CN114790509A - 含铬除尘灰回收利用工艺 - Google Patents

含铬除尘灰回收利用工艺 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括：将干料和水按100:4～100:6的重量比例进行搅拌得到胚料；干料按重量份包括800～900份含铬除尘灰，80～120份外矿粉，40～60份膨润土；将胚料加入压球机中，以25～35kg/min的进料量进行造粒，得到冷压球团；将冷压球团加入烘干炉中，在二氧化碳的氛围中以500～600℃的温度烘烤干燥，干燥后再冷却至室温得到烧结球团；将烧结球团放置于干燥室中10～20天，得成品球团；将成品球团与铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼。本申请将含铬除尘灰回收利用，使高碳铬铁除尘灰回炉再冶炼，变废为宝，实现资源循环再利用，避免环境污染。

Description

含铬除尘灰回收利用工艺
技术领域
本申请涉及钢铁冶炼技术，尤其涉及一种含铬除尘灰回收利用工艺。
背景技术
铁合金矿热炉生产高碳铬铁主要原料为铬矿、焦炭和硅石。原料混合后进入矿热炉，在不同的温度条件下焦炭还原铬矿中铬和铁的氧化物得到铬铁合金。含铬除尘灰是矿热炉冶炼时，经除尘器处理捕集所得。含铬除尘灰中Cr2O3含量在7～10％之间，若不对含铬除尘灰进行处理而排放，不仅会导致环境污染，还会造成资源浪费。
发明内容
本申请提供一种含铬除尘灰回收利用工艺，用以解决上述含铬除尘灰未经处理排放易造成污染环境和资源浪费的问题。
本申请提供一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括：
将干料和水按100:4～100:6的重量比例混合，进行搅拌操作，得到胚料；干料按重量份包括800～900份含铬除尘灰，80～120份外矿粉，40～60份膨润土；
将胚料加入压球机中，以25～35kg/min的进料量进行造粒，压球机的压力范围为8～16MPa，得到冷压球团；
将冷压球团加入烘干炉中，在二氧化碳的氛围中以500～600℃的温度烘烤干燥，干燥结束后，再冷却至室温得到烧结球团；
将烧结球团放置于干燥室中10～20天，即得成品球团；
将成品球团与铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，即完成含铬除尘灰的回收利用。
本申请提供的含铬除尘灰回收利用工艺，将含铬除尘灰、外矿粉、膨润土和水混合、压制并烘烤干燥成球团，最后添加入铬铁矿的冶炼过程中，不仅能实现对含铬除尘灰的回收利用，具有节约资源，降低企业生产成本的作用，还具有减少污染、保护环境的有益效果。此外，本申请中，在二氧化碳氛围中干燥冷压球团，能使冷压球团中的钙、镁的氢氧化物转化成相应的碳酸盐，有利于增强成品球团的强度，并且阶梯式的升温方式能够减少冷压球团在干燥过程中的碎裂率。而且成品球团中含有的钙、镁的碳酸盐，在冶炼温度下会分解成为相应的氧化钙和氧化镁，这能增加球团的碱性，添加合适量的成品球团，能调节冶炼铬铁矿时的碱度，降低冶炼过程中铁矿中酸性物质对炉衬的腐蚀，进而降低生产和维护成本。
可选地，烘烤干燥的操作步骤为：向烘干炉中通入二氧化碳气体，以3～5℃/min的速率升温至85～200℃，并保温20～30min；再以10～20℃/min的升温速率升温至500～600℃，然后保温1～2h。
可选地，冷压球团的目标粒度为23～40mm。
可选地，将冷压球团加入烘干炉之前，还进行筛分操作，筛分操作如下：
将造粒得到的冷压球团置于孔径小于冷压球团的目标粒度1～3mm的网筛中，过筛，筛分掉不符合目标粒度的冷压球团。
可选地，在筛分操作之后，还向符合目标粒度的冷压球团上喷洒浓度为1.2～2.5wt％的粉化抑制剂水溶液，粉化抑制剂按重量份包括：60～70份硼酸和10～30份偏硼酸钙。
本申请中添加碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠为致孔剂，在冷压球团烘烤干燥过程中分解产生二氧化碳气体，能够在球团中形成由内至外的细孔，使得成品球团具有大量的内表面积，能提升球团在与铬铁矿共同冶炼过程中对二氧化硫等含硫气体的吸附量，减少含硫气体的排放，有利于减少冶炼过程中的污染，具有保护环境的优点，并且还能与冷压球团中的氢氧化钙反应生成碳酸钙，提升球团的强度。
可选地，搅拌操作中，搅拌速率为150～250rpm，搅拌时间为25～35min。
可选地，干料中还包括50～100重量份致孔剂，致孔剂为碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠。
可选地，干燥室中温度为25～30℃，相对湿度为30～40％。
