CN116179846A - 一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，包括：自产精粉的制备步骤，将赤褐铁矿和赤精粉按照第一预定质量比混合后研磨至第一预定粒径要求得到自产精粉；混合精粉的制备步骤，将自产精粉与直配精粉按照第二预定质量比混合得到预混合精粉，将膨润土加入预混合精粉中得到混合精粉，对混合精粉进行研磨至其粒径达到第二预定粒径要求；球团的制备步骤，对混合精粉进行生球制备和生球高温焙烧得到球团；本发明的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，解决了低品位、烧损大的褐铁矿需经过磁选或者浮选后提高品位再进入球团应用的长流程工艺路径，拓展了球团用料结构，实现行业赤褐铁矿在带式焙烧机生产酸性球团高比例应用的领先。
Description
技术领域
本发明涉及冶金球团技术领域，特别涉及一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法。
背景技术
球团矿和烧结矿生产为目前主流的两种人造富块的生产方式，同时矿粉经由球团生产的工序不足烧结工序的一半，CO2排放更是只有烧结的20%水平。随着富矿资源逐步减少，市场上提供的高品位铁精矿资源也越来越紧张，制约球团的进一步发展。如果能在球团领域拓宽使用烧结矿粉资源，赤褐铁矿不经磁选或者浮选，直接进入球团生产，突破赤褐铁矿在球团生产中的技术瓶颈，将对整个上下游环节具有显著减碳降本意义。
为了突破赤褐铁矿在球团中直接使用的瓶颈，前人曾采用一些技术，如使用菱褐铁矿和钒钛磁铁矿组合，实验室通过大粒径15-35mm球团制备褐铁矿球团，同时生产实践中，也有使用褐铁矿与精粉组合制备球团矿，但对原料粒级要求较高。专利申请号为：201811048946X的发明专利《用菱褐铁矿和钒钛磁铁矿粉加工球团矿的工艺方法》，公开了一种用菱褐铁矿和钒钛磁铁矿粉球团制备方法，包括混配料造球工序、布料及链篦机工序、回转窑-环冷机工序三个关键工序：将菱褐铁矿和钒钛磁铁矿以一定的比例润磨混合，通过造球过程控制，达到生球需要的强度和粒度，输送至链篦机进行干燥预热氧化，进入回转窑环冷机进行高温固结冷却，生产出符合高炉炼铁需要的成品球团矿。
专利申请号为：201911327253.9的发明专利《一种生产褐铁矿球团的方法》，公开了一种用褐铁矿球团的制备方法，包括将粒度范围在400目到50目的褐铁矿粉占总褐铁矿矿粉含量的85%以上（其中100-200目占比16%，200-400目占比63%），加入膨润土混合均匀并加水润湿得到混合料，在造球机中制成生球团，直径为8～18mm的生球含量≥95％；将得到的生球团放入链箅机中预热得到直径大于8mm热球，控制料层高度为200mm，分别进行鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段和预热II段；得到的直径大于8mm焙烧球团进行三段冷却，最终制备得到直径大于8mm的褐铁矿球团。
专利申请号为：202110926515.4的发明专利《一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法》，公开了一种用褐铁矿球团的制备方法，包括褐铁矿按占总褐铁矿矿粉含量的99%以上，加入1%以下的膨润土混合均匀配矿并加水润湿得到总褐铁矿矿粉；制成生球团，得到直径为15-35mm的生球含量≥95%；生球进行干燥、预热、焙烧、焙烧之后关闭电炉，随炉冷却至1000℃，然后半开炉门，继续降温，在炉内降温至800℃取出盛放球团的坩埚，不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温，得出实验室用褐铁矿球团。
对于第一个球团制备方法，菱褐铁矿粉只能跟钒钛磁铁矿粉配合才能生成符合高炉炼铁需要强度的成品球团矿。对于第二个球团制备方法，褐铁矿100-200目占比要求为16%，200-400目占比要求为63%， 200-400目占比要求为63%，限制了褐铁矿应用场景。对于第三个球团制备方法，将生球粒径控制在15-35mm，制约球团实际生产产量，不利于工业生产。且以上三种褐铁矿球团制备方法均需膨润土在1.0%左右。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足，本发明提供了一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，以克服赤褐铁矿在球团矿制备过程中孔洞多、成品强度差影响高炉使用等问题，通过将一定比例赤褐铁矿粉和赤精粉搭配湿磨，直至-200目以下比例提高至90-92%，实现高比例赤褐铁矿的球团制备方法。
本发明提供的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，包括以下步骤：自产精粉的制备步骤，将赤褐铁矿和赤精粉按照第一预定质量比混合后研磨至第一预定粒径要求得到自产精粉；混合精粉的制备步骤，将自产精粉与直配精粉按照第二预定质量比混合得到预混合精粉，将膨润土加入预混合精粉中得到混合精粉，其中膨润土和预混合精粉的质量比为第三预定质量比，并判断混合精粉的粒径是否低于第二预定粒径要求，并在判断为否时，对混合精粉进行研磨直至其粒径达到第二预定粒径要求；球团的制备步骤，对混合精粉进行生球制备和生球高温焙烧得到粒径为10-16mm粒径的球团。
进一步地，自产精粉的制备步骤包括如下子步骤：将赤褐铁矿和赤精粉混合得到混合矿粉后；对混合矿粉进行湿磨处理至第一预定粒径要求得到湿磨精粉；对湿磨精粉进行沉淀处理得到矿浆；对矿浆进行压滤干燥得到预定含水率的自产精粉，预定含水率不大于11%。
进一步地，湿磨处理的方法为：对混合矿粉进行球磨得到湿磨精粉，或对混合矿粉依次进行一段球磨、二段塔磨得到湿磨精粉。
进一步地，第一预定粒径要求为自产精粉的比表面积为1500-2200 cm2/g，或自产精粉中粒径在200目以下的粒级质量占比为90%-92%，第二预定粒径要求为预混合精粉的比表面积为1700-2000cm2/g。
进一步地，赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为2.2%-2.54%。
进一步地，第三预定质量比为1：（0-0.3%）。
进一步地，赤褐铁矿的粒径为0-8mm，赤精粉的粒径要求为粒径200目以下的粒级质量占比不超过70%。
