CN114763581A - 一种固废造球工艺及其高效烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固废造球工艺及其高效烧结方法，采用废氧化镁粉、含铁固废与粘结剂为原料，经配料、表面改性和造球后制得固废球团；再以固废球团和采用混合制粒工艺制成的矿质混料为烧结原料，混合后依次经布料、点火和烧结、冷却和整粒筛分后得到成品烧结矿；粘结剂采用废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰及玉米淀粉制备而成；废氧化镁粉和废氧化镁淤泥为氧化镁废弃物。本发明不仅充分回收利用了氧化镁废弃物、城市污泥和转底炉细粉料等钢铁厂内外固废，而且实现氧化镁局部集中的非均质烧结，避免了MgO均匀分布对烧结生产率不利影响，提高了固废球团的质量，从而显著提高成品烧结矿的质量指标和热能利用效率，减少燃料消耗以及CO2排放。
Description
技术领域
本发明属于冶金工业烧结工艺，涉及固体废弃物资源化技术，更具体地说，涉及一种固废造球工艺及其高效烧结方法。
背景技术
国家统计局公布的数据显示，2019年中国粗钢产量为9.96亿吨，按吨钢产生各种固废量约为100kg计算，2019年中国钢铁工业固废产生量达到了9960万吨左右，如果不能较好地进行循环利用，将会造成更为严重的资源浪费、环境污染等生态问题。
目前国内外钢铁企业对于含锌量低的固废主要通过直接配入烧结的方式实现回收利用；对于含锌量高的固废，在进行脱锌处理后，将块状产品供炼钢或高炉使用，粉状物料也主要通过直接配入烧结的方式回收利用；但是由于钢铁厂产生的固废存在粒度细、制粒性能差等问题，简单的直接配入烧结原料中，会造成烧结料层的透气性变差、烧结产质量指标下降等问题；因此，为了使钢铁厂内固废在变废为宝的同时，避免其带来的不利影响，需要开发可以实现固废高效环保利用的新工艺。
现有技术中也有一些涉及固废利用的相关介绍，比如中国专利CN1147597C公开了一种含铁粉尘锈化冷固团，以含铁粉尘为主料，铁粉污泥为辅料，经造球机造球，堆放锈化养护以后直接配入烧结料中或替代烧结铺底料。中国专利CN103114201B公开了一种钢铁厂含铁尘泥的造块方法，将含铁尘泥单独分流压团后与其它铁矿粉、熔剂、焦粉进行配料，再按照传统工艺进行烧结。中国专利CN201510594704.0公开了一种含铁粉尘高效烧结方法，包括如下步骤：1)将炼铁区域产生的低锌含铁粉尘与粘结剂进行配料、混匀，并经预处理改善成球性能后在圆盘造球机上制成直径为3～12mm粉尘球团，粉尘球团碳含量控制在1～15％；2)将质量分数68～75％匀矿与10～20％返矿、6～11％熔剂和1.8～6.5％固体燃料进行配料，混合制粒，得到平均粒度3～5mm的混合料；3)将粉尘球团均匀加入到混合料中得到烧结原料，然后经偏析布料、点火、烧结和冷却、整粒，得到成品。中国专利CN201811156211.9公开了一种粉尘制粒工艺及铁矿烧结工艺，粉尘制粒工艺包括以下步骤：1)配料：将高炉和/或烧结过程产生的各种粉尘进行配料，配料中加入碱度调节剂，得到粉尘配料；2)粉磨：将加入碱度调节剂后的粉尘配料进行粉磨，得到粉磨后的粉尘配料；3)混合：将粉磨后的粉尘配料进行混合，得到粉尘混合料；4)混磨：在粉尘混合料中加入粘结剂，润磨，得到润磨后的粉尘混合料；5)造球：将润磨后的粉尘混合料进行造球，得到粉尘生球；一种铁矿烧结工艺，将制得的粉尘生球添加到烧结混合料二混后得到的混匀矿中，一并进入烧结机进行烧结。上述方案虽然可以实现烧结工艺对钢铁厂内固废的回收利用，但还存在以下问题：1)在对固废进行单独压块或造球处理时，没有涉及氧化镁溶剂在固废球团中的添加问题，不能实现氧化镁局部集中的非均质烧结，因而也无法避免MgO均匀分布对烧结生产率的不利影响；2)采用含有碳酸钙的白云石灯作为氧化镁熔剂，因而会导致烧结时碳酸钙分解耗热和CO2排放问题；3)仅能回收利用钢铁厂内的固废，所利用的类型较为单一；4)对于固废球团或压块的落下强度没有提出明确的指标要求，无法避免实际生产过程中固废球团或压块多次转运以及布料导致的破碎问题，因而对改善烧结料层冷态、热态透气性以及提高料层的高度效果较差，不能显著提升烧结生产率和降低固废燃料的消耗；5)所用粘结剂的粘结效果不理想，且会带入SiO2和Al2O3等无价成分，不利于提高成品烧结矿铁品位。
