CN1871365A - 使用烧结混合物增强剂所进行的烧结 - Google Patents

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Abstract

披露了一种改进的烧结含矿物质矿石的方法，所述方法包括向烧结基础混合物或烧结修整进料中加入过渡金属硫酸盐，优选硫酸铜，的含水溶液。

Description

使用烧结混合物增强剂所进行的烧结
技术领域
本发明涉及一种改进的烧结在高炉(blast furnace)中所使用的矿物矿石的方法。更具体而言，本发明涉及用含水的过渡金属硫酸盐对烧结混合物进行处理，从而增强烧结操作。
背景技术
本发明涉及一种将金属的硫化物(sulfidic metal)烧结成金属氧化物的方法。金属氧化物适于作为用于还原金属氧化物并且回收元素金属的高炉的进料。更具体而言，本发明涉及一种增强烧结操作的方法，所述方法包括用含水的过渡金属硫酸盐对烧结混合物进行处理。
在烧结过程中，一浅料层的细粒通过热交换和颗粒熔合而产生结块。通过与产生结块的含矿物的细料层相混合的固体燃料的燃烧而产生热量。通过点燃暴露于料层表面的燃料开始进行燃烧，其后通过通常施加在料层底部的诱导通风导致狭窄的高温区移动通过料层。在狭窄的燃烧区内，相邻颗粒的表面达到熔化温度并且脉石成分形成半液态炉渣。所述结合受到熔化、晶粒长大和炉渣液化的综合影响作用。从燃料和助熔石中产生挥发性物质产生了一种起泡状态且引入的空气使前进的熔合区的后边缘急冷和固化。所述产物包括结合在炉渣基质中的蜂窝状矿石。
在炼铁行业中，用于进行烧结的基本材料包括含铁的细粉料与微粒状固体燃料的混合物。含铁的成分主要是细铁粉、再生烧结细粉和烟道炉灰，且还可包括轧屑、平炉除尘器中的炉灰、来自氧气碱性转炉炼钢工艺(BOP)的炉灰以及相似的含铁材料。焦末是最普通的固体燃料，然而还可以使用其它的含碳材料。另外，已成为惯例的是向烧结混合物中加入石灰石细粉。细粉材料的该组分充分混合并且以浅料层的形式被放置在带式烧结机上，其深度很少小于6英寸或大于20英寸。在点燃之后，在跨在料层上的炉内，所述料层的表面被加热至大约1269℃至1370℃，燃料开始进行燃烧并且表面上的细颗粒熔合在一起。当空气被抽出通过所述料层时，燃烧和熔合的高温区向下移动通过所述料层并且产生结合在一起的蜂窝状结构。
在该工艺中，诱导空气受到覆盖在燃烧和熔合区上的热烧结物的预热，并且包含在燃烧产物和过量空气中的可感觉到的热量被传送至熔合区下面的料层。
烧结设备的具体设计和物理布置以及物料的流态在不同设备中可明显不同。所述设备选型一般基于所需生产能力、空间可用性、投资性成本、待处理的物料和主流工艺。然而，每一设备可被再分为三个不同的作业阶段。分别是1)原料加工、2)烧结制造和3)产品加工。
在原料加工作业中，一般在矿山对铁矿石进行过筛和选矿，且对于烧结制造而言，～10毫米的给矿是可接受的。一个独立的原料系统处理其余材料，例如烟道炉灰、助熔剂、焦末、设备废料等。包括焦末的添加剂被压碎成尺寸大小在～3-～15之间，用于制备烧结混合物并且被直接传送至贮仓。所需物料自贮仓中的原料以受控和规定的速度被供料到公共集料带上。为了提供更好的均匀性，对原料进行铺料和混合处理，以便为烧结料层提供确定比例的物料。在混合和调节过程中加入用于对混合物进行适当调节的水分。经过混合和造微粒的供料被输送至带式烧结机。
整个烧结制造本身在带式烧结机上进行。在供给原料混合物之前，一炉篦层的冷却的中等尺寸大小，通常为15-40毫米大小，的烧结物被装到机器上，深度通常为25-50毫米。这样做从而降低了炉篦条(grate bar)暴露所处的温度；更低的温度延长了炉篦条的寿命。该层足以减少到达并且通过炉篦条的细粉料的量。原料混合物被直接供给到炉篦层上达到通常为300-500毫米的预定料层深度。其可被用液态或气态燃料进行焙烧的炉子点火，并且启动烧结工艺。调节机器(带式烧结机)的速度，从而使得当所述物料到达该机器的排出端时，熔合高温区到达炉篦层。
在点火之后，抽风机将空气抽出通过烧结料层进入位于带式烧结机下面的风箱并且随后进入一条或多条收集干管，通常造成加压空气点火和烧结混合物的熔合。在旋风式分离器或静电除尘器中完成排气的清洗除尘。
在带式烧结机的排出阶段开始进行产品加工，其中多孔的粘附团块通过破碎机。将大块料饼的尺寸减至最大尺寸为200-300毫米从而有利于进行冷却。由所述破碎作业产生的细粉料通过筛分被除去并且再循环成原料混合物供料。所述筛上物被输送至烧结冷却器。其通常为使空气通过热的烧结料层的装置。其目的在于降低烧结物的温度，从而使得可以随后进行处理而不会损坏传输设备。自冷却器，通常将烧结物冷筛分为三种尺寸。通常小于5毫米的最小尺寸的粉料被重复利用作为冷回流细粉料。通常尺寸在10毫米-40毫米之间的粉料或是作为炉篦层被重复利用，或是根据炉篦层材料的需要被送至产物储存装置。最粗尺寸的粉料被直接送至产物储存装置。
发明内容
本发明人已发现向烧结混合物中添加过渡金属的硫酸盐例如硫酸铜或硫酸锰可使烧结作业速度增加。该过渡金属的硫酸盐优选以水溶液的形式被加入到烧结基础混合物或修整进料(trim feed)中。
具体实施方式
高炉为一种对流气固反应器，其中固体炉料向下移动，同时热的还原性气体向上流动。利用允许使用最少气体沟道获得高速气体流动的可透过覆盖层(burden)，获得所述固体炉料与还原性气体之间的最佳接触。这就是矿石和助熔剂产生结块的主要原因。矿物矿石被压碎从而产生规定的晶粒尺寸。在该压碎工艺过程中产生的细矿石和精矿(超细矿石)结块用于在高炉中使用。调整炉渣的化学成分从而得到能够自由进行流动的明显的炉渣层。使细粉结块并且制备助熔剂从而赋予炉渣最需要的化学性质的工艺是烧结工艺。烧结要求晶粒尺寸大于2毫米。尺寸小于2毫米的颗粒被制成球团。
增加到达高炉的烧结物或球团炉料在不改变工作容积的情况下增大高炉的产率。此外，具有均匀的炉覆盖层改进了炉子的稳定性、作业性能并且降低了焦炭生成速度。
烧结混合物中包含有含矿物质的矿石、钢厂废物、助熔剂如石灰、氟石、白云石、焦末和固体燃料。在铺料和混合操作中制备该预混物。与此后在锅筒或盘式搓球机中成球的其它成分按照准确的比例加入受控量的水。
本发明人已发现向加入到烧结混合物中的水中加入可水溶的或水中可分散的过渡金属的硫酸盐能够增强烧结作业。已发现本发明中的含水处理液的加入使得烧结速度加速。本发明中的含水处理包括可水溶的或水中可分散的过渡金属的硫酸盐。所述过渡金属优选从铜、锰、钡、铁中进行选择，最优选为铜。在进行所述烧结作业之前，所述含水处理可被加入到烧结基础混合物或烧结修整进料中。所述含水处理优选包括约百万分之5-约百万分之35的过渡金属的硫酸盐并且按照每吨原料约5-100毫升的量被加到烧结基础混合物或修整进料中。已发现本发明中的含水处理液的加入使得烧结作业的产率得到明显增加并且允许得到更高的烧结产量。
下面将结合具体实例对本发明进行描述。这些实例仅是示例性的并且不是旨在限制如所附权利要求所确定的本发明的范围。
实例
包括百万分之16-百万分之25的硫酸铜的含水处理液被加到在商用烧结机中正在进行处理的烧结混合物中。烧结机的工作参数为：底料高度(包括铺底料层)600毫米；铺底料层40毫米，尺寸15-25毫米；点火时间120秒；炉篦下抽吸1250毫米水柱(WC)。处理速度为每吨烧结混合物0(对照)-50毫升。表1对测试结果进行了总结。产率为每天带式烧结机每平方米生产出的烧结物的量(单位为公吨)。表1中的数据示出当向基础混合物或处理进料中加入约20-50毫升/吨含水处理溶液时，产率得到明显增加。
通过使风箱温度最大化而测得BTP(烧透点)的最小值。表1中的数据示出当向基础混合物或修整进料中加入本发明的含水处理溶液时，BTP明显减小。
表1
  产率   BTP最小值
  处理进料(ml/T)   基础混合物   修整进料   基础混合物   修整进料
  0   36.8   36.8   25.5   25.5
  20.8   41.7   40.8   24   22.75
  31.2   44.3   43.8   22.5   22
  41.6   40.1   40.7   23.75   23.5
  52   37.25   38.2   25.5   24.6
尽管已结合特定实施例对本发明进行了描述，然而显然本发明的多种其它形式和变型对于本领域的技术人员而言是显而易见的。所附权利要求和本发明应被解释为覆盖落入本发明的精神和范围内的所有这些显而易见的形式和变型。

Claims (2)

1、一种烧结矿物矿石的方法，其中烧结混合物具有包括含矿物质的矿石的细粉颗粒的浅料层，且燃料通过点燃所述混合物而结块，以致产生多孔粘附团块，接着将所述多孔粘附团块破碎成有效尺寸，然后冷却所得到的颗粒，所述改进包括按照每吨约5-100毫升的量向烧结混合物中加入包含约百万分之5-约百万分之35的过渡金属的硫酸盐的含水溶液。
2、根据权利要求1所述的方法，其中所述过渡金属的硫酸盐选自包括硫酸铜、硫酸锰、硫酸钡、硫酸铁的组。
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