CN113025812B - 一种球团及其制备方法及一种铁水 - Google Patents

一种球团及其制备方法及一种铁水 Download PDF

Info

Publication number
CN113025812B
CN113025812B CN202110214335.3A CN202110214335A CN113025812B CN 113025812 B CN113025812 B CN 113025812B CN 202110214335 A CN202110214335 A CN 202110214335A CN 113025812 B CN113025812 B CN 113025812B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pellet
pellets
catalyst
titanium
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110214335.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113025812A (zh
Inventor
钱立新
龙红明
王毅璠
丁龙
杨涛
余正伟
孟庆民
雷杰
春铁军
王宏涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Technology AHUT
Original Assignee
Anhui University of Technology AHUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Technology AHUT filed Critical Anhui University of Technology AHUT
Priority to CN202110214335.3A priority Critical patent/CN113025812B/zh
Publication of CN113025812A publication Critical patent/CN113025812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113025812B publication Critical patent/CN113025812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/008—Composition or distribution of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/243—Binding; Briquetting ; Granulating with binders inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/248—Binding; Briquetting ; Granulating of metal scrap or alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明的一种球团，属于球团制备技术领域，本发明所述球团中含有的元素包括W和Ti，W元素质量含量为0.01％～1.0％，其中部分或全部的钛元素以TiO2的形式存在于球团中，部分或全部的钨以WO3的形式存在于球团中，球团中TiO2质量含量为0.5％～12％，WO3质量含量为0.01％～1.26％。通过对球团中W元素以及Ti元素的调控，在消除含Ti物质对球团性能影响的同时，所形成的物质使得球团具有较好的强度；另外将含有元素W和元素Ti的废弃SCR催化剂进行破碎，作为造球原料，既可以有效解决废催化剂的资源化利用问题，也可以生产性能优异的含钛球团。

Description

一种球团及其制备方法及一种铁水
技术领域
本发明涉及球团制备技术领域，更具体地说，涉及一种球团及其制备方法及一种铁水。
背景技术
目前，市场上使用的含钛球团通常采用钒钛磁铁矿生产，钒钛磁铁矿属于典型难成球矿物，用其制备的含钛球团往往存在强度低、冶金性能差等特点。同时，近些年，随着国内各工业烟气实施超低排放要求，企业相继采用选择性催化还原法(SCR)、活性炭吸附法等减排措施进行NOx减排。其中，SCR法应用最为广泛，其核心是催化剂。目前世界上使用最多的脱硝催化剂是V2O5-WO3/TiO2催化剂。然而，复杂的烟气成分往往会使催化剂活性降低，最终失活形成废弃物。对于废催化剂处理，传统的掩埋方法不但会造成资源浪费，还会污染环境。在2016年实施的新版《国家危险废物名录》中规定，明确将废弃SCR催化剂归为环境治理行业来源的“HW50废催化剂”，如何高效低成本的处理这些废弃脱硝催化剂已成为企业面临的难题。