可选地，含铬除尘灰中铬含量为7～10％，外矿粉为铬含量≥38％的铬铁矿粉。
可选地，干料中还包括70～100重量份焦炭粉，焦炭粉的粒度为300～400目。
本申请提供的含铬除尘灰回收利用工艺，将含铬除尘灰与外矿粉和膨润土混合，冷压成球，并在烘干炉中烘干烧制，制成烧结球团，最后在干燥室中放置10～20天，得到成品球团，最后将成品球团和铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，完成含铬除尘灰的回收利用过程。本申请的工艺将含铬除尘灰回收利用，使高碳铬铁除尘灰回炉再冶炼，变废为宝，实现了资源循环再利用，可产生积极的经济效益和环境效益，对于解决除尘灰积压难题，消化除尘灰存储也有积极意义。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。
本申请提供一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括：
S101、将干料和水按100:4～100:6的重量比例混合，进行搅拌操作，得到胚料；干料按重量份包括800～900份含铬除尘灰，80～120份外矿粉，40～60份膨润土；
S102、将胚料加入压球机中，以25～35kg/min的进料量进行造粒，压球机的压力范围为8～16MPa，得到冷压球团；
S103、将冷压球团加入烘干炉中，在二氧化碳的氛围中以500～600℃的温度烘烤干燥，干燥结束后，再冷却至室温得到烧结球团；
S104、将烧结球团放置于干燥室中放置10～20天，即得成品球团；
S105、将成品球团与铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，即完成含铬除尘灰的回收利用。
可选地，含铬除尘灰中铬含量为7～10％，外矿粉为铬含量≥38％的铬铁矿粉。
本申请中，含铬除尘灰是矿热炉冶炼时，矿热炉中排放的烟气经除尘器处理捕集所得的灰尘。这些含铬除尘灰是将工厂内不同批次的除尘灰收集后均质均量后作为干料的成分使用的，因为来自不同批次的除尘灰的成分差异较大，这样将除尘灰均质均量后使用能使得除尘灰的重量稳定，从而使制得的球团的品质稳定和均一，含铬除尘灰中Cr2O3含量在7～10％之间，三氧化二铁含量约12～18％，还含有部分MgO和CaO，若是该除尘灰不经处理直接排放，会造成很严重的环境污染，因为除尘灰中所含有的Cr2O3在进入环境后，遇酸成为游离的三价铬离子，三价铬离子极易被氧化成剧毒的六价铬离子，因而会造成极严重的环境问题。本申请的干料以含铬除尘灰为主要成分，利于对含铬除尘灰的回收，并且由于含铬除尘灰颗粒细腻利于球团的粘结和成型，水分加入量应适宜，加入量为干料总重量的4～6％，过多则压制成的球团过软而难以成形，若过少则压制成的球团易粉化。
本申请中，外矿粉为粒度小于5mm的铬铁矿粉，并且外矿粉中铬含量≥38％。将外矿粉和除尘灰共同混合，能提高最终得到的球团中铬、铁等金属的含量，提升最终得到的球团的可利用性。
膨润土也叫斑脱岩、皂土或膨土岩，膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，层间阳离子为Na+时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca2+时称钙基膨润土；层间阳离子为H+时称氢基膨润土，也称活性白土、天然漂白土或酸性白土；层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。
膨润土作为粘接剂的粘接原理是，蒙脱石的骨架结构，不仅表面可吸附水分，晶层间也可吸附一定量的水。在球团中，膨润土一方面改变了吸附在表面的水性质，增强了颗粒间毛细水的粘滞力；另一方面控制着水分的蒸发，减少了蒸发应力对球团的冲击，从而增强了球团的强度。而且，膨润土是一种高分散性物质，添加膨润土后改善了烧结球团的粒度组成，使球团微粒内毛细管径变小，毛细力增大，另一方面膨润土吸水后呈胶体颗粒，填充在微粒之间，增加了颗粒之间的分子粘结力，故它能强化制粒。
可选地，冷压球团的目标粒度为23～40mm。
将胚料进行造粒是利用湿式低压压球机完成的，低温造粒能耗小，操作简便，适用范围广，压球机的压球模具材料，采用高强度、耐磨金属材料制成，用以提高使用寿命；冷压球团为圆球形、椭球形、扁球形，利于压球生产，保证最终制成的球团的强度。制造成的球团的目标粒度为23～40mm，能有效降低冷压后球团碎裂的程度；压球机压力范围为8～16MPa，合适的压力范围使得制得的冷压球团质地紧实、不易碎裂，有利于降低冷压球团的碎裂率。
可选地，烘烤干燥为：向烘干炉中通入二氧化碳气体，以3～5℃/min的速率升温至85～200℃，并保温20～30min；再以10～20℃/min的升温速率升温至500～600℃，然后保温1～2h。