进一步地，第一预定质量比不大于7/3，第二预定质量比不大于11/9。
进一步地，生球制备的制备步骤包括如下步骤：对混合精粉进行造球得到球团，并在造球过程中加水使该预混合精粉的含水量为7.0-9.0%，得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的生球。
进一步地，生球高温焙烧的焙烧步骤包括如下步骤：鼓风干燥步骤，对生球进行鼓风干燥得，其中，风速为1.5-1.6m/s，风温为200-240℃，干燥时间为4-6min；抽风干燥步骤，对鼓风干燥后的生球进行抽风干燥，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为240-300℃下，干燥时间为4-6min；预热步骤，对抽风干燥后的生球进行预热，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为550-900℃，预热为4-6min；焙烧步骤，对预热后的生球进行焙烧，其中，焙烧温度为1270-1310℃，焙烧时间为13-17min，焙烧完成后以850℃保持均热3-5min；Ⅰ段冷却步骤，将经过均热处理后的球团进行Ⅰ段冷却，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为900-600℃，冷却时间为10-14min；Ⅱ段冷却步骤，将经过Ⅰ段冷却后的球团进行Ⅱ段冷却得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的高赤褐铁矿酸性球团，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为600-100℃，冷却时间为3-5min。
本发明的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法具有如下有益效果：通过采用赤褐铁矿粉，组合搭配赤精粉磨矿，可实现高比例赤褐铁矿球团生产方法；拓宽了球团领域使用含铁原料的限制，突破了赤褐铁矿在球团生产中实物质量孔洞多、强度差的瓶颈；烧结用褐铁矿资源不用经过浮选或磁选直接进入球团工序使用，对整个上下游环节具有显著减碳降本意义。
附图说明
图1为本发明的实施例中具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法的流程图。
图中1为一号配料室，2为球磨机，3为塔磨机，4为沉淀池，5为板框压滤干燥机，6为二号配料室，7为高压辊磨机，8为强力混合机，9为圆盘造球机，10为焙烧机。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明的实施例中具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法的流程图。
如图1所示，本实施例中的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法包括以下步骤：
自产精粉的制备步骤，将赤褐铁矿和赤精粉按照第一预定质量比混合后研磨至第一预定粒径要求得到自产精粉，该步骤包括如下子步骤：
将赤褐铁矿和赤精粉在一号配料室1按照第一预定质量比混合得到混合矿粉后，其中，赤褐铁矿的粒径为0-8mm，赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为2.2%-2.54%。赤精粉的粒径要求为60-70%比例粉末颗粒度在200目以下且那剩余30%-40%比例的粉末颗粒度在200目以上，第一预定质量比不大于7/3。
对混合矿粉进行湿磨处理至第一预定粒径要求得到湿磨精粉，湿磨处理的方法为对混合矿粉进行球磨得到湿磨精粉，或对混合矿粉依次进行一段球磨、二段塔磨得到湿磨精粉，使得最终湿磨精粉的粒径满足第一预定粒径要求。具体处理方法为通过球磨机2对混合矿粉进行球磨，如果球磨达不到第一预定粒径要求，则采用球磨机2球磨+塔磨机3塔磨，直至达到第一预定粒径要求。第一预定粒径要求为比表面积为1500-2200 cm2/g，或粒径在200目以下的粒级占比为90%-92%；
将湿磨精粉放入沉淀池4中进行沉淀处理得到矿浆，矿浆的含矿质量百分比为60-70%，以便于对矿浆进行管道输送；
通过板框压滤干燥机5对矿浆进行板框压滤干燥得到预定含水率的自产精粉。自产精粉的预定含水率不大于11%。
混合精粉的制备步骤，将自产精粉与直配精粉在二号配料室6按照第二预定质量比混合得到预混合精粉，将膨润土加入预混合精粉中得到混合精粉，膨润土和预混合精粉的质量比为第三预定质量比，并判断混合精粉的粒径是否低于第二预定粒径要求的下限值，在判断为否时，通过高压辊磨机7对预混合精粉进行高压辊磨直至其粒径达到第二预定粒径要求，其中，直配精粉为比表面积为1500-2000 cm2/g的磁精粉，第二预定质量比指自产精粉与直配精粉的质量比不大于11/9，第三预定质量比为1：（0-0.3%）。第二预定粒径要求为混合精粉的比表面积为1700-2000cm2/g，当混合精粉的粒径低于1700cm2/g，通过高压辊磨机7对预混合精粉进行高压辊磨直至其粒径达到1700cm2/g；
球团的制备步骤，对混合精粉进行生球制备和生球高温焙烧得到粒径为10-16mm粒径的球团。其中，生球制备的制备步骤包括如下步骤：
将混合精粉输入强力混合机8进行混合，再输入圆盘造球机9进行造球得到球团，并在造球过程中加水使该混合精粉的含水量为7.0-9.0%，得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的生球。
生球高温焙烧的焙烧步骤包括如下步骤：
鼓风干燥步骤，将生球经辊筛布入带式焙烧机10，控制料层高度为200mm，对生球进行鼓风干燥得，其中，风速为1.5-1.6m/s，风温为200-240℃，干燥时间为4-6min；
抽风干燥步骤，对鼓风干燥后的生球进行抽风干燥，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为240-300℃下，干燥时间为4-6min；
预热步骤，对抽风干燥后的生球进行预热，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为550-900℃，预热为4-6min；
焙烧步骤，对预热后的生球进行焙烧，其中，焙烧温度为1270-1310℃，焙烧时间为13-17min，焙烧完成后以850℃保持均热3-5min；