目前，废弃SCR催化剂的处理方式主要包括两种：i)废弃催化剂中有价元素回收提纯；ii)废弃催化剂固化/稳定化处理。废催化剂的有价元素回收提纯工艺主要有酸浸法、碱浸法以及焙烧法等，但这些方法存在酸/碱使用量过大、能耗高，流程长、二次污染严重等瓶颈问题，目前工业应用案例较少。废弃催化剂固化/稳定化处理是利用物理或化学的方法，将有害固体废物固定在惰性基材中的一种无害化处理技术。但同时也有研究认为，废弃催化剂直接添加到水泥中制作建筑材料，在此过程中有害成分仍然残留在其中，造成潜在的环境污染隐患，并且该方法未对催化剂中有价金属元素进行合理利用，研究进展也相对缓慢。
众所周知，高炉运行过程中储存铁水的炉缸会因为铁水的冲刷侵蚀而不断磨损，这就导致高炉定期需要进行护炉操作。含钛烧结矿和球团矿是一种极佳的护炉原料，含钛矿物可以使侵蚀部位生成含钛的沉积物，而含钛物质的熔点较高，可以对炉缸起到保护作用，从而延长高炉的使用寿命。申请人前期研究结果表明，废弃SCR催化剂属于多孔亲水性材料，添加在烧结原料中，有利于烧结制粒过程颗粒成球，但同时会降低烧结矿的冶金性能。因此，通过球团工艺处理废弃SCR催化剂，生产含钛球团用于高炉护炉时期使用，将是废弃SCR催化剂大宗量处理的可行途径之一。同时，对钢铁企业来说，随着脱硝工业的发展，未来将会产生大量废弃V2O5-WO3/TiO2催化剂，若能实现废催化剂在钢铁企业内部消纳处理，对钢铁企业“固废不出厂”理念的实施和节约固废处理成本起到关键作用。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中含钛球团性能较差的技术问题，进一步地，含钛废弃催化剂不易处理的技术问题，提供了一种球团及其制备方法及一种铁水，通过球团中元素含量的调控，以及废弃催化剂的使用，解决上述技术问题。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种球团，所述球团中含有的元素包括W和Ti，W元素质量含量为0.01％～1.0％，其中部分或全部的钛元素以TiO2的形式存在于球团中，部分或全部的钨以WO3的形式存在于球团中，球团中TiO2质量含量为0.5％～12％，WO3质量含量为0.01％～1.26％。通过对球团中W元素以及Ti元素的调控，在消除含Ti物质对球团性能影响的同时，所形成性的物质使得球团具有较好的强度。
优选地，所述球团中元素Ti质量比的范围在0.3％～7.2％。
优选地，所述球团中元素W与元素Ti质量比的范围在0.04～0.22。
优选地，所述球团中FeO的质量含量为1％～3％。
优选地，将球团进行XRD检测，XRD图谱中出现FeWO4的衍射峰。
优选地，按照ISO 4700-1996标准，对球团抗压强度进行测试，所述球团强度不少于2160N。
本发明的一种球团制备方法，将含有元素W和元素Ti的废弃SCR催化剂进行破碎，加入至制备球团的球团料中，然后将球团料制备成生球团，再将生球团进行干燥、预热、焙烧制得球团，所述球团为权利要求1～5任一项所述的球团。
优选地，其具体步骤为：
S1、原料准备
(1)失效催化剂的准备
将失效催化剂中的堵塞物分离出来，对催化剂本体进行破碎，得到粉状催化剂本体，然后对粉状催化剂本体进行烘干；将废弃催化剂本体进行细磨，得到D50/D90在0.429-0.615之间的细颗粒；将细颗粒废弃催化剂添加到冶金球团生产原料中制备含钛球团；实现了废弃催化剂减容化、无害化处理利用。
(2)准备粘结剂和磁铁矿粉；
S2、球团制备
将粉状催化剂、膨润土、磁铁矿粉进行混合，在造球机中造球制得生球团，然后对生球团进行焙烧制得球团。
优选地，步骤S2中失效催化剂粉末占球团总质量的2.5～15％。
优选地，步骤S2中膨润土占球团料总质量的1％～5％。
优选地，磁铁矿粉占球团料总质量的80％～96.5％。
优选地，步骤S2中球团干燥采用鼓风干燥方式进行。
优选地，鼓风干燥过程中鼓风流速为0.5-0.8m/s，温度为250-300℃，鼓风时间为5～15min。
优选地，粉状催化剂本体中，颗粒粒径D50为30-40μm，D90为65-70μm，D50/D90范围在0.429-0.615。
本发明的一种铁水，该铁水的炼铁原料中包括球团，所述球团为权利要求1～6任一项所述的球团。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明一种球团，通过将废弃催化剂添加到球团生产原料中制备含钛球团，较好地利用高炉球团制备过程对废弃催化剂进行有效消解；利用废弃催化剂制备的含钛球团强度在2160-3600N之间，明显高于市场现有含钛球团强度1523-2863N；同时，利用废弃催化剂制备的含钛球团冶金性能也优于市场现有含钛球团，有效的解决了目前市场常用含钛球团性能差，造球过程因球团强度低造成返矿率高等问题。
(2)本发明一种球团，通过添加废弃SCR催化剂在球团原料中制备含钛球团，既可以有效解决废催化剂的资源化利用问题，也可以生产性能优异的含钛球团；球团中含有TiO2可以在高炉冶炼过程起到护炉作用，同时V和W元素被还原成单质进入铁水，V和W元素在铁水的炼钢工艺中属于有益元素，留在钢水中可以大大提升钢材质量，从而实现了废催化剂资源化处理利用。
(3)本发明一种球团，球团干燥过程中采用鼓风的方式进行干燥，使得干燥过程中的球团外部稳定气流形成稳定定向的蒸气压，使得球团内部水分挥发方向定向，可以有效避免球团产生裂纹。