本申请中，将冷压球团加入烘干炉中，烘干炉比如是马弗炉，烘烤时，向烘干炉中通入二氧化碳，使得冷压球团在二氧化碳氛围中干燥，是因为除尘灰中含有MgO和CaO，氧化镁和氧化钙与水反应会生成氢氧化镁和氢氧化钙，反应如下：
MgO+H2O＝Mg(OH)2；
CaO+H2O＝Ca(OH)2。
这些生成的氢氧化镁和氢氧化钙会影响球团的强度，在冷压球团烘干时通入二氧化碳气体，可以使球团中的氢氧化镁和氢氧化钙反应生成相应的碳酸盐，反应如下：
Mg(OH)2+CaO2＝MgCO3+H2O；
Ca(OH)2+CaO2＝CaO3+H2O。
所生成的水分，随着烘干被蒸发，而生成的碳酸镁和碳酸钙能提高球团的强度。
在烘烤过程中，先以3～5℃/min的速率缓慢升温至85～200℃，并保温20～30min，缓慢升温能避免由于快速升温导致球团内外温差大进而导致球团破裂的现象的发生，先缓慢升温至85～200℃并保温20～30min，能使球团中多余的水分蒸发，并能保持球团的形态；再以10～20℃/min的速率快速升温至500～600℃，快速升温有利于缩短烘干时间，在前期缓慢升温使得球团干燥定型后，快速升温至预定温度，利于节约时间。将球团于500～600℃烘烤，能使球团迅速固结，以增强球团的强度。
可选地，干燥室中温度为25～30℃，相对湿度为30～40％。
将制得的烧结球团放置于干燥室10～20天，干燥室中温度为25～30℃，相对湿度为30～40％，这种温度和湿度有利于膨润土的骨架结构和晶型的生长，并且这样的温度和湿度有利于膨润土将环境中的水分吸收，以稳定球团的形状，放置烧结球团可以使烧结球团的结构和性质稳定，有利于提升最终得到的成品球团的强度。
本申请中将成品球团与铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼回收利用。因为成品球团中的铁含量和铬含量偏低，只能作为辅料添加使用，若成品球团的添加量过高，则会导致冶炼过程中得到的钢铁的品质下降，且会影响炉渣的品质。将成品球团与铬铁矿一同冶炼，完成对含铬除尘灰的回收利用，而且成品球团中含有的钙、镁的碳酸盐，在冶炼温度下会分解成为相应的氧化钙和氧化镁，这能增加球团的碱性，添加合适量的成品球团，能调节冶炼铬铁矿时的碱度，降低冶炼过程中铁矿中酸性物质对炉衬的腐蚀，进而降低生产和维护成本。
本申请的工艺，将含铬除尘灰添加外矿粉和膨润土制成球团，再加入铬铁矿的冶炼过程中，实现含铬除尘灰的回收利用，降低铁矿石的消耗量，进而实现钢铁冶炼副产品循环利用，降低了炼钢厂处理除尘灰的成本，同时为炼钢厂可持续发展提供了强有力的支持。
可选地，将冷压球团加入烘干炉之前，还进行筛分操作，筛分操作如下：
将造粒得到的冷压球团置于孔径小于冷压球团的目标粒度1～3mm的网筛中，过筛，筛分掉不符合目标粒度的冷压球团。本申请中，将造粒得到的冷压球团在进入烘干炉干燥之前还经过15～20mm的网筛过筛进行筛分，除掉碎裂或未成形的冷压球团。此筛分过程将不符合目标粒度的冷压球团剔除，有利于提升烧结球团的品质，同时也能降低能耗。
可选地，在筛分操作之后，还向符合目标粒度的冷压球团上喷洒浓度为1.2～2.5wt％的粉化抑制剂水溶液，粉化抑制剂按重量份包括：60～70份硼酸和10～30份偏硼酸钙。
冷压球团中掺入了外矿粉，外矿粉是含铬量大于38％的铬铁矿粉，其成分中含有二氧化硅、氧化亚铁、三氧化二铁等，这些物质存在于冷压球团中，在500～600℃下烘烤干燥时，上述物质可能出现相变或晶格变化而使得球团破裂，喷洒由硼酸和偏硼酸钙以一定比例混合制得的抑制剂，能在冷压球团的表面形成保护膜，从而降低球团破裂粉化的概率，能降低生产损失；并且硼酸和偏硼酸钙在冶炼时的温度1300～1500℃下能迅速挥发，而不会影响球团的冶炼性能。
可选地，搅拌操作中搅拌速率为150～250rpm，搅拌时间为25～35min。
本申请中，均匀的搅拌速率能够使得胚料混合均匀，制得球团的品质稳定均一，搅拌操作在搅拌机中完成。
可选地，干料中还包括50～100重量份致孔剂，致孔剂为碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠。
