尘泥大多碱度较高，且高比例使用含铁赤泥将不能满足转底炉对原料低碱度的要求，所以通过加入较多的膨润土来平衡转底炉在生产过程中原料的碱度，膨润土的配加量按质量百分比可达6％-8％。而膨润土使用量的增加不仅增加了生产过程中辅料消耗，还会降低金属化球团的铁品位，增加转底炉工艺运行的成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种通过分层造球方法来减少含铁尘泥在造球过程中的膨润土消耗，同时保证最终得到合格的金属化球团和氧化锌粉，在此基础上，实现转底炉处理含铁尘泥的低成本运行目标。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
将高碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到高碱度混合料，高碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜3％；将低碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到低碱度混合料，低碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜8％；将高碱度混合料加水进行第一造球处理，得到母球；将母球与低碱度混合料加水混合进行第二造球处理，在母球外表面形成低碱度混合料层，得到混合球团；将混合球团利用链篦机进行烘干后，再利用转底炉将混合球团进行高温还原焙烧处理，高温还原焙烧时，球团外部的低碱度混合料层会形成低熔点渣相，将球团包裹，保证了混合球团内部的还原焙烧动力学和热力学条件，最后得到合格的金属化球团和氧化锌粉。该方法分层造球得到混合球团，减少了膨润土在造球过程中的配加量，因而能够减少膨润土的消耗。
进一步的，所述高碱度含铁尘泥的二元碱度＞1.5；所述低碱度含铁尘泥的二元碱度＜1.5；所述高碳含铁尘泥的单质碳含量按质量百分比＞10％。
进一步的，所述母球的直径为6-10mm，所述低碱度混合料层的厚度为 2-5mm。
进一步的，所述高碱度混合料和低碱度混合料的碳氧原子比均为0.8-1.6:1。
进一步的，所述高碱度混合料的二元碱度＞1，所述低碱度混合料的二元碱度＜1。
进一步的，所述将混合球团烘干的链篦机分为鼓风干燥段、抽风干燥段。链篦机内的温度上限控制在350℃以内，烘干时间10-15min。
进一步的，所述转底炉还原焙烧过程的温度上限控制在1250℃以内，焙烧时间控制在15-20min。
与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明将转底炉所用的含铁尘泥按碱度进行区分，并采用分层造球的方式将高碱度混合料制作成母球，将低碱度混合料包裹在母球外层得到混合球团，并对混合球团进行烘干、焙烧，得到金属化球团和氧化锌粉。本发明通过使用分层造球的方法，减少了膨润土的配加量，降低了生产过程中额外使用膨润土用于调整原料碱度的生产需求。同时，分层造球保证了转底炉对原料渣系结构的要求，提高了成品金属化球团的成品率，实现了转底炉处理含铁尘泥的低成本运行目标。
附图说明
图1显示了本发明的流程示意图；
图2显示了本发明的混合球团的结构示意图；
图3显示了本发明的工艺路线图；
图中1为1号强混机，2为2号强混机，3为1号造球机，4为2号造球机， 5为链篦机，6为转底炉。
具体实施方式
本发明提供了一种减少膨润土消耗的含铁尘泥造球方法。如图1所示，以下对本发明做进一步描述：
A1混合高碱度混合料
根据本发明的实施例，将高碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到高碱度混合料，高碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比＜3％。其中，高碱度含铁尘泥的二元碱度＞1.5；高碳含铁尘泥的单质碳含量＞10％，使混合得到的高碱度混合料的碳氧原子比为0.8-1.6:1，使混合得到的高碱度混合料的二元碱度＞1。
A2混合低碱度混合料
根据本发明的实施例，将低碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到低碱度混合料，低碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比＜8％。其中低碱度含铁尘泥的二元碱度＜1.5；高碳含铁尘泥的单质碳含量按质量百分比＞10％，使混合得到的低碱度混合料的碳氧原子比为0.8-1.6:1，使混合得到的低碱度混合料的二元碱度＜1。
A3第一造球处理
根据本发明的实施例，将高碱度混合料进行第一造球处理，得到母球，将母球直径控制在6-10mm之间。
A4第二造球处理
根据本发明的实施例，将母球与低碱度混合料混合进行第二造球处理，在母球外表面形成低碱度混合料层，得到混合球团。低碱度混合料层的厚度控制在2-5mm。
A5烘干处理
根据本发明的实施例，将合格的混合球团进行烘干处理。在链篦机内将混合球团进行烘干，链篦机分为鼓风干燥段、抽风干燥段。链篦机内的温度上限控制在350℃以内，烘干时间10-15min。
A6还原焙烧处理
根据本发明的实施例，利用转底炉将烘干后的混合球团进行高温还原焙烧处理。转底炉还原焙烧过程的温度上限控制在1250℃以内，焙烧时间控制在 15-20min。在高温焙烧条件下，混合球团外层的低碱度混合料中能够生成熔融态的渣相粘结相，将球团包裹。这样不仅保证了混合球团的完整性，还可以满足混合球团内部的还原焙烧动力学和热力学条件，最后得到合格的金属化球团和氧化锌粉。
为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，这个实例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
具体实施例
利用本发明具体实施方式对含铁尘泥进行转底炉工艺处理，其中高碱度混合料中包含的各高碱度含铁尘泥和高碳含铁尘泥以及膨润土的成分和配比如表 1所示，低碱度混合料中包含的各低碱度含铁尘泥和高碳含铁尘泥以及膨润土的成分和配比如表2所示。
表1高碱度混合料各原料的成分和配比(wt％)
| MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | SiO<sub>2</sub> | CaO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ZnO | C | 配比 | |