附图说明
图1为本发明一种球团的制备流程示意图；
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴；除此之外，本发明的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。
本发明的一种球团，所述球团中含有的元素包括W和Ti，W元素质量含量为0.01％～1.0％，所述球团中元素Ti质量比的范围在0.3％～7.2％，另外所述球团中元素W与元素Ti质量比的范围在0.04～0.22。，其中部分或全部的钛元素以TiO2的形式存在于球团中，部分或全部的钨以WO3的形式存在于球团中，球团中TiO2质量含量为0.5％～12％，WO3质量含量为0.01％～1.26％。通过对球团中W元素以及Ti元素的调控，在消除含Ti物质对球团性能影响的同时，所形成性的物质使得球团具有较好的强度，按照ISO 4700-1996标准，对球团抗压强度进行测试，所述球团强度不少于2160N。
另外本发明的一种球团制备方法，将含有元素W和元素Ti的废弃SCR催化剂进行破碎，加入至制备球团的球团料中，然后将球团料制备成生球团，再将生球团进行干燥、预热、焙烧制得本发明的一种球团。
其具体步骤为：
S1、原料准备
(1)失效催化剂的准备
将失效催化剂中的堵塞物分离出来，对催化剂本体进行破碎，得到粉状催化剂本体，然后对粉状催化剂本体进行烘干；将废弃催化剂本体进行细磨，得到D50/D90在0.429-0.615之间的细颗粒；将细颗粒废弃催化剂添加到冶金球团生产原料中制备含钛球团；实现了废弃催化剂减容化、无害化处理利用。其中，D50指的是一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D50也叫中位径或中值粒径。D90指的是一个样品的累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占90％。
(2)准备粘结剂和磁铁矿粉；
S2、球团制备
将粉状催化剂、膨润土、磁铁矿粉进行混合，在造球机中造球制得生球团，然后对生球团进行焙烧制得球团，其中失效催化剂粉末占球团总质量的2.5～15％，膨润土占球团料总质量的1％～5％，磁铁矿粉占球团料总质量的80％～96.5％，球团干燥采用鼓风干燥方式进行，鼓风干燥过程中鼓风流速为0.5-0.8m/s，温度为250-300℃，鼓风时间为5～15min，另外粉状催化剂本体中，颗粒粒径D50为30-40μm，D90为65-70μm，D50/D90范围在0.429-0.615。
本发明的一种铁水，该铁水的炼铁原料中包括球团，所述球团为本发明一种的球团，球团中含有TiO2可以在高炉冶炼过程起到护炉作用，同时V和W元素被还原成单质进入铁水，V和W元素在铁水的炼钢工艺中属于有益元素，留在钢水中可以大大提升钢材质量，从而实现了废催化剂资源化处理利用。
实施例1
本实施例的一种球团，将废弃催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；将废弃催化剂本体进行破碎得到粉末。再将废催化剂粉末与磁铁矿粉混合，添加膨润土后进行造球，生产含钛炼钢球团。
步骤一、原料准备
(1)废弃催化剂准备：取废弃催化剂，将废弃催化剂本体与堵塞物进行分离，再将废弃催化剂进行破碎，得到颗粒粒径D50为30-40μm，D90为65-70μm，D50/D90范围在0.429-0.615的粉末，在105℃烘箱中烘干4h，本实施例中为颗粒粒径D50为36um，D90为69um，D50/D90为0.522的粉末；
步骤二、废弃催化剂造球
将废弃催化剂粉末，膨润土以及磁铁矿粉进行混合均匀，向混合料中加入雾状水，水分控制在7-8％，在倾角为45°，直径为800mm圆盘造球机中，以转速20r/min进行造球，制得生球团A；
步骤三、生球落下强度检测
选取大小相近的12个生球，每次测试一个生球，从0.5m的高度自由落下至10mm厚的钢板上。计数从0次开始，重复进行落下试验，直到生球出现裂纹即为落下次数。计算平均值作为生球落下强度。
步骤四、生球抗压强度检测
生球抗压强度检测按ISO 4700标准，在生球抗压强度测定仪器(YHKC-2A型)上进行。选取大小相近的12个生球，每次测试一个生球。计算平均值作为生球抗压强度。
步骤五、生球爆裂温度检测
生球爆裂温度采用动态测定法进行测定。随机取50个合格生球，装入检测杯体，爆裂炉风温从低温向高温变化，变化梯度为20℃，风温稳定后，将装有小球的杯体放入鼓风加热炉管中，空气经过加热后流过小球透过杯体底部，对生球进行爆裂测试。杯体放入时间为2min，。如果生球爆裂数目为2个，则对应温度为本次试验的生球爆裂温度。一组实验球经过3次测试，取三次爆裂温度平均值作为检测指标。
步骤六、生球干燥
将合格生球置入300℃鼓风干燥炉中干燥，鼓风流速为0.6m/s，鼓风时间为8min，每次干燥生球数量为100个。
步骤七、球团预热
球团焙烧在立式管式炉中进行，预热温度为950℃，预热时间为15min。
步骤八、球团焙烧