本申请中，使用致孔剂能使制得的成品球团中产生诸多致密的小孔，有利于吸附成品球团与铬矿石共同冶炼时产生的有害气体，比如二氧化硫等含硫的气体。碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠加入球团中，还可与球团中的氢氧化钙、氢氧化镁反应生成碳酸钙、碳酸镁。本申请中使用碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠为致孔剂；例如，碳酸氢钠在烘干过程中受热会分解，其在50℃以上迅速分解，在270℃时完全分解生成二氧化碳，其分解过程中产生的气体由球团内部向外部扩散，能形成小孔。由于致孔剂在成品球团中造成了大量小孔，这些小孔使得成品球团具有大的内表面积，能提升成品球团对二氧化硫等含硫的气体的吸附量，并且这些小孔处于介观规模，当含有致孔剂的成品球团与铬铁矿一同冶炼时，在冶炼温度下，碳酸镁、碳酸钙又分解为氧化镁、氧化钙，还能增加铬铁矿的碱度，能与冶炼过程中产生的酸性气体比如二氧化硫等含硫的气体反应并将其除去，降低冶炼过程中硫的排放，有利于环境保护。
可选地，干料中还包括70～100重量份焦炭粉，焦炭粉的粒度为300～400目。
本申请中的焦炭粉主要成分是炭，在成品球团与铬铁矿共同冶炼时，焦炭粉可用作还原剂，利于将球团和铬铁矿中氧化态的金属还原，碳粉的添加能够降低在冶炼过程中其他还原剂的使用，有利于降低生产成本。
本申请的含铬除尘灰回收利用工艺，将含铬除尘灰、外矿粉、膨润土和水混合，冷压成球，并在烘干炉中烘干烧制，制成烧结球团，最后在干燥室中放置10～20天，得到成品球团，最后将成品球团和铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，完成含铬除尘灰的回收利用过程。本申请的工艺将含铬除尘灰回收利用，使高碳铬铁除尘灰回炉再冶炼，变废为宝，实现了资源循环再利用，可产生积极的经济效益和环境效益，对于解决除尘灰积压难题，消化除尘灰存储也有积极意义，是值得高碳铬铁铁合金企业开发的项目。此外，本申请中的工艺中所使用的除尘灰不限于含铬除尘灰，钢铁冶炼过程中所产生的其他除尘灰比如含镍除尘灰、含钛除尘灰、含钒除尘灰等也适用于本申请的工艺；其他金属，比如铜冶炼过程中所产生的除尘灰也适用于本申请的工艺。
本申请的工艺制得的成品球团，强度高，平均强度大于700N，耐磨性能和落下强度都极佳，完全满足工厂日常生产所需。
下面以具体实施实施例说明本申请的工艺。
实施例1
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将800份含铬除尘灰，80份外矿粉，40份膨润土和37份水混合，加入搅拌机中用150rpm的速率搅拌35min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以25kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为8MPa，设置目标粒度为25mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为24mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；再将筛分后符合目标粒度的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至200℃，并在200℃保温20min，再以10℃/min的升温速率升温至500℃，再在500℃保温1h，干燥结束后，将球团冷却至室温，得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于25℃，相对湿度为30％的干燥室中放置20天，即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:4的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，即完成含铬除尘灰的回收利用。
实施例2
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将900份含铬除尘灰，120份外矿粉，60份膨润土和65份水混合，加入搅拌机中用250rpm的速率搅拌30min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以35kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为16Mpa，设置目标粒度为23mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为20mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；再将筛分后符合目标粒度的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以5℃/min的升温速率升温至85℃，并在85℃保温30min，再以20℃/min的升温速率升温至600℃，再在600℃保温2h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于30℃，相对湿度为40％的干燥室中放置10天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:4的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例3