| 膨润土 | 2.47 | 18.94 | 56.48 | 6.7 | 8.11 | 0.01 | 1.16 | 1.5 |
| 高碱度含铁尘泥1 | 1.71 | 0.21 | 1.14 | 8.58 | 76.43 | 7.24 | 2.31 | 19.7 |
| 高碱度含铁尘泥2 | 1.18 | 0.25 | 2.01 | 7.11 | 74.62 | 11.68 | 2.86 | 42.4 |
| 高碳含铁尘泥1 | 0.83 | 3.02 | 5.87 | 4.6 | 45.74 | 0.15 | 37.6 | 36.4 |
表2低碱度混合料各原料的成分和配比(wt％)
| MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | SiO<sub>2</sub> | CaO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ZnO | C | 配比 | |
| 膨润土 | 2.47 | 18.94 | 56.48 | 6.7 | 8.11 | 0.01 | 1.16 | 3.0 |
| 低碱度含铁尘泥1 | 1.79 | 1.62 | 7.72 | 7.32 | 59.56 | 5.42 | 13.4 | 85.3 |
| 高碳含铁尘泥2 | 0.55 | 3.46 | 4.67 | 2.05 | 48.05 | 1.38 | 35.3 | 11.7 |
具体步骤包括：
(1)将高碱度混合料按表1中所示各原料的配比在1号强混机1中混合均匀，高碱度混合料的碱度为1.59，其中碳氧原子比为1.07:1。将其送入1号造球机3进行第一造球处理，得到母球，母球直径10mm。
(2)将低碱度混合料按表2中所示各原料的配比在2号强混机2中混合均匀，低碱度混合料的碱度为0.75，其中碳氧原子比为1.22:1。将母球和低碱度混合料同时送入2号造球机4进行第二造球处理，控制低碱度混合料加入量为母球加入量的65％，使母球裹上一层厚度2mm左右的低碱度混合料，得到直径 12mm左右的混合球团。
(3)将造好的混合球团转送至链篦机5烘干后，送入转底炉6中进行高温还原焙烧，得到合格金属化球团。混合球团外表面的低碱度混合料在高温还原条件下形成大量低熔点渣相将球团包裹，不仅保证了混合球团的完整性，还保证了混合球团内部的还原焙烧动力学和热力学条件，最后得到合格的金属化球团和氧化锌粉。
采用上述技术方案，膨润土总的使用比例降低至2.1％，而在相同原料结构下，采用常规的含铁尘泥造球工艺膨润土的使用比例则高达7.4％，采用本发明所述技术方案后膨润土的使用比例降低了70％，膨润土的消耗量降低了约64kg/ 吨金属化球团，一吨金属化球团的成本可以节约成本26元左右，并能够保证金属化球团的成品率，同时使金属化球团的铁品位提高了3个百分点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对本实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及等同物限定。
Claims (7)
1.一种减少膨润土消耗的含铁尘泥造球方法，其特征在于，包括：
(1)混合高碱度混合料：将高碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到高碱度混合料，高碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜3％；
(2)混合低碱度混合料：将低碱度含铁尘泥、高碳含铁尘泥和膨润土混合均匀得到低碱度混合料，低碱度混合料中的膨润土配加量按质量百分比为＜8％；
(3)第一造球处理：将高碱度混合料加水进行第一造球处理，得到母球；
(4)第二造球处理：将母球与低碱度混合料加水混合进行第二造球处理，在母球外表面形成低碱度混合料层，得到混合球团；
(5)烘干、还原焙烧处理：将混合球团在链篦机中进行烘干后，利用转底炉将干燥后的混合球团进行高温还原焙烧处理，得到金属化球团和氧化锌粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碱度含铁尘泥的二元碱度＞1.5；所述低碱度含铁尘泥的二元碱度＜1.5；所述高碳含铁尘泥的单质碳含量按质量百分比＞10％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述母球的直径为6-10mm，所述低碱度混合料层的厚度为2-5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碱度混合料和低碱度混合料的碳氧原子比均为0.8-1.6:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碱度混合料的二元碱度＞1，所述低碱度混合料的二元碱度＜1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于混合球团烘干的链篦机分为鼓风干燥段、抽风干燥段；链篦机内的温度上限控制在350℃以内，烘干时间10-15min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(5)烘干、还原焙烧处理工序中的转底炉还原焙烧过程的温度上限控制在1250℃以内，焙烧时间控制在15-20min。
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Denomination of invention: A pelletizing method for reducing bentonite consumption of iron containing dust and mud Effective date of registration: 20230718 Granted publication date: 20220621 Pledgee: China Construction Bank Zhangjiagang branch Pledgor: INSTITUTE OF RESEARCH OF IRON & STEEL,SHAGANG,JIANGSU PROVINCE Registration number: Y2023980048917 |