球团焙烧在立式管式炉中进行，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。
步骤九、焙烧球抗压强度检测
焙烧球抗压强度按照ISO 4700-1996标准，在球团抗压强度测试仪(WDW-QT-10型)上测定。选取大小相近的12个焙烧球，每次测试一个焙烧球强度，计算平均值作为球团抗压强度。
步骤十、焙烧球冶金性能检测
按照国家标准GB/T13240-91和GB/T13242-91中规定的方法对球团矿还原膨胀指数(RSI，％)和低温还原粉化(RDI+3.15，％)进行检测。
还原膨胀指数检测过程从焙烧后的球团矿试样中随机取出18个球团矿进行，采用排水法测出球团还原前体积，然后将球团烘干，并分别放入三层反应托架上，每一个格子里放一个球团矿，再将反应托架放入反应管里，盖上密封盖，插入测温电偶，进行程序升温。当炉内温度升高到900℃时，恒温30min后，以15L/min的流量通入还原性气体(CO:N2＝3:7)，并开始计时，还原1h后，切断还原气体，通入5L/min惰性气体(N2)，防止试样氧化，待球团冷却到室温时取出，采用排水法检测球团还原后的体积，并计算还原膨胀指数。
按照国家标准GB/T13242-91，对球团矿低温还原粉化性能(RDI+3.15)进行测试，取500g试样，在固定床500℃温度下，用CO、CO2、氮气组成的还原气体进行静态还原。恒温还原60min后，试样经冷却，装入转鼓(Φ130×200mm)，转300转后取出，用6.3mm，3.15mm，0.5mm的方孔筛分级，分别计算各粒级含量，以RDI+3.15为烧结矿低温还原粉化性能考核指标。
所述的含钛球团A的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：95.5％，膨润土：2％，废弃SCR催化剂：2.5％。
有必要说明的是：所述的废弃催化剂为燃煤电厂烟气SCR脱硝系统中产生的固体失效物，其成分质量百分含量为：TiO2：86.28％，WO3：4.59％，SiO2：3.54％，CaO：1.29％，Al2O3：0.88％，V2O5：0.62％，Sx：0.46％，P：0.06％，Na：0.08％，K：0.09％，其余为不可避免杂质；所述的磁铁矿为当地产精矿粉，其成分的质量百分含量为：TFe：65.75％，FeO：26.5％，SiO2：6.57％，Al2O3：0.84％，CaO：0.30％，MgO：0.48％，P：0.014％，Sx：0.054％，其余为不可避免杂质；所述的膨润土为常见的球团生产粘结剂，其成分质量百分含量为：SiO2：69.43％，Al2O3：17.40％，Fe2O3：2.39％，CaO：2.50％，K2O：2.48％，Na2O：2.77％，MgO：2.21％，其余为不可避免杂质。
对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1，生产的球团矿主要化学成分如表2所示。其中本实施例中W元素质量含量为0.095％。
对比例1
本对比例是作为基准实验，本对比例的实验过程同实施例1，不同之处在于：未添加废催化剂，加入膨润土做球团粘结剂，生产的球团用常规干燥方式进行干燥，在110℃真空烘箱中，干燥4h。所述的造球原料的干料各组分的质量百分比为：磁铁矿：98％，膨润土：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1，生产的球团矿主要化学成分如表2所示。
对比例2
本对比例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：为了对比，选择市场常用制备含钛球团的钒钛磁铁矿粉作为钛源，在实验室相同条件下进行造球，制备与球团A具有相同TiO2含量的含钛球团B，并对球团B进行了与球团A相同的性能检测。
需要说明的是，所述的钒钛磁铁矿粉为常用含钛球团生产矿粉，其成分质量百分含量为：TFe：53.62％，FeO：30.91％，SiO2：3.73％，Al2O3：3.35％，CaO：0.398％，MgO：2.96％，TiO2：12.17％，V2O5：0.53％，其余为不可避免杂质；磁铁矿和膨润土与实施例1中的磁铁矿相同。
所述的含钛球团B的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：80％，钒钛磁铁矿：18％，膨润土：2％。
对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1，生产的球团矿主要化学成分如表2所示。
对比例3
本对比例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：添加废催化剂后制备的含钛球团A采用实验室常规干燥方式进行干燥，即采用110℃真空烘箱进行干燥，干燥4h，所述的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：95.5％，膨润土：2％，废弃SCR催化剂：2.5％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1，生产的球团矿主要化学成分如表2所示。其中本实施例中W元素质量含量为0.095％。