Ⅰ段冷却步骤，将经过均热处理后的球团进行Ⅰ段冷却，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为900-600℃，冷却时间为10-14min；
Ⅱ段冷却步骤，将经过Ⅰ段冷却后的球团进行Ⅱ段冷却得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的高赤褐铁矿酸性球团，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为600-100℃，冷却时间为3-5min。
实施例1
本实施例1的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表1。
表1 为球团磨矿和配料方案。
步骤1，将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表1配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1895cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
步骤2，将步骤1得到的生球均匀布在带式焙烧机，控制生球厚度不超过200mm，分别进行鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧、Ⅰ段冷却、Ⅱ段冷却后，生产出粒径在10-16mm高比例赤褐铁矿磨矿的酸性球团，具体如下：
2.1鼓风干燥段控制风速1.5-1.6m/s，风温200-240℃下鼓风干燥4-6min；2.2抽风干燥段控制风速1.5-1.8m/s，风温240-300℃下抽风干燥4-6min；2.3预热段控制风速1.5-1.8m/s，风温950-1110℃预热4-6min；
2.4焙烧段焙烧温度1270-1310℃焙烧13-17min，并保持均热3-5min；
2.5Ⅰ段冷却段控制风速2.2-2.8m/s，风温600-900℃，冷却时间10-14min；
2.6Ⅱ段冷却段控制风速2.2-2.8m/s，风温100-600℃，冷却时间3-5min。
实施例2
本实施例2的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表2。
表2 为球团磨矿和配料方案。
本实施例2与实施例1的不同之处在于步骤1中湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为90%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表2配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为90%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1715cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
实施例3
本实施例3的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表3。
表3为球团磨矿和配料方案。
本实施例3与实施例1的不同之处在于步骤1中湿磨精粉中，赤褐铁矿和赤精粉的质量比为7/3，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表3配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1765cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到38.5%。
实施例4
本实施例4的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表4。
表4为球团磨矿和配料方案。
本实施例4与实施例1的不同之处在于步骤1中赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为2.2%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表4配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1895cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
实施例5
本实施例5的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表5。
表5为球团磨矿和配料方案。
本实施例5与实施例1的不同之处在于步骤1中赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为2.54%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表5配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1895cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
实施例6
本实施例6的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表1。
本实施例6与实施例1的不同之处在于步骤1中加入0的膨润土，该步骤1具体如下：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表1配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1793cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
实施例7
本实施例7与实施例1的不同之处在于步骤1中将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，经辊磨后混合物料比表面为1722cm2/g，该步骤1具体如下：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表1配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1722m2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例1
