CN106435170B - 一种碱性球团矿制备方法及制备及所用矿粉混合料 - Google Patents

一种碱性球团矿制备方法及制备及所用矿粉混合料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱性球团矿制备方法及制备所用矿粉混合料，应用于高炉冶金领域，其中，碱性球团矿制备方法包括：将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，消石灰混合料中：消石灰的质量百分比为96％～98％，钠化膨润土的质量百分比为2％～4％；将消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，矿粉混合料中：精矿粉的质量百分比为95％～99％，消石灰混合料的质量百分比为1％～5％；将矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球经焙烧工艺，以获得碱性球团矿。通过本发明解决了球团矿在高炉冶炼时使用比例较低的技术问题，进而提高球团矿入炉比例，改善高炉冶炼指标。

Description

一种碱性球团矿制备方法及制备及所用矿粉混合料
技术领域
本发明涉及高炉冶金领域，尤其涉及一种碱性球团矿制备方法及制备所用矿粉混合料。
背景技术
我国铁矿资源多为贫矿，富矿很少。可用原料主要为细精矿，富粉矿和块矿很少。在这种情况下，本宜生产球团为主，但由于历史原因，我国高炉一直以高碱度烧结为主要原料，再搭配少量的酸性球团矿。随着高炉精料需求的不断增加和节能环保要求的日益提升，发展球团矿成为趋势。球团矿具有品位高、脉石含量低、粒度均匀和强度好等优点。
目前我国球团矿产能已经达到了2亿吨，但主要生产的是普通酸性球团矿。酸性球团矿是自然碱度的球团矿，SiO2和Al2O3含量比较高，而钙镁等碱性物质的含量很少，因此现有技术生产的球团矿的质量不高，为了平衡高炉内的炉渣碱度会限制球团矿的使用比例，因此球团矿在高炉冶炼时使用比例较低，不利于环保。
发明内容
本发明实施例通过提供一种碱性球团矿制备方法及制备所用矿粉混合料，解决了球团矿在高炉冶炼时使用比例较低的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种碱性球团矿制备方法，包括：将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，其中，在所述消石灰混合料中：所述消石灰的质量百分比为96％～98％，所述钠化膨润土的质量百分比为2％～4％；将所述消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，其中，在所述矿粉混合料中：所述精矿粉的质量百分比为95％～99％，所述消石灰混合料的质量百分比为1％～5％；将所述矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球经焙烧工艺，以获得碱性球团矿。
优选的，所述消石灰的Ca(OH)2含量>92％，所述消石灰中颗粒粒径≤44μm的含量≥90％。
优选的，所述钠化膨润土的吸水率≥700％。
优选的，所述将所述矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球进行焙烧包括：所述矿粉混合料在圆盘造球机内造生球；筛取粒度9～16mm的生球经所述焙烧工艺，其中，所述焙烧工艺包括依次进行的鼓风干燥、抽风干燥、预预热、预热、焙烧、均热和冷却，其中，所述预预热的温度为500～650℃。
优选的，所述鼓风干燥在温度300～350℃进行3分钟；所述抽风干燥在温度350～450℃进行4～5分钟；所述预预热进行5～6分钟；所述预热在温度700～1000℃进行5～6分钟；所述焙烧在温度1240～1260℃进行8～10分钟。
优选的，所述均热在1150℃进行2～3分钟。
第二方面，本发明实施例公开了一种制备碱性球团矿用矿粉混合料，包括如下质量百分比的各组分：消石灰0.96％～4.9％，钠化膨润土0.02％～0.2％，精矿粉95％～99％。
本发明实施例提供的一个或多个技术方案，至少实现了如下技术效果或优点：
由于先通过将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，消石灰在消石灰混合料中的质量百分比为96％～98％，钠化膨润土在消石灰混合料中的质量百分比为2％～4％，其中96％～98％消石灰的高配加大大降低了球团矿中钠化膨润土的配比，从而降低了SiO2和Al2O3的含量，同时消石灰在焙烧工艺的预预热阶段就会分解，因此对球团焙烧强度影响小，再将消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，精矿粉在矿粉混合料的质量百分比为95％～99％，因此还有1％～5％的消石灰混合料为碱性成分，从而有效提高了球团矿的碱度，能够生产出碱性球团矿，从而解决了球团矿在高炉冶炼时使用比例较低的技术问题，进而碱性球团矿能够在高炉冶炼时提高球团矿入炉比例，改善高炉冶炼指标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中碱性球团矿制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
本发明实施例提供了一种碱性球团矿制备方法，应用于制备碱性球团矿。参考图1所示，本发明实施例提供的碱性球团矿制备方法包括如下步骤：
S1、将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，其中，消石灰在消石灰混合料中的质量百分比为96％～98％，钠化膨润土在消石灰混合料中的质量百分比为2％～4％。
具体的，在S1中：先按照消石灰与钠化膨润土的质量比为(96～98):(4～2)称取消石灰和钠化膨润土，将称取的消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料。
具体的，本实施例中所用的消石灰的Ca(OH)2含量