表1球团性能检测
Figure BDA0002953356430000081
表2球团矿主要化学成分(％)
Figure BDA0002953356430000082
通过对表1和表2中不同方案得到的球团生产质量指标和冶金性能进行对比分析，可以得到以下结论：
(1)通过对比实施例1和对比例1的实验结果可以发现，普通球团原料中添加质量分数为2.5％的废弃SCR催化剂后，生球落下强度、生球抗压强度、生球爆裂温度、预热球强度均得到了明显的提高，焙烧球强度与普通球团相近，冶金性能指标也与普通球团处于相同水平，说明添加质量分数为2.5％废弃SCR催化剂制备含钛球团工艺上完全可行，球团中TiO2含量为2.18％，WO3含量为0.12％。
(2)将实施例1与对比例2进行对比时，申请人发现添加废弃SCR催化剂制备的含钛球团各项性能指标均优于添加市场常用钒钛磁铁矿制备的含钛球团，说明利用废弃SCR催化剂制备的含钛球团质量优，可以满足生产需求。
(3)将实施例1与对比例3进行对比时，申请人发现添加废弃SCR催化剂制备的含钛球团，必须要采用本发明设计的鼓风干燥方式进行球团干燥，如果采用常规的烘箱干燥方式进行干燥，球团会大量出现裂纹，且即使表面未出现裂纹的球团，内部也可能已经出现裂纹，造成预热和焙烧后球团强度差，还原后易粉化。
实施例2
本实施例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：93％，膨润土：2％，废弃SCR催化剂：5.0％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。其中本实施例中W元素质量含量为0.190％。
对比例4
本对比例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：制备的含钛球团钛源来自于钒钛磁铁矿，所述的含钛球团的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：62％，钒钛磁铁矿：36％，膨润土：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。
实施例3
本实施例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：90.5％，膨润土：2％，废弃SCR催化剂：7.5％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。其中本实施例中W元素质量含量为0.293％。
对比例5
本对比例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：制备的含钛球团钛源来自于钒钛磁铁矿，所述的含钛球团的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：44％，钒钛磁铁矿：54％，膨润土：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。
实施例4
本实施例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：88％，膨润土：2％，废弃SCR催化剂：10％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。其中本实施例中W元素质量含量为0.396％。
对比例6
本对比例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：制备的含钛球团钛源来自于钒钛磁铁矿，所述的含钛球团的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：26％，钒钛磁铁矿：72％，膨润土：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表3，生产的球团矿主要化学成分如表4所示。
表3球团性能检测
Figure BDA0002953356430000091
Figure BDA0002953356430000101
表4球团矿主要化学成分(％)
Figure BDA0002953356430000102
通过表3和表4配加废弃SCR催化剂对球团性能影响分析可以得出以下结论：
通过对比添加废弃SCR催化剂制备含钛球团A和添加市场常用钒钛磁铁矿制备的含钛球团B的性能指标，含钛球团A生产质量指标、焙烧后强度和冶金性能明显优于含钛球团B，添加质量分数为2.5％-10％的废弃SCR催化剂制备的球团，可以得到TiO2含量为2.18％-8.73％，WO3含量为0.12％-0.50％的含钛球团，成分及性能完全可以满足生产需求。
对比例7