本对比例1的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表6。
表6为球团磨矿和配料方案。
本对比例1与实施例1的不同之处在于步骤1中湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为80%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表6配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为80%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1249m2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例2
本对比例2的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表7。
表7为球团磨矿和配料方案。
本对比例1与实施例1的不同之处在于步骤1中湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为95%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表一配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为95%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为2237cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例3
本对比例3的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表8。
表8为球团磨矿和配料方案。
本对比例1与实施例1的不同之处在于步骤1中赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为1.81%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表8配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1895cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例4
本对比例4的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表9。
表9为球团磨矿和配料方案。
本对比例1与实施例1的不同之处在于步骤1中赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比2.56%，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表9配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1895cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例5
本对比例5的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表10。
表10为球团磨矿和配料方案。
本对比例5与实施例1的不同之处在于步骤1中赤褐铁矿与赤精粉的质量比为44/11，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表10配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分超过11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1936cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例6
本对比例6的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表11。
表11为球团磨矿和配料方案。
本对比例6与实施例2的不同之处在于步骤1中将自产精粉与直配精粉按照表11配比搭配后，经辊磨后混合物料比表面为1525cm2/g，该步骤1具体为：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表11配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为90%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加0.3%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1525cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例7
本对比例7的具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法中，赤褐铁矿、赤精粉和直配精粉成分和配比如表1。
本对比例7与实施例1的不同之处在于步骤1中加入1%的膨润土，该步骤1具体如下：
将粒度0-8mm比例85%以上的赤褐铁矿与赤精粉（-200目以下占比60%）按表1配比搭配湿磨处理得到湿磨精粉，湿磨精粉粒径在200目以下的粒级占比为92%；湿磨后经过沉淀、板框压滤干燥后得到自产精粉，自产精粉的水分为8-11%。直配精粉-200目以下比例达到86%。将自产精粉与直配精粉按照表1配比搭配后，配加1%膨润土，经辊磨后混合物料比表面为1965cm2/g。然后通过强力混合机混合后进入造球室，在圆盘造球机中造球，加水使物料水分达到9%，粒径控制10-16mm≥97%，生球爆裂温度高于420℃；总赤褐铁矿比例达到33%。
对比例8
本对比例8的球团生产方法为现有团生产方法，包括以下步骤：采用直配精粉与膨润土混合，直配精粉与膨润土的质量比为1:1.4%，进入造球室，加水使物料水分达到9%，造球、筛分、布料。最后在带式焙烧机上进行整个焙烧过程得到零膨润土球团。其中，直配精粉为200目以下比例达到85%以上的磁精粉，其成分如表12。
