CN116497214B - 一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，包括以下步骤：1、制备自产精粉：将铁矿粉、粗粒级赤精粉磨矿功指数接近的物料按重量比进行混合、湿磨、干燥后形成自产精粉；2、制备混合精粉：转炉除尘灰、焦化除尘灰、改性膨润土加入自产精粉以及直配磁精粉中得到混合精粉，并对所述混合精粉进行高压辊磨，直至其粒径达到所述第一预定粒径要求；3、制备球团：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粒径的酸性球团。本发明通过将焦化除尘灰配入球团精粉，强化球团矿强度，降低球团还原膨胀，采用转炉除尘灰替代部分膨润土降低成本，钠化改性的膨润土具有带电性与较大的内表面积，吸附性更强。
Description
技术领域
本发明涉及冶金球团生产技术领域，特别涉及一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法。
背景技术
球团矿作为高炉炉料的优质炉料，具有良好的冶金性能，可以明显改善高炉炉料的透气性，提高高炉利用系数,降低焦比和渣量。但制约球团高效发展的是球团原料结构单一，所以拓宽球团含铁原料资源具有重要的意义，赤褐铁矿作为磁铁矿的替代铁矿原料，具有储量丰富、价格低廉的特点，但赤铁矿球团较磁铁矿球团的预热-焙烧性能差，达到相同的抗压强度一般需要更高的预热-焙烧温度和更长的预热-焙烧时间，使赤铁矿球团应用于带式焙烧工艺带来了更高的操作难度，解决了赤褐铁矿在球团中热源不足的问题，一是可以拓展球团原料结构，二是可以降低原料成本，有利于球团更加高效发展，为优化高炉炉料结构提供基础。
为了解决褐铁矿在酸性球团应用后抗压强度下降和所需热源不足的问题，前人曾做过一些研究，专利申请号为：202210637429.6的发明专利《一种配加高炉环境除尘灰生产的球团矿及其制备方法》，公开了一种配加高炉环境除尘灰生产的球团矿及其制备方法，所述球团矿的组分包括：高炉环境除尘灰，所述高炉环境除尘灰重量为整个所述球团矿重量的1％-3％；球团矿精粉，所述球团矿精粉包括磁铁精粉和赤铁精粉，所述赤铁精粉重量为整个所述球团矿重量的10％-30％；碱度调节剂，用以控制所述球团矿的碱度为1.1±0.1；粘结剂，用以使所述高炉环境除尘灰、所述球团矿精粉和所述碱度调节剂粘结成球。高炉环境除尘灰重量为整个所述球团矿重量的1％-3％。该发明需要对球团矿碱度控制在1.1±0.1，为碱性球团，考虑球团回转窑结圈现象，该发明使用固定碳25％的重力除尘灰，不适宜使用含碳较高的焦化除尘灰。
发明内容
本发明的目的是提供一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，为了克服高比例褐铁矿直接应用酸性球团后球团抗压强度下降和还原膨胀指数升高，影响球团矿入炉冶金性能，通过将焦化除尘灰配入球团精粉，焙烧过程通过生成次生赤铁矿来强化Fe2O3再结晶固结，强化球团矿强度，同时内配碳后还原球团中的金属铁晶须呈板状发展，降低球团还原膨胀，另外通过采用转炉除尘灰替代部分膨润土，替代后球团矿各项指标均能满足高炉要求，实现了转炉除尘灰的回收利用降低成本，同时钠化改性的膨润土中的金属阳离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，这些低电价大半径的离子和结构单元层之间作用力较弱，使层间阳离子有可交换性，同时由于在层间溶剂的作用可以剥离、分散成更薄的单品片，又使膨润土具有较大的内表面积，这种带电性和巨大的比表面积使其具有很强的吸附性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、制备自产精粉：将铁矿粉、粗粒级赤精粉磨矿功指数接近的物料按重量比进行混合、湿磨、干燥后形成自产精粉；
2、制备混合精粉：转炉除尘灰、焦化除尘灰、改性膨润土加入自产精粉以及直配磁精粉中得到混合精粉，并对所述混合精粉进行高压辊磨，直至其粒径达到所述第一预定粒径要求；
3、制备球团：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粒径的酸性球团。
优选的，所述自产精粉的制备步骤包括如下子步骤：
1.1、将铁矿粉、粗粒级赤精粉等磨矿功指数接近的物料按预定的重量比混合得到混合矿粉后，其中褐铁矿粉占总体重量的比例不高于65％；
1.2、对所述混合矿粉进行球磨与塔磨得到湿磨精粉；
1.3、对所述湿磨精粉添加絮凝剂进行沉淀处理得到预定浓度的矿浆，进行板框压滤干燥后脱水，得到自产精粉。
优选的，所述自产精粉-200目以下比例不低于85％。
优选的，所述焦化除尘灰0.5mm以下粒径比例不低于90％，且焦化除尘灰固定碳在80％以上，所述转炉除尘灰中-200目以下比例不低于92％，且转炉除尘灰内包含8％～10％的氧化钙。
优选的，所述改性膨润土占混合精粉的质量比例为0.2～0.4％，转炉除尘灰占混合精粉的质量比例为1～1.2％，焦化除尘灰占混合精粉的质量比例为0.1～0.3％。
优选的，所述混合精粉中自产精粉与直配磁精粉比例不低于11：9。
优选的，所述改性膨润土的具体制备方法为：取钠化剂碳酸钠与膨润土进行干混，其中钠化剂碳酸钠占膨润土重量的2％，干混时间为10～15min。
优选的，所述第一预定粒径要求为混合精粉的比表面积为1500～2000cm2/g。
优选的，所述生球的具体制备步骤为：对所属自产精粉按比例配加转炉除尘灰与改性膨润土，加水润湿，在圆盘造球，生球水分控制在9％以内，得到粒径在10～16mm数量不小于95％的生球。
优选的，所述生球高温焙烧过程中生球布料厚度不高于350mm，鼓风干燥段控制风速1.3～1.4m/s，风温240～300℃，抽风干燥段控制风速1.3～1.6m/s，风温300～500℃，预热段控制风速1.3～1.6m/s，风温500～1200℃预热，焙烧段控制焙烧温度1250～1280℃焙烧15～17min，并保持均热3～5min。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过将焦化除尘灰配入球团精粉，焙烧过程通过生成次生赤铁矿来强化Fe2O3再结晶固结，强化球团矿强度，同时内配碳后还原球团中的金属铁晶须呈板状发展，降低球团还原膨胀，解决了高比例褐铁矿直接应用酸性球团后球团抗压强度下降和还原膨胀指数升高等问题，为使用高比例褐铁矿稳定球团冶金性能提供保障。
2.为持续提高球团褐铁矿比例后球团指标恶化提供了解决路径，可进一步降低球团精粉使用比例，拓展原料适应性，为球团高效发展，铁矿粉生产路径减排提供借鉴。
3.通过采用转炉除尘灰替代部分膨润土，替代后球团矿各项指标均能满足高炉要求，实现了转炉除尘灰的回收利用降低成本
4.钠化改性的膨润土中的金属阳离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，这些低电价大半径的离子和结构单元层之间作用力较弱，使层间阳离子有可交换性，同时由于在层间溶剂的作用可以剥离、分散成更薄的单品片，又使膨润土具有较大的内表面积，这种带电性和巨大的比表面积使其具有很强的吸附性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
1、将褐铁矿粉与粗粒级赤精粉按照65：35比例混合湿磨后经沉淀池浓缩、板框压滤后干燥脱水，生产出水分为10％以内自产精粉。
2、与直配磁精粉按照11：9，配加1％转炉除尘灰，0.2％改性膨润土，0.3％焦化除尘灰混合得到混合精粉，并对所述混合精粉进行高压辊磨，混合精粉的比表面积为1500～2000cm2/g。
3、将混合精粉进行润湿、造球，在圆盘造球机中造球，控制粒径10～16mm不低于95％，生球均匀布在带式焙烧机，控制生球厚度不超过350mm，分别进行鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧、Ⅰ段冷却、Ⅱ段冷却，其中生球布料厚度不高于350mm，鼓风干燥段控制风速1.3～1.4m/s，风温240～300℃，抽风干燥段控制风速1.3～1.6m/s，风温300～500℃，预热段控制风速1.3～1.6m/s，风温500～1200℃预热，焙烧段控制焙烧温度1250～1280℃焙烧15～17min，并保持均热3～5min，生产出粒径在10-16mm的酸性球团。
其中上述焦化除尘灰0.5mm以下粒径比例不低于90％，且焦化除尘灰固定碳在80％以上，转炉除尘灰中-200目以下比例不低于92％，且转炉除尘灰内包含8％～10％的氧化钙，磁精粉中-200目以下比例不低于85％，改性膨润土的具体制备方法为：取钠化剂碳酸钠与膨润土进行干混，其中钠化剂碳酸钠占膨润土重量的2％，干混时间为10min。
实施例2
1、将铁矿粉、粗粒级赤精粉按照65：35比例混合湿磨后经沉淀池浓缩、板框压滤后干燥脱水，生产出水分为10％以内自产精粉。
2、与直配磁精粉按照11：9，配加1.1％转炉除尘灰，0.4％改性膨润土，0.2％焦化除尘灰混合得到混合精粉，并对所述混合精粉进行高压辊磨，混合精粉的比表面积为1500～2000cm2/g。
3、将混合精粉进行润湿、造球，在圆盘造球机中造球，控制粒径10～16mm不低于95％，生球均匀布在带式焙烧机，控制生球厚度不超过350mm，分别进行鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧、Ⅰ段冷却、Ⅱ段冷却，其中生球布料厚度不高于350mm，鼓风干燥段控制风速1.3～1.4m/s，风温240～300℃，抽风干燥段控制风速1.3～1.6m/s，风温300～500℃，预热段控制风速1.3～1.6m/s，风温500～1200℃预热，焙烧段控制焙烧温度1250～1280℃焙烧15～17min，并保持均热3～5min，生产出粒径在10-16mm的酸性球团。
其中上述焦化除尘灰0.5mm以下粒径比例不低于90％，且焦化除尘灰固定碳在80％以上，转炉除尘灰中-200目以下比例不低于92％，且转炉除尘灰内包含8％～10％的氧化钙，磁精粉中-200目以下比例不低于85％，改性膨润土的具体制备方法为：取钠化剂碳酸钠与膨润土进行干混，其中钠化剂碳酸钠占膨润土重量的2％，干混时间为15min。
实施例3
1、将铁矿粉、粗粒级赤精粉按照65：35比例混合湿磨后经沉淀池浓缩、板框压滤后干燥脱水，生产出水分为10％以内自产精粉。
2、与直配磁精粉按照11：9，配加1.2％转炉除尘灰，0.2％改性膨润土，0.1％焦化除尘灰混合得到混合精粉，并对所述混合精粉进行高压辊磨，混合精粉的比表面积为1500～2000cm2/g。
3、将混合精粉进行润湿、造球，在圆盘造球机中造球，控制粒径10～16mm不低于95％，生球均匀布在带式焙烧机，控制生球厚度不超过350mm，分别进行鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧、Ⅰ段冷却、Ⅱ段冷却，其中生球布料厚度不高于350mm，鼓风干燥段控制风速1.3～1.4m/s，风温240～300℃，抽风干燥段控制风速1.3～1.6m/s，风温300～500℃，预热段控制风速1.3～1.6m/s，风温500～1200℃预热，焙烧段控制焙烧温度1250～1280℃焙烧15～17min，并保持均热3～5min，生产出粒径在10-16mm的酸性球团。
其中上述焦化除尘灰0.5mm以下粒径比例不低于90％，且焦化除尘灰固定碳在80％以上，转炉除尘灰中-200目以下比例不低于92％，且转炉除尘灰内包含8％～10％的氧化钙，磁精粉中-200目以下比例不低于85％，改性膨润土的具体制备方法为：取钠化剂碳酸钠与膨润土进行干混，其中钠化剂碳酸钠占膨润土重量的2％，干混时间为15min。
其中上述实施例中的铁矿粉、粗粒级赤精粉与磁精粉的配比为具体组分如表1所示：
表1球团配料方案
本发明为了克服高比例褐铁矿直接应用酸性球团后球团抗压强度下降和还原膨胀指数升高，影响球团矿入炉冶金性能，通过将焦化除尘灰配入球团精粉，焙烧过程通过生成次生赤铁矿来强化Fe2O3再结晶固结，强化球团矿强度，同时内配碳后还原球团中的金属铁晶须呈板状发展，降低球团还原膨胀，另外通过采用转炉除尘灰替代部分膨润土，替代后球团矿各项指标均能满足高炉要求，实现了转炉除尘灰的回收利用降低成本，同时钠化改性的膨润土中的金属阳离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，这些低电价大半径的离子和结构单元层之间作用力较弱，使层间阳离子有可交换性，同时由于在层间溶剂的作用可以剥离、分散成更薄的单品片，又使膨润土具有较大的内表面积，这种带电性和巨大的比表面积使其具有很强的吸附性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、制备自产精粉：将褐铁矿粉、粗粒级赤精粉磨矿功指数接近的物料按重量比65:35进行混合、湿磨、干燥后形成自产精粉；
2、制备混合精粉：转炉除尘灰、焦化除尘灰、钠化膨润土加入自产精粉以及直配磁精粉中得到混合精粉，所述焦化除尘灰0.5mm以下粒径比例不低于90%，且焦化除尘灰固定碳在80%以上，所述转炉除尘灰中-200目以下比例不低于92%，且转炉除尘灰内包含8%~10%的氧化钙，所述自产精粉和直配磁精粉比例为 11:9，并对所述混合精粉进行高压辊磨，直至其粒径达到第一预定粒径要求；
3、制备球团：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粒径的酸性球团。
2.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述自产精粉的制备步骤包括如下子步骤：
1.1、将褐铁矿粉、粗粒级赤精粉按预定的重量比混合得到混合矿粉后；
1.2、对所述混合矿粉进行球磨与塔磨得到湿磨精粉；
1.3、对所述湿磨精粉添加絮凝剂进行沉淀处理得到预定浓度的矿浆，进行板框压滤干燥后脱水，得到自产精粉。
3.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述自产精粉-200目以下比例不低于85%。
4.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述钠化膨润土占混合精粉的质量比例为0.2~0.4%，转炉除尘灰占混合精粉的质量比例为1~1.2%，焦化除尘灰占混合精粉的质量比例为0.1~0.3%。
5.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述混合精粉中自产精粉与直配磁精粉比例不低于11：9。
6.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述钠化膨润土的具体制备方法为：取钠化剂碳酸钠与膨润土进行干混，其中钠化剂碳酸钠占膨润土重量的2%，干混时间为10~15min。
7.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述第一预定粒径要求为混合精粉的比表面积为1500~2000cm2/g。
8.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述生球的具体制备步骤为：对所述自产精粉按比例配加转炉除尘灰与改性膨润土，加水润湿，在圆盘造球，生球水分控制在9%以内，得到粒径在10~16mm数量不小于95%的生球。
9.根据权利要求1所述的一种高比例褐铁矿低粘结剂酸性球团的生产方法，其特征在于：所述生球高温焙烧过程中生球布料厚度不高于350mm，鼓风干燥段控制风速1.3~1.4m/s，风温240~300℃，抽风干燥段控制风速1.3~1.6m/s，风温300~500℃，预热段控制风速1.3~1.6m/s，风温500~1200℃预热，焙烧段控制焙烧温度1250~1280℃焙烧15~17min，并保持均热3~5min。
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