因此，亟待开发一种新的固废利用工艺，不仅能回收利用氧化镁废弃物、含铁固废以及转底炉细粉料等钢厂内的多种固废，而且同时能够提高固废球团的质量，实现氧化镁局部集中的非均质烧结，从而显著提高成品烧结矿的产质量指标和热能利用效率，减少燃料消耗以及CO2排放。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种固废造球工艺及其高效烧结方法，不仅充分回收利用了氧化镁废弃物、城市污泥和转底炉细粉料等钢铁厂内外固废，而且实现氧化镁局部集中的非均质烧结，在避免了MgO均匀分布对烧结生产率不利影响的同时提高了固废球团的质量，从而显著提高成品烧结矿的产质量指标和热能利用效率，减少燃料消耗以及CO2排放。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供一种固废造球工艺，采用废氧化镁粉、含铁固废为固废原料，再加入粘结剂后，依次经配料混匀、表面改性和造球后制得固废球团；所述粘结剂采用废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉制备而成；所述废氧化镁粉和所述废氧化镁淤泥属于氧化镁废弃物。
优选地，(a)所述配料混匀为将所述废氧化镁粉与含铁固废、粘结剂配料，加水混合均匀后得到固废混料；
(b)所述表面改性为所述固废混料通过润磨或高压辊磨进行表面改性；
(c)所述造球为将表面改性后的固废混料加水造球得到固废球团。
优选地，所述废氧化镁淤泥的含水量≥40wt％；所述废氧化镁粉的含水量≤5wt％；和/或
所述氧化镁废弃物包括按干基重量百分比计的如下组分：MgO：85～95％、CaO≤0.1％、SiO2≤0.5％、Al2O3≤2.5％、TiO2≤5％。
优选地，所述含铁固废选自高炉出铁场灰、原料灰、烧结机尾除尘灰、烧结成品灰、储矿槽灰、烧结主电除尘灰和转底炉细粉料中的一种或多种。
优选地，所述含铁固废包括0～20wt％高炉出铁场灰、0～10wt％原料灰、25～45wt％烧结机尾除尘灰、15～35wt％成品灰、5～15wt％储矿槽灰、0～1wt％烧结主电除尘灰和0～10wt％转底炉细粉料。
优选地，所述废氧化镁粉的用量为所述固废原料的3～10wt％，所述含铁固废的用量为所述固废原料的90～97wt％；和/或
所述粘结剂的用量为固废原料干基总质量的0.5～2wt％。
优选地，所述粘结剂通过以下方式制备得到，将所述废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰混合均匀后，放置10～30min，再与所述玉米淀粉按质量比为2～4：1进行二次混合，混合均匀后即可得到。
优选地，所述粘结剂制备时，所述废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰的质量比为1：1～2：8～10。
优选地，所述城市污泥的含水量≥80％，其灰成分包括按重量百分数计的如下成分：TFe：3～8％、MgO：1～2.5％、CaO：30～45％、SiO2：20～30％、Al2O3：10～15％、K2O≤1.2％、Na2O≤0.8％、Zn≤0.5％。
优选地，所述步骤(b)中，所述表面改性过程中添加雾状水。
优选地，所述固废球团的氧化镁含量≥4wt％，含水量为8～15wt％，落下强度≥5次/0.5m；
所述固废球团的粒度组成为：粒径3～5mm占20～40wt％、粒径5～8mm占30～50wt％、粒径8～12mm占10～20wt％、粒径＞12mm占5～10wt％。
本发明第二方面提供一种固废高效烧结方法，以本发明第一方面所述的固废造球工艺制备的固废球团和采用混合制粒工艺制成的矿质混料为烧结原料，将所述固废球团和所述矿质混料混合后依次经布料、点火和烧结、冷却和整粒筛分后得到成品烧结矿。
优选地，所述固废球团占所述烧结原料总质量的5～15wt％，所述矿质混料占所述烧结原料总质量的85～95wt％。
优选地，所述烧结原料的总碱度为1.7～2.0，总氧化镁含量为1.0～1.6wt％。
优选地，所述矿质混料采用匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰和固体燃料为矿质原料制备而成，所述矿质混料中的氧化镁含量≤0.6wt％；和/或