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将850份含铬除尘灰，100份外矿粉，50份膨润土和36份水混合，加入搅拌机中用200rpm的速率搅拌30min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以30kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为10Mpa，设置目标粒度为40mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为34mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；再将筛分后符合目标粒度的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以4℃/min的升温速率升温至150℃，并在150℃保温25min，再以15℃/min的升温速率升温至500℃，再在500℃保温1.5h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于25℃，相对湿度为30％的干燥室中放置15天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:5的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例4
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将820份含铬除尘灰，110份外矿粉，55份膨润土和48份水混合，加入搅拌机中用150rpm的速率搅拌35min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以32kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为12Mpa，设置目标粒度为30mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为28mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；再将筛分后符合目标粒度的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以4℃/min的升温速率升温至135℃，并在135℃保温24min，再以18℃/min的升温速率升温至560℃，再在560℃保温1.5h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于27℃，相对湿度为35％的干燥室中放置16天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:4的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例5
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将870份含铬除尘灰，90份外矿粉，50份膨润土和51份水混合，加入搅拌机中用200rpm的速率搅拌26min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以27kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为14Mpa，设置目标粒度为35mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为32mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；再将筛分后符合目标粒度的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至155℃，并在155℃保温27min，再以12℃/min的升温速率升温至520℃，再在520℃保温1.5h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于26℃，相对湿度为38％的干燥室中放置17天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:5的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例6
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将870份含铬除尘灰，90份外矿粉，50份膨润土和51份水混合，加入搅拌机中用200rpm的速率搅拌26min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以27kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为14Mpa，设置目标粒度为35mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为32mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；向筛分后符合目标粒度的冷压球团喷洒浓度为2.5wt％的粉化抑制剂水溶液，其中粉化抑制剂含有60份硼酸和10份偏硼酸钙；再将喷洒过粉化抑制剂水溶液的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至155℃，并在155℃保温27min，再以12℃/min的升温速率升温至520℃，再在520℃保温1.2h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于26℃，相对湿度为38％的干燥室中放置17天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:5的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例7
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将800份含铬除尘灰，80份外矿粉，40份膨润土和37份水混合，加入搅拌机中用150rpm的速率搅拌35min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以25kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为13Mpa，设置目标粒度为25mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为24mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；向筛分后符合目标粒度的冷压球团喷洒浓度为1.2wt％的粉化抑制剂水溶液，其中粉化抑制剂含有70份硼酸和30份偏硼酸钙；再将喷洒过粉化抑制剂水溶液的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至85℃，并在85℃保温20min，再以10℃/min的升温速率升温至500℃，再在500℃保温1h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于25℃，相对湿度为30％的干燥室中放置10天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:4的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例8
一种含铬除尘灰回收利用工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份将800份含铬除尘灰，80份外矿粉，40份膨润土和37份水混合，加入搅拌机中用150rpm的速率搅拌35min，得到胚料。
(2)将胚料加入压球机中，以25kg/min的进料量进行压球造粒，压球机压力为15Mpa，设置目标粒度为25mm，得到冷压球团；
(3)将冷压球团用孔径为24mm的网筛进行筛分，除去不符合目标粒度的冷压球团；向筛分后符合目标粒度的冷压球团喷洒浓度为1.8wt％的粉化抑制剂水溶液，其中粉化抑制剂含有65份硼酸和20份偏硼酸钙；再将喷洒过粉化抑制剂水溶液的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至85℃，并在85℃保温20min，再以10℃/min的升温速率升温至500℃，再在500℃保温2h，干燥结束后，将球团冷却至室温得到烧结球团。
(4)将烧结球团置于25℃，相对湿度为30％的干燥室中放置10天即得到成品球团；
(5)将成品球团与铬铁矿以1:4的重量比混合后投入矿热炉中冶炼回收使用。
实施例9
一种含铬除尘灰回收利用工艺，其余操作与实施例5相同，与实施例5的不同之处在于，向干料中加入70重量份粒径为300～400目的焦炭粉。
实施例10
一种含铬除尘灰回收利用工艺，其余操作与实施例5相同，与实施例5的不同之处在于，向干料中加入100重量份300～400目的焦炭粉。
实施例11
一种含铬除尘灰回收利用工艺，其余操作与实施例5相同，与实施例5的不同之处在于，向干料中加入100重量份一水碳酸钠。
实施例12
一种含铬除尘灰回收利用工艺，其余操作与实施例5相同，与实施例5的不同之处在于，向干料中加入50重量份碳酸氢钠。
对比例1
其余操作与实施例5相同，与实施例5的不同之处在于，冷压球团进入马弗炉中在氮气氛围下干燥。
实验例1
对上述实施例1～实施例12和对比例1所制得的成品球团进行落下强度和转鼓强度及抗磨指数进行测定。
(1)落下强度的测定方法如下：
分别取3.0kg实施例1～实施例12所制得的成品球团放入一个方型料箱中，料箱由厚度为3mm的钢板焊制而成，将装有成品球团的料箱提升至2m处，让其自由落在厚度大于20mm的钢板上，共计跌落4次，然后用10mm的方孔筛分级，以大于10mm的粒级重量的百分数表示落下强度指标。其中测量结果保留2位小数，每个试样重复两次试验，两次试验结果之差不大于2.00％，落下强度按实际测量值计算，测定结果表示方法如下：
Figure BDA0003622929140000131
F为落下强度；
m为落下后大于10mm粒级重量，kg；
M为试样总重量，kg。
(2)转鼓强度及抗磨指数
参考国家标准GB/T8209-1987《烧结矿和球团矿转鼓强度的测定方法》对实施例1～实施例12和对比例1所制得的成品球团进行测量，具体方法为：取各实施例的成品球团分别破碎筛分后，除去小于10mm粒径的碎块，将其余碎块取3kg放入转鼓内，在转鼓转动300r，然后将试料从鼓内取出，然后用孔径6.3mm的筛子分级，以大于6.3mm的粒级重量的百分数表示转鼓强度，小于0.7mm的粒级重量的百分数表示抗磨指数，转鼓内径为1000mm、宽500mm，鼓内侧有两个成180°相互对称的提升板(50mm*50mm*5mm)，其长500mm的等边角钢焊接在鼓的内侧，其中测量结果保留2位小数，每个试样重复两次试验，两次试验结果之差不大于2.00％，转鼓强度及抗磨指数按实际测量值计算，测定结果表示方法如下：
Figure BDA0003622929140000132
T为转鼓强度；
m0为入转鼓试样重量，kg；
m1为转鼓测试后大于6.3mm粒级重量，kg。
Figure BDA0003622929140000141
A为抗磨指数；
m0为入转鼓试样重量，kg；
m1为转鼓测试后大于6.3mm粒级重量，kg；
m2为转鼓后0.7～6.3mm粒级重量，kg。
上述落下强度、转鼓强度及抗磨指数的测定结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003622929140000142
落下强度是反应铁矿石或球团矿冷态机械强度的一项重要指标，它反应的是铁矿石的抗冲击性，由表1数据可见本申请的含铬除尘灰回收利用工艺，所制得的成品球团的落下强度在85～88％，说明本申请的工艺所制得的球团落下强度高，抗冲击性能佳；转鼓强度和抗磨指数用于表征球团矿的耐磨性能和透气性能，本申请中，转鼓强度越大说明耐磨性能越好，抗磨指数越低说明耐磨性能越好，由表1数据可见，本申请的工艺所制得的成品球团其转鼓强度在68％左右，耐磨指数在20％左右，这表明成品球团的耐磨性能佳，透气性好。此外本申请中实施例11和实施12的实验结果表明，加入致孔剂并未使得成品球团的落下强度、转鼓强度和抗磨性能明显下降，可见加入致孔剂几乎不会对成品球团造成上述性能的影响。实施例5与对比例1对比可见，在二氧化碳氛围中干燥球团，所得到的成品球团的落下强度有所提高。
实验例2
选取实施例5所制得的冷压球团和实施例6所制得的喷洒过粉化抑制剂水溶液(2.5wt％的粉化抑制剂水溶液，其中粉化抑制剂含有60份硼酸和10份偏硼酸钙)的冷压球团各3000颗，在同样的条件下，将待测试的冷压球团加入马弗炉中，在二氧化碳氛围中先以3℃/min的升温速率升温至155℃，并在155℃保温27min，再以12℃/min的升温速率升温至520℃，在520℃保温1.5h，干燥结束后，将球团冷却至室温，冷却至室温后置于26℃，相对湿度为38％的干燥室中放置17天，制成相应的成品球团，统计其成品率，用于测评粉化抑制剂的效用，测定结果表示方法如下：
Figure BDA0003622929140000151
式中：
η为成品率；
ND为成品球团的个数；
NC为冷压球团的个数。