表12为球团磨矿和配料方案。
对比例9
本对比例9与对比例8不同之处在于，直配精粉与膨润土的质量比为1:0.3%，直配精粉为200目以下比例达到85%以上的磁精粉，其成分如表12。
测试
对实施例1-7以及对比例1-8中的球团生产方法制备得到的球团进行抗压强度、球团还原性、还原膨胀指数测试，测试结果下如表13。
表13为球团测试结果
从上面表格可以看出，本发明中通过采用含有2.2%-2.54%Al2O3的赤褐铁矿，组合搭配赤精粉磨矿至-200目以下粒级占比达到90-92%，后再与直配精粉混合辊磨至比表面积在1700-2000 cm2/g后，加入0-0.3%的膨润土，成品球团矿抗压强度在2500N/P以上，球团还原性保持77%以上，还原膨胀指数保持在12%以内，与现有成球方法相比，成球各项性能均得以保持，从而实现了赤褐铁矿不经磁选或者浮选，直接进入球团生产，突破了赤褐铁矿在球团生产中的技术瓶颈。
专利申请201811048946X制备得到的褐铁矿球团强度为2000N/P，具备更好的强度。201911327253.9制备得到的褐铁矿球团强度为2350N/P，202110926515.4制备得到的褐铁矿球团强度更低。与上述三个方案相比，本实施例的抗压强度更高，球团还原性77.61%，还原膨胀指数9.95%。
同时，本实施例中，当膨润土含量超过0.3%后，球团的抗压强度并没有得到明显抬高，还原性无明显变化，还原膨胀指数下降约0.25%，但均在12%以内。因此本实施例中的膨润土含量远低于1%，且制备得到的球团各项性能优异，符合高炉生产的优质冶金球团。
综上，是本发明的具体应用范例，对本发明保护范围不构成限制，采用等效替换的技术方案均落在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
自产精粉的制备步骤，将赤褐铁矿和赤精粉按照第一预定质量比混合后研磨至第一预定粒径要求得到自产精粉；
混合精粉的制备步骤，将所述自产精粉与直配精粉按照第二预定质量比混合得到预混合精粉，将膨润土加入所述预混合精粉中得到混合精粉，其中所述膨润土和所述预混合精粉的质量比为第三预定质量比，并判断所述混合精粉的粒径是否低于第二预定粒径要求，并在判断为否时，对所述混合精粉进行研磨直至其粒径达到所述第二预定粒径要求；
球团的制备步骤，对所述混合精粉进行生球制备和生球高温焙烧得到粒径为10-16mm粒径的球团。
2.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述自产精粉的制备步骤包括如下子步骤：
将所述赤褐铁矿和所述赤精粉混合得到混合矿粉后；
对所述混合矿粉进行湿磨处理至所述第一预定粒径要求得到湿磨精粉；
对所述湿磨精粉进行沉淀处理得到矿浆；
对所述矿浆进行压滤干燥得到预定含水率的所述自产精粉，所述预定含水率不大于11%。
3.根据权利要求2所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述湿磨处理的方法为：对所述混合矿粉进行球磨得到所述湿磨精粉，或对所述混合矿粉依次进行一段球磨、二段塔磨得到所述湿磨精粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述第一预定粒径要求为所述自产精粉的比表面积为1500-2200 cm2/g，或所述自产精粉中粒径在200目以下的粒级质量占比为90%-92%，所述第二预定粒径要求为所述预混合精粉的比表面积为1700-2000cm2/g。
5.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述赤褐铁矿中Al2O3的质量百分比为2.2%-2.54%。
6.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述第三预定质量比为1：（0-0.3%）。
7.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述赤褐铁矿的粒径为0-8mm，所述赤精粉的粒径要求为粒径200目以下的粒级质量占比不超过70%。
8.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述第一预定质量比不大于7/3，所述第二预定质量比不大于11/9。
9.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述生球制备的制备步骤包括如下步骤：
对所述混合精粉进行造球得到球团，并在造球过程中加水使该预混合精粉的含水量为7.0-9.0%，得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的生球。
10.根据权利要求1所述的一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，其特征在于，所述生球高温焙烧的焙烧步骤包括如下步骤：
鼓风干燥步骤，对所述生球进行鼓风干燥得，其中，风速为1.5-1.6m/s，风温为200-240℃，干燥时间为4-6min；
抽风干燥步骤，对鼓风干燥后的生球进行抽风干燥，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为240-300℃下，干燥时间为4-6min；
预热步骤，对抽风干燥后的生球进行预热，其中，风速为1.5-1.8m/s，风温为550-900℃，预热为4-6min；
焙烧步骤，对预热后的生球进行焙烧，其中，焙烧温度为1270-1310℃，焙烧时间为13-17min，焙烧完成后以850℃保持均热3-5min；
Ⅰ段冷却步骤，将经过均热处理后的球团进行Ⅰ段冷却，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为900-600℃，冷却时间为10-14min；
Ⅱ段冷却步骤，将经过Ⅰ段冷却后的球团进行Ⅱ段冷却得到粒径在10-16mm数量占比不小于97%的高赤褐铁矿酸性球团，其中，冷却风速为2.2-2.8m/s，风温为600-100℃，冷却时间为3-5min。
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| GR01 | Patent grant |