本实施例的球团制备过程同实施例1，不同之处在于：将废弃催化剂本体与堵塞物进行分离，再将废弃催化剂本体进行破碎后，对其进一步细磨，得到的颗粒粒径D50为21μm，D90为32μm，D50/D90为0.656的粉末进行造球。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表5。
表5球团性能检测
Figure BDA0002953356430000103
通过对表5中数据进行分析，可以看出：在对比例7中，当对废催化剂进一步细磨，得到粒度更细的粉末进行造球时，制备的球团落下强度、抗压强度等性能指标与实施例1基本相同，但球团爆裂温度降低非常明显，且干球裂纹比也有较大幅度增加，这将会降低球团的生产效率，增加球团返矿率。其主要原因是废催化剂在球团中属于亲水性材料，可以吸附一定比例水分，粒度越细，吸水性越强，当废催化剂粒度过细，球团升温过程水分不容易从球团内部扩散出来，造成球团内部蒸气压过大，出现裂纹，甚至爆裂。因此，废催化剂添加粒度要在合理范围之内。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (14)

1.一种球团，其特征在于，所述球团为铁水冶炼用含钛球团，其含有的元素包括W和Ti，W元素质量含量为0.01％～1.0％，其中球团焙烧前，部分或全部的钛元素以TiO2的形式存在于球团中，部分或全部的钨以WO3的形式存在于球团中，球团中TiO2质量含量为0.5％～12％，WO3质量含量为0.01％～1.26％；将球团经焙烧后进行XRD检测，XRD图谱中出现FeWO4的衍射峰。
2.根据权利要求1所述的一种球团，其特征在于，所述球团中元素Ti质量比的范围在0.3％～7.2％。
3.根据权利要求1所述的一种球团，其特征在于，所述球团中元素W与元素Ti质量比的范围在0.04～0.22。
4.根据权利要求1所述的一种球团，其特征在于，所述球团中FeO的质量含量为1％～3％。
5.根据权利要求1所述的一种球团，其特征在于，按照ISO 4700-1996标准，对球团抗压强度进行测试，所述球团强度不少于2160N。
6.一种球团制备方法，其特征在于，将含有元素W和元素Ti的废弃SCR催化剂进行破碎，加入至制备球团的球团料中，然后将球团料制备成生球团，再将生球团进行干燥、预热、焙烧制得球团，所述球团为权利要求1～5任一项所述的球团；其中球团预热温度为950℃，预热时间为15min，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min。
7.根据权利要求6所述的一种球团制备方法，其特征在于，其具体步骤为：
S1、原料准备
(1)失效催化剂的准备
对催化剂本体进行破碎、细磨，得到粉状催化剂本体，然后对粉状催化剂本体进行烘干；
(2)准备粘结剂和磁铁矿粉；
S2、球团制备
将粉状催化剂、膨润土、磁铁矿粉进行混合，在造球机中造球制得生球团，然后对生球团进行焙烧制得球团。
8.根据权利要求7所述的一种球团制备方法，其特征在于，步骤S2中失效催化剂粉末占球团总质量的2.5～15％。
9.根据权利要求7所述的一种球团制备方法，其特征在于，步骤S2中膨润土占球团料总质量的1％～5％。
10.根据权利要求7所述的一种球团制备方法，其特征在于，磁铁矿粉占球团料总质量的80％～96.5％。
11.根据权利要求7所述的一种球团制备方法，其特征在于，步骤S2中球团干燥采用鼓风干燥方式进行。
12.根据权利要求11所述的一种球团制备方法，其特征在于，鼓风干燥过程中鼓风流速为0.5-0.8m/s，温度为250-300℃，鼓风时间为5～15min。
13.根据权利要求7所述的一种球团制备方法，其特征在于，粉状催化剂本体中，颗粒粒径D50为30-40μm，D90为65-70μm，D50/D90范围在0.429-0.615。
14.一种铁水，其特征在于，该铁水的炼铁原料中包括球团，所述球团为权利要求1～5任一项所述的球团。
CN202110214335.3A 2021-02-26 2021-02-26 一种球团及其制备方法及一种铁水 Active CN113025812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110214335.3A CN113025812B (zh) 2021-02-26 2021-02-26 一种球团及其制备方法及一种铁水

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110214335.3A CN113025812B (zh) 2021-02-26 2021-02-26 一种球团及其制备方法及一种铁水

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113025812A CN113025812A (zh) 2021-06-25
CN113025812B true CN113025812B (zh) 2023-05-12

Family

ID=76461847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110214335.3A Active CN113025812B (zh) 2021-02-26 2021-02-26 一种球团及其制备方法及一种铁水