上述数值如表2所示：
表2
实施例 成品球团的个数/个 成品率/％
实施例5 2796 93.20
实施例6 2914 97.13
由表2的数据可见，在喷洒粉化抑制剂之后，成品球团的个数比未喷洒粉化抑制剂的球团成品个数增加，这也说明在冷压球团制成成品球团的过程中，添加粉化抑制剂后，能有效降低成品球团的粉化、破裂的数量。
实验例3
抗压强度测试
取实施例1～实施例12和对比例1所制得的成品球团各10个，采用天平压力测试法测试抗压强度，即取一个球放在最大量值为100kg的天平上，用厚铁块缓慢向下压球，至压碎为止，记下最大读数，作为单个球团的抗压强度。依此测完每个球团的抗压强度，计算平均值，作为该组球团的抗压强度，结果如表3所示：
表3
实施例 抗压强度/N
实施例1 726.4
实施例2 724.9
实施例3 722.5
实施例4 721.5
实施例5 727.6
实施例6 725.7
实施例7 726.6
实施例8 718.2
实施例9 716.3
实施例10 715.8
实施例11 713.5
实施例12 711.6
对比例1 715.8
由表3的结果所示，本申请的工艺所制得的成品球团的平均抗压强度在710～730N，说明成品球团的抗压强度佳；由实施例11和实施12的结果所示，在球团的制作过程中加入致孔剂会导致球团的抗压强度略有下降，但是其抗压强度仍在710N～714N完全满足日常冶炼过程中的强度(500N)需求，实施例5与对比例1对比可见，在二氧化碳氛围中干燥球团，所得到的成品球团的抗压强度有所提高。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，包括：
将干料和水按100:4～100:6的重量比例混合，进行搅拌操作，得到胚料；所述干料按重量份包括800～900份含铬除尘灰，80～120份外矿粉，40～60份膨润土；
将所述胚料加入压球机中，以25～35kg/min的进料量进行造粒，压球机的压力范围为8～16MPa，得到冷压球团；
将所述冷压球团加入烘干炉中，在二氧化碳的氛围中以500～600℃的温度烘烤干燥，干燥结束后，再冷却至室温得到烧结球团；
将所述烧结球团放置于干燥室中10～20天，即得成品球团；
将所述成品球团与铬铁矿按照1:4～1:5的重量比混合后，投入矿热炉中冶炼，即完成含铬除尘灰的回收利用。
2.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述烘烤干燥的操作步骤包括：向烘干炉中通入二氧化碳气体，以3～5℃/min的速率升温至85～200℃，并保温20～30min；再以10～20℃/min的升温速率升温至500～600℃，然后保温1～2h。
3.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述冷压球团的目标粒度为23～40mm。
4.根据权利要求3所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，将所述冷压球团加入烘干炉之前，还进行筛分操作；所述筛分操作如下：
将造粒得到的所述冷压球团置于孔径小于冷压球团的目标粒度1～3mm的网筛中，过筛，筛分掉不符合目标粒度的所述冷压球团。
5.根据权利要求4所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，在所述筛分操作之后，还向符合目标粒度的所述冷压球团上喷洒浓度为1.2～2.5wt％的粉化抑制剂水溶液，所述粉化抑制剂按重量份包括：60～70份硼酸和10～30份偏硼酸钙。
6.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述搅拌操作中，搅拌速率为150～250rpm，搅拌时间为25～35min。
7.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述干料中还包括50～100重量份致孔剂，所述致孔剂为碳酸氢钠、碳酸钠或一水碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述干燥室中温度为25～30℃，相对湿度为30～40％。
9.根据权利要求1所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述含铬除尘灰中铬含量为7～10％，所述外矿粉为铬含量≥38％的铬铁矿粉。
10.根据权利要求1～9任一项所述的含铬除尘灰回收利用工艺，其特征在于，所述干料中还包括70～100重量份焦炭粉，所述焦炭粉的粒度为300～400目。
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