所述固体燃料选自焦粉、无烟煤和兰炭中的一种或多种。
优选地，所述混合制粒工艺选自一次圆筒混合+二次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合中的一种。
本发明所提供的固废造球工艺及其高效烧结方法，还具有以下几点有益效果：
1)本发明的固废造球工艺及其高效烧结方法，将烧结原料分别将制成的氧化镁含量≥4％固废球团与采用混合制粒工艺制成的氧化镁含量≤0.6％的矿质混料，合在一起经布料、点火、烧结、冷却以及筛分制得成品烧结矿，实现了氧化镁局部集中的非均质烧结，在避免了MgO均匀分布对烧结生产率不利影响的同时提高了成品烧结矿的热态强度，从而进一步提高烧结产质量指标；
2)本发明的固废造球工艺及其高效烧结方法中，采用氧化镁废弃物替代白云石作为氧化镁熔剂，由于所用氧化镁废弃物的氧化镁含量约为白云石的4～5倍，且不存在碳酸根分解产生CO2排放问题，因此避免了烧结使用白云石导致的分解所耗热和CO2排放问题，可以实现低能耗、低CO2排放烧结；
3)本发明的固废造球工艺中及其高效烧结方法，废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉制成的粘结剂后，与氧化镁废弃物中的废氧化镁粉、含铁固废混合均匀后，经表面改性、造球制得落下强度≥5次/0.5m的固废球团再参与烧结，既实现了钢铁厂内固废和城市污泥中Fe、C、Ca等有价元素的高效、低成本回收利用，减少了烧结原料消耗，也确保了固废球团在经过多次转运和布料后仍能在烧结料层中保持球团状，从而改善烧结料层冷态、热态透气性以及提高料层高度，进一步提高烧结生产率和降低固体燃料消耗；
4)本发明的固废造球工艺及其高效烧结方法，氧化镁废弃物形态选择配入造球工艺的环节，采用氧化镁废弃物中的废氧化镁淤泥与城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉按照不同配比和混合顺序制成粘结剂，不仅利用了废氧化镁淤泥和城市污泥所富含的水分提前消化生石灰，也解决了废氧化镁淤泥和城市污泥难以混匀的难题，通过充分利用粘结剂各组分之间的性能互补显著提高了粘结剂粘结效果；此外，与造球常用的粘结剂膨润土相比，带入的SiO2和Al2O3等无价成分更少，有利于提高成品烧结矿铁品位。
附图说明
图1是本发明的固废造球工艺的流程示意图；
图2是本发明的固废高效烧结方法的流程示意图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明所提供的固废造球工艺，采用废氧化镁粉、含铁固废为固废原料，再加入粘结剂，依次经配料混匀、表面改性和造球后制得固废球团。
本发明中所提供的固废造球工艺，具体包含以下步骤：
(a)配料混匀，废氧化镁粉与含铁固废、粘结剂配料，加水混合均匀后得到固废混料；
具体过程为：采用废氧化镁粉、含铁固废为固废原料，再加入粘结剂和水，在强力混合机中经强力混合均匀后得到固废混料；废氧化镁粉的用量为固废原料的3～10wt％，含铁固废的用量为固废原料的90～97wt％；粘结剂的用量为固废原料干基总质量的0.5～2wt％。
其中，含铁固废选自高炉出铁场灰、原料灰、烧结机尾除尘灰、烧结成品灰、储矿槽灰、烧结主电除尘灰和转底炉细粉料中的一种或多种；在进一步的优选方案中，含铁固废包括0～20wt％高炉出铁场灰、0～10wt％原料灰、25～45wt％烧结机尾除尘灰、15～35wt％成品灰、5～15wt％储矿槽灰、0～1wt％烧结主电除尘灰和0～10wt％转底炉细粉料。
粘结剂采用废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉为粘结剂原料，将废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰按质量比为1：1～2：8～10强力混合均匀后，放置10～30min，再与玉米淀粉按质量比为2～4：1进行二次强力混合，混合均匀后即可得到；其中，城市污泥的含水量≥80％，其灰成分包括按重量百分数计的如下成分：TFe：3～8％、MgO：1～2.5％、CaO：30～45％、SiO2：20～30％、Al2O3：10～15％、K2O≤1.2％、Na2O≤0.8％、Zn≤0.5％；