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113025812B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014029214B1 (pt) * 2012-05-23 2020-02-18 Vale S.A. Processo para aperfeiçoamento da redutibilidade de pelotas de minério de ferro
CN106337133B (zh) * 2016-09-30 2018-06-29 攀枝花学院 一种废scr脱硝催化剂中钛钒钨的回收方法
US10982300B2 (en) * 2017-05-02 2021-04-20 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources Carbothermic direct reduction of chromite using a catalyst for the production of ferrochrome alloy
CN111763824B (zh) * 2020-04-29 2022-03-08 安徽工业大学 一种基于铁矿烧结工序的废弃催化剂资源化处理方法
CN111763825B (zh) * 2020-04-29 2021-12-28 安徽工业大学 一种利用磁铁矿在烧结工序处理失效催化剂的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113025812A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111763824B (zh) 一种基于铁矿烧结工序的废弃催化剂资源化处理方法
CN110317950B (zh) 一种含锌粉尘的还原脱锌方法
CN111763825B (zh) 一种利用磁铁矿在烧结工序处理失效催化剂的方法
TWI396749B (zh) 還原鐵之製造方法
WO2023130784A1 (zh) 一种降低熔剂性磁铁矿球团焙烧温度的添加剂及使用方法
CN103627895B (zh) 带式烧结机烧结铬精粉矿的生产方法
CN102409170A (zh) 一种高炉用高机械强度含碳球团及其生产方法
CN113151673B (zh) 一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法
CN113957240A (zh) 一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法
CN113025812B (zh) 一种球团及其制备方法及一种铁水
CN113005287B (zh) 一种可用于处理失效scr脱硝催化剂的高炉球团及其制备方法
CN104745798A (zh) 一种铬铁精粉矿球团烧结工艺
CN113005288B (zh) 一种含废弃scr催化剂含钛球团及其制备方法
CN113388734B (zh) 一种可强化球团粘结性处理废弃催化剂的方法
CN101503758B (zh) 钒矿氧化焙烧复合添加剂及钒矿焙烧方法
CN106222402A (zh) 一种钛精矿球团的生产方法
Pal et al. Development of carbon composite iron ore micropellets by using the microfines of iron ore and carbon-bearing materials in iron making
CN114656988B (zh) 一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法
CN114044685B (zh) 一种基于球团法利用铝灰生产高铝无机材料的方法
CN104745797A (zh) 一种铬铁精粉矿球团烧结的布料方法
EP4317464A1 (en) Raw material particles for production of agglomerate, method for producing raw material particles for production of agglomerate, agglomerate, method for producing agglomerate, and method for producing reduced iron
CN116835997B (zh) 一种制备陶粒滤料的方法
CN115215637B (zh) 一种硫酸烧渣微电解填料的制备方法及微电解填料
CN101717855A (zh) 一种铁矿石脱除铜砷的方法
CN117923540A (zh) 一种含钛细粉的制粒方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant