CN114164342A - 一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，属于工业生产技术领域。将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的0.5‑2％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的0.5‑2％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6‑16mm≥90％；经过鼓风干燥、预热、焙烧、保温、冷却，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。通过本发明的方法实现了球团的抗拉强度、屈服强度和爆裂强度都得到了提升，提高球团的质量性能，从而提高炼铁的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，属于工业生产技术领域。
背景技术
随着优质铁矿资源的日益短缺，满足炼铁生产要求的块矿资源几乎消耗殆尽，绝大部分的铁矿粉或铁精矿需要烧结或球团才能满足生产要求，
球团是粉矿造块的重要方法之一。先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。这种方法特别适宜于处理精矿细粉。
由于天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用；而铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高；过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量；细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。综上所述原因，球团生产工艺在进入21世纪后得到全面发展与推广。
如今球团工艺的发展从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料，生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展，技术经济指标显著提高。球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。
随着优质铁矿资源的日益短缺，满足炼铁生产要求的块矿资源几乎消耗殆尽，绝大部分的铁矿粉或铁精矿需要烧结或球团才能满足生产要求。因此，提高球团的质量性能有利于炼铁的生产需求。
专利申请号为2014104308416、一种铁矿球团用腐植酸钠粘结剂溶液及其制备方法，该腐植酸钠粘结剂溶液由腐植酸钠、氢氧化钠和粘度调整剂组成，溶剂为水，所述的粘度调整剂为Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+的可溶性盐中的一种或几种组成，制备方法是将腐植酸钠溶于NaOH溶液中，再加入粘度调整剂搅拌均匀，即得。该腐植酸钠粘结剂溶液的制备方法操作简单、成本低，制得的腐植酸钠粘结剂溶液在铁矿球团工艺的造球过程中添加到铁精矿中，能有效提高生球的强度和成品球的全铁品位，且具有用量少、适用于多种铁精矿造球的特点。
专利申请号为2015105467575、一种铁矿球团用腐植酸改性膨润土的制备方法及其应用，将天然钙基膨润土破碎、研磨后，通过喷洒方式向研磨后的天然钙基膨润土中添加腐植酸钠和有机季铵盐混合溶液，混合均匀，再压团成型，团块一次经过陈化、干燥、破碎和研磨，即得腐植酸改性膨润土。将腐植酸改性膨润土作为粘结剂应用于铁矿球团的制备方法中。
上述申请均采用腐植酸钠与其他试剂结合或者采用腐植酸钠改性天然钙基膨润土后再应用于铁矿球团的制备方法中。本发明提供一种采用腐植酸提高球团的质量性能的方法。本方法不需要加入其他试剂，直接将褐铁矿粉、腐植酸和膨润土混合，通过本发明的处理方法就能得到质量性能更好的球团。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法。通过本发明的方法实现了球团的抗拉强度、屈服强度和爆裂强度都得到了提升，提高球团的质量性能，从而提高炼铁的质量。本发明通过以下技术方案实现。
一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的0.5-2％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的0.5-2％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团首先在干燥风速1-2m/s、温度为200-250℃下进行一段鼓风干燥5-10min；然后继续在干燥风速3-4m/s、温度为500-550℃下鼓风干燥15-20min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为800-1000℃下预热10-15min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1000℃-1100℃焙烧20-30min；
二段焙烧：继续在温度为1200℃-1300℃焙烧35-45min；
三段焙烧：继续在温度为1400℃-1500℃焙烧50-60min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以4-8℃/min的降温速度将温度降至1200-1300℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温20-30min；然后再以10-14℃/min的降温速度降至1100-1200℃下二段保温10-20min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为200-500℃的风冷却45-60min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
所述步骤（1）中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上。
所述步骤（1）中水的加入量为褐铁矿矿粉质量的8-12%。
所述步骤（6）中冷却过程中排出的热气流能返回到步骤（2）鼓风干燥过程或者步骤（3）预热过程。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过引入腐植酸来对改变球团的组织结构，进而改善了褐铁矿球团的质量性能，其抗拉强度、屈服强度和爆裂强度都得到了提升，具有较好的实用性。
（2）本发明通过对冷却过程中排出的热气流进行重复利用，通过热气流因自身带有的余温，给需要升温的前期处理步骤提供热量，实现了能源的充分利用。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的0.5％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的0.5％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；其中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上；水的加入量为褐铁矿矿粉质量的12%；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团控制料层高度为180mm，首先在干燥风速1m/s、温度为200℃下进行一段鼓风干燥5min；然后继续在干燥风速3m/s、温度为500℃下鼓风干燥15min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为800℃下预热10min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1000℃焙烧20min；
二段焙烧：继续在温度为1200℃焙烧35min；
三段焙烧：继续在温度为1400℃焙烧50min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以4℃/min的降温速度将温度降至1200℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温20min；然后再以10℃/min的降温速度降至1100℃下二段保温10min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为200℃的风冷却45min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
其中步骤（6）中冷却过程中排出的200℃热气流能返回到步骤（2）鼓风干燥过程。
采用上述工艺生产的球团强度为2400N/个以上，其抗拉强度提升了7.1%，屈服强度提升了6.5%，爆裂强度提升了7.6%；并且节约了能源。
实施例2
如图1所示，该加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的0.9％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的0.9％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；其中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上；水的加入量为褐铁矿矿粉质量的11%；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团控制料层高度为180mm，首先在干燥风速1.2m/s、温度为210℃下进行一段鼓风干燥6min；然后继续在干燥风速3.2m/s、温度为510℃下鼓风干燥16min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为840℃下预热11min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1020℃焙烧22min；
二段焙烧：继续在温度为1220℃焙烧37min；
三段焙烧：继续在温度为1420℃焙烧52min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以8℃/min的降温速度将温度降至1220℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温22min；然后再以14℃/min的降温速度降至1120℃下二段保温12min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为260℃的风冷却48min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
其中步骤（6）中冷却过程中排出的210℃热气流能返回到步骤（2）鼓风干燥过程。
采用上述工艺生产的球团强度为2420N/个以上，其抗拉强度提升了7.9%，屈服强度提升了6.7%，爆裂强度提升了8.1%；并且节约了能源。
实施例3
如图1所示，该加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的1.3％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的1.3％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；其中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上；水的加入量为褐铁矿矿粉质量的10%；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团控制料层高度为180mm，首先在干燥风速1.5m/s、温度为225℃下进行一段鼓风干燥8min；然后继续在干燥风速3.5m/s、温度为525℃下鼓风干燥18min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为900℃下预热13min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1050℃焙烧25min；
二段焙烧：继续在温度为1250℃焙烧40min；
三段焙烧：继续在温度为1450℃焙烧55min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以6℃/min的降温速度将温度降至1250℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温25min；然后再以12℃/min的降温速度降至1120℃下二段保温15min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为350℃的风冷却50min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
其中步骤（6）中冷却过程中排出的225℃热气流能返回到步骤（2）鼓风干燥过程。
采用上述工艺生产的球团强度为2460N/个以上，其抗拉强度提升了9.8%，屈服强度提升了8.7%，爆裂强度提升了9.1%；并且节约了能源。
实施例4
如图1所示，该加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的2％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的2％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；其中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上；水的加入量为褐铁矿矿粉质量的12%；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团控制料层高度为180mm，首先在干燥风速2m/s、温度为250℃下进行一段鼓风干燥10min；然后继续在干燥风速4m/s、温度为550℃下鼓风干燥20min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为1000℃下预热15min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1100℃焙烧30min；
二段焙烧：继续在温度为1300℃焙烧45min；
三段焙烧：继续在温度为1500℃焙烧60min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以8℃/min的降温速度将温度降至1300℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温30min；然后再以12℃/min的降温速度降至1200℃下二段保温20min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为500℃的风冷却60min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
其中步骤（6）中冷却过程中排出的250℃热气流能返回到步骤（3）预热过程。
采用上述工艺生产的球团强度为2430N/个以上，其抗拉强度提升了10.4%，屈服强度提升了9.5%，爆裂强度提升了8.7%；并且节约了能源。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将总褐铁矿矿粉、膨润土和腐植酸混合均匀并加水润湿得到混合料，其中膨润土为总褐铁矿矿粉质量的0.5-2％，腐植酸总褐铁矿矿粉质量的0.5-2％，然后制成生球团，控制生球球团直径为6-16mm≥90％；
（2）鼓风干燥：将经步骤（1）制成生球团首先在干燥风速1-2m/s、温度为200-250℃下进行一段鼓风干燥5-10min；然后继续在干燥风速3-4m/s、温度为500-550℃下鼓风干燥15-20min得到两段鼓风干燥的球团；
（3）预热：将经步骤（2）两段鼓风干燥的球团在温度为800-1000℃下预热10-15min得到预热球团；
（4）焙烧：将经步骤（3）预热得到预热球团进行三段焙烧，
一段焙烧：在温度为1000℃-1100℃焙烧20-30min；
二段焙烧：继续在温度为1200℃-1300℃焙烧35-45min；
三段焙烧：继续在温度为1400℃-1500℃焙烧50-60min得到直径大于6mm焙烧球团；
（5）保温：通过以4-8℃/min的降温速度将温度降至1200-1300℃，在此温度下将经步骤（4）得到直径大于6mm焙烧球团一段保温20-30min；然后再以10-14℃/min的降温速度降至1100-1200℃下二段保温10-20min得到保温球团；
（6）冷却：将经步骤（5）得到保温球团通入温度为200-500℃的风冷却45-60min，得到直径大于6mm褐铁矿球团产品。
2.根据权利要求1所述的加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其特征在于：所述步骤（1）中总褐铁矿矿粉中300目-70目的褐铁矿粉占87wt%以上。
3.根据权利要求1所述的加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水的加入量为褐铁矿矿粉质量的8-12%。
4.根据权利要求1所述的加腐植酸生产褐铁矿球团的方法，其特征在于：所述步骤（6）中冷却过程中排出的热气流能返回到步骤（2）鼓风干燥过程或者步骤（3）预热过程。
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2021
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