上述的废氧化镁粉和废氧化镁淤泥均属于硅钢生产过程中中产生的氧化镁废弃物，由于收集方式不同，废氧化镁粉的含水量≤5wt％，废氧化镁淤泥的含水量≥40wt％；氧化镁废弃物干基成分包括按重量百分比计的如下组分：MgO：85～95％、CaO≤0.1％、SiO2≤0.5％、Al2O3≤2.5％、TiO2≤5％。
(b)表面改性，固废混料通过润磨或高压辊磨进行表面改性；
具体过程为：将上述得到的固废混料输送到润磨机或高压辊磨中进行提高成球性能的表面改性处理，并在改性处理过程中添加少量雾状水；经改性处理后的固废混料，采用氮气吸附法测得的比表面积≥4.0m2·g-1。
(c)造球，将表面改性后的固废混料加水造球得到固废球团。
具体过程为：上述表面改性处理后的固废混料送至圆盘造粒机上，加水造球，制成含水量为8～15wt％的固废球团；其中制备的固废球团中的氧化镁含量≥4wt％，落下强度≥5次/0.5m，其粒度组成为：粒径3～5mm占20～40wt％、粒径5～8mm占30～50wt％、粒径8～12mm占10～20wt％、粒径＞12mm占5～10wt％。
在上述固废造球工艺中，步骤(a)配料混匀中的加水量、步骤(b)表面改性中的用水量以及(c)造球中的用水量分别占整个工艺中的总加水量的40～55wt％、0～10wt％和35～50wt％。
如图2所示，本发明所提供的固废高效烧结方法，以上述固废造球工艺制备的固废球团和采用混合制粒工艺制成的矿质混料为烧结原料，将固废球团和矿质混料合在一起输送到布料中间仓，混合后依次经布料、点火和烧结、冷却和整粒筛分后得到成品烧结矿；其中，固废球团占烧结原料总质量的5～15wt％，矿质混料占烧结原料总质量的85～95wt％；烧结原料的总碱度为1.7～2.0，总氧化镁含量为1.0～1.6wt％。
矿质混料以匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰和固体燃料为矿质原料，按照混合制粒工艺制备而成，矿质混料的氧化镁含量≤0.6wt％；其中，匀矿中的氧化镁含量较低或几乎不含氧化镁；在矿质原料中，匀矿含量为60～70wt％、返矿含量为12～25wt％、石灰石含量为2.5～6.5wt％、第二生石灰含量为2～6wt％和固体燃料含量为2.8～4.5wt％；固体燃料选自焦粉、无烟煤和兰炭中的一种或多种；混合制粒工艺选自一次圆筒混合+二次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合中的一种。
在上述固废造球工艺和固废高效烧结方法，所使用的第一生石灰和第二生石灰之和为配入烧结的生石灰总量，按质量百分数计，第一生石灰占生石灰总量1～6wt％，第一生石灰占生石灰总量94～99wt％。
本发明的固废高效烧结方法中，烧结的利用系数达到1.450t·(m2·h)-1以上，成品率达到78.5％以上，此过程中制备的成品烧结矿的转鼓强度＞80％，铁品位达到57.0～59.0wt％。
下面结合具体的例子对本发明的固废造球工艺及其高效烧结方法进一步介绍；实施例1～4中，废氧化镁淤泥、废氧化镁粉选自某钢厂的硅钢生产过程中产生的氧化镁废弃物，废氧化镁粉的含水量≤5wt％，废氧化镁淤泥的含水量≥40wt％；氧化镁废弃物干基成分包括按重量百分比计的如下组分：MgO：85～95％、CaO≤0.1％、SiO2≤0.5％、Al2O3≤2.5％、TiO2≤5％。含铁固废选自某钢厂炼铁过程中产生的废弃物，包括0～20wt％高炉出铁场灰、0～10wt％原料灰、25～45wt％烧结机尾除尘灰、15～35wt％成品灰、5～15wt％储矿槽灰、0～1wt％烧结主电除尘灰和0～10wt％转底炉细粉料。城市污泥选自某城市生活污水处理厂，城市污泥的含水量≥80％，其灰成分包括按重量百分数计的如下成分：TFe：3～8％、MgO：1～2.5％、CaO：30～45％、SiO2：20～30％、Al2O3：10～15％、K2O≤1.2％、Na2O≤0.8％、Zn≤0.5％。其中，玉米淀粉、生石灰和石灰石均为常规市售；匀矿为市场上购买的多种含铁粉矿和铁精矿的混合物。固体燃料中的焦炭为某钢铁厂自产，固体燃料中的兰炭和无烟煤为常规市售。返矿来源于烧结矿整粒筛分过程中产生的-5mm烧结矿以及烧结矿在高炉槽下的筛下物。
实施例1
本实施例中的废氧化镁淤泥、废氧化镁粉、城市污泥、含铁固废通过以下方式进行处理：
(1)制备粘结剂：将废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰按照质量比为1：1：8强力混合均匀后，放置10min，再与玉米淀粉按质量比为2：1进行二次强力混合，混合均匀后制得粘结剂；
(2)制备固废球团：将3wt％的废氧化镁粉、97wt％的含铁固废作为固废原料加入到强力混合机，配入本实施例中制备的粘结剂，并加入水经强力混合均匀后得到固废混料，其中粘结剂占固废原料干基质量的0.5wt％；然后再经润磨机表面改性处理使固废混料的比表面积达到4.0m2·g-1后，在圆盘造球机上加水造球，制成落下强度达到15次/0.5m和氧化镁含量为4wt％的固废球团；
(3)制备成品烧结矿：将匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰和焦粉采用一次圆筒混合+二次圆筒混合的混合制粒工艺制成氧化镁含量0.5％的矿质混料，然后将15wt％的固废球团和85wt％的矿质混料作为烧结原料合在一起输送到布料中间仓，混合后依次经过布料、点火、烧结、冷却以及整粒筛分制得转鼓强度为80.74％、铁品位为57.0wt％的成品烧结矿；
本实施例的固废高效烧结方法中，烧结的利用系数为1.724t(m2h)-1，成品率为79.73％，固体燃料(焦粉)单耗为45.65kg/t。
实施例2
本实施例中的废氧化镁淤泥、废氧化镁粉、城市污泥、含铁固废通过以下方式进行处理：
(1)制备粘结剂：将废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰按照质量比为1：2：10强力混合均匀后，放置30min，再与玉米淀粉按质量比为4：1进行二次强力混合，混合均匀后制得粘结剂；
(2)制备固废球团：将8wt％的废氧化镁粉、92wt％的含铁固废作为固废原料加入到强力混合机，配入本实施例中制备的粘结剂，并加入水经强力混合均匀后得到固废混料，其中粘结剂占固废原料干基质量的2.0wt％；然后再经润磨机表面改性处理使固废混料的比表面积达到6.0m2·g-1后，在圆盘造球机上加水造球，制成落下强度达到12次/0.5m和氧化镁含量为8.6wt％的固废球团；
(3)制备成品烧结矿：将匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰和焦粉采用强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合的混合制粒工艺制成氧化镁含量0.6％的矿质混料，然后将12.5wt％的固废球团和87.5wt％的矿质混料作为烧结原料合在一起输送到布料中间仓，混合后依次经过布料、点火、烧结、冷却以及整粒筛分制得转鼓强度为80.13％、铁品位为57.7wt％的成品烧结矿；
本实施例的固废高效烧结方法中，烧结的利用系数为1.612t(m2h)-1，成品率为78.95％，固体燃料(焦粉)单耗为46.15kg/t。
实施例3
本实施例中的废氧化镁淤泥、废氧化镁粉、城市污泥、含铁固废通过以下方式进行处理：
(1)制备粘结剂：将废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰按照质量比为1：2：9强力混合均匀后，放置20min，再与玉米淀粉按质量比为3：1进行二次强力混合，混合均匀后制得粘结剂；
(2)制备固废球团：将5wt％的废氧化镁粉、95wt％的含铁固废作为固废原料加入到强力混合机，配入本实施例中制备的粘结剂，并加入水经强力混合均匀后得到固废混料，其中粘结剂占固废原料干基质量的1.0wt％；然后再经润磨机表面改性处理使固废混料的比表面积达到5.0m2·g-1后，在圆盘造球机上加水造球，制成落下强度达到10次/0.5m和氧化镁含量为5.8wt％的固废球团；
(3)制备成品烧结矿：将匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰、焦粉和无烟煤采用强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合的混合制粒工艺制成氧化镁含量0.55％的矿质混料，然后将10wt％的固废球团和90wt％的矿质混料作为烧结原料合在一起输送到布料中间仓，混合后依次经过布料、点火、烧结、冷却以及整粒筛分制得转鼓强度为80.31％、铁品位为58.3wt％的成品烧结矿；
本实施例的固废高效烧结方法中，烧结的利用系数为1.551t(m2h)-1，成品率为79.27％，固体燃料(焦粉)单耗为47.02kg/t。
实施例4
本实施例中的废氧化镁淤泥、废氧化镁粉、城市污泥、含铁固废通过以下方式进行处理：
(1)制备粘结剂：将废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰按照质量比为1：2：8强力混合均匀后，放置20min，再与玉米淀粉按质量比为4：1进行二次强力混合，混合均匀后制得粘结剂；
(2)制备固废球团：将10wt％的废氧化镁粉、90wt％的含铁固废作为固废原料加入到强力混合机，配入本实施例中制备的粘结剂，并加入水经强力混合均匀后得到固废混料，其中粘结剂占固废原料干基质量的0.5wt％；然后再经润磨机表面改性处理使固废混料的比表面积达到4.0m2·g-1后，在圆盘造球机上加水造球，制成落下强度达到5次/0.5m和氧化镁含量为10wt％的固废球团；
(3)制备成品烧结矿：将匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰、焦粉和无烟煤采用强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合的混合制粒工艺制成氧化镁含量为0.55％的矿质混料，然后将5wt％的固废球团和95wt％的矿质混料作为烧结原料合在一起输送到布料中间仓，混合后依次经过布料、点火、烧结、冷却以及整粒筛分制得转鼓强度为80.11％、铁品位为59.0wt％的成品烧结矿；
本实施例的固废高效烧结方法中，烧结的利用系数为1.497t(m2h)-1，成品率为79.03％，固体燃料(焦粉)单耗为47.86kg/t。
结合实施例1～4可知，本发明的固废造球工艺及其高效烧结方法，将废氧化镁淤泥和废氧化镁粉作为熔剂与城市污泥和含铁固废制成氧化镁含量≥4％的固废球团，再将固废球团与采用混合制粒工艺制成的氧化镁含量≤0.6％的矿质混料作为烧结原料，合在一起经布料、点火、烧结、冷却以及筛分制得成品烧结矿，实现了氧化镁局部集中的非均质烧结，在避免了MgO均匀分布对烧结生产率不利影响的同时提高了成品烧结矿的热态强度，从而进一步提高烧结产质量指标；在固废造球工艺及其高效烧结方法中，采用氧化镁废弃物替代白云石作为氧化镁熔剂，由于所用氧化镁废弃物的氧化镁含量约为白云石的4～5倍，且不存在碳酸根分解产生CO2排放问题，因此避免了烧结使用白云石导致的分解所耗热和CO2排放问题，可以实现低能耗、低CO2排放烧结；该固废造球工艺中及其高效烧结方法中，采用废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉制成的粘结剂后，再与氧化镁废弃物中的废氧化镁粉、含铁固废混合均匀后，经表面改性、造球制得落下强度≥5次/0.5m的固废球团再参与烧结，既实现了钢铁厂内固废和城市污泥中Fe、C、Ca等有价元素的高效、低成本回收利用，减少了烧结原料消耗，也确保了固废球团在经过多次转运和布料后仍能在烧结料层中保持球团状，从而改善烧结料层冷态、热态透气性以及提高料层高度，进一步提高烧结生产率和降低固体燃料消耗；在固废造球工艺及其高效烧结方法中，氧化镁废弃物形态选择配入造球工艺的环节，采用氧化镁废弃物中的废氧化镁淤泥与城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉按照不同配比和混合顺序制成粘结剂，不仅利用了废氧化镁淤泥和城市污泥所富含的水分提前消化生石灰，也解决了废氧化镁淤泥和城市污泥难以混匀的难题，通过充分利用粘结剂各组分之间的性能互补显著提高了粘结剂粘结效果；此外，与造球常用的粘结剂膨润土相比，带入的SiO2和Al2O3等无价成分更少，有利于提高成品烧结矿铁品位。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (15)
1.一种固废造球工艺，其特征在于，采用废氧化镁粉、含铁固废为固废原料，再加入粘结剂后，依次经配料混匀、表面改性和造球后制得固废球团；所述粘结剂采用废氧化镁淤泥、城市污泥、第一生石灰以及玉米淀粉制备而成；所述废氧化镁粉和所述废氧化镁淤泥属于氧化镁废弃物。
2.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，(a)所述配料混匀为将所述废氧化镁粉与含铁固废、粘结剂配料，加水混合均匀后得到固废混料；
(b)所述表面改性为所述固废混料通过润磨或高压辊磨进行表面改性；
(c)所述造球为将表面改性后的固废混料加水造球得到固废球团。
3.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，
所述废氧化镁淤泥的含水量≥40wt％；所述废氧化镁粉的含水量≤5wt％；和/或所述氧化镁废弃物包括按干基重量百分比计的如下组分：MgO：85～95％、CaO≤0.1％、SiO2≤0.5％、Al2O3≤2.5％、TiO2≤5％；和/或
所述含铁固废选自高炉出铁场灰、原料灰、烧结机尾除尘灰、烧结成品灰、储矿槽灰、烧结主电除尘灰和转底炉细粉料中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，所述含铁固废包括0～20wt％高炉出铁场灰、0～10wt％原料灰、25～45wt％烧结机尾除尘灰、15～35wt％成品灰、5～15wt％储矿槽灰、0～1wt％烧结主电除尘灰和0～10wt％转底炉细粉料。
5.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，
所述废氧化镁粉的用量为所述固废原料的3～10wt％，所述含铁固废的用量为所述固废原料的90～97wt％；和/或
所述粘结剂的用量为固废原料干基总质量的0.5～2wt％。
6.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，所述粘结剂通过以下方式制备得到，将所述废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰混合均匀后，放置10～30min，再与所述玉米淀粉按质量比为2～4：1进行二次混合，混合均匀后即可得到。
7.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，所述粘结剂制备时，所述废氧化镁淤泥、城市污泥和第一生石灰的质量比为1：1～2：8～10。
8.根据权利要求1所述的固废造球工艺，其特征在于，所述城市污泥的含水量≥80％，其灰成分包括按重量百分数计的如下成分：TFe：3～8％、MgO：1～2.5％、CaO：30～45％、SiO2：20～30％、Al2O3：10～15％、K2O≤1.2％、Na2O≤0.8％、Zn≤0.5％。
9.根据权利要求2所述的固废造球工艺，其特征在于，所述步骤(b)中，所述表面改性过程中添加雾状水。
10.根据权利要求1～9任一项所述的固废造球工艺，其特征在于，所述固废球团的氧化镁含量≥4wt％，含水量为8～15wt％，落下强度≥5次/0.5m；
所述固废球团的粒度组成为：粒径3～5mm占20～40wt％、粒径5～8mm占30～50wt％、粒径8～12mm占10～20wt％、粒径＞12mm占5～10wt％。
11.一种固废高效烧结方法，其特征在于，以如权利要求1～9任一项所述固废造球工艺制备的固废球团和采用混合制粒工艺制成的矿质混料为烧结原料，将所述固废球团和所述矿质混料混合后依次经布料、点火和烧结、冷却和整粒筛分后得到成品烧结矿。
12.根据权利要求11所述的固废高效烧结方法，其特征在于，所述固废球团占所述烧结原料总质量的5～15wt％，所述矿质混料占所述烧结原料总质量的85～95wt％。
13.根据权利要求11所述的固废高效烧结方法，其特征在于，所述烧结原料的总碱度为1.7～2.0，总氧化镁含量为1.0～1.6wt％。
14.根据权利要求11所述的固废高效烧结方法，其特征在于，所述矿质混料采用匀矿、返矿、石灰石、第二生石灰和固体燃料为矿质原料制备而成，所述矿质混料中的氧化镁含量≤0.6wt％；和/或，所述固体燃料选自焦粉、无烟煤和兰炭中的一种或多种。
15.根据权利要求11所述的固废高效烧结方法，其特征在于，所述混合制粒工艺选自一次圆筒混合+二次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合+三次圆筒混合、强力混合+二次圆筒混合中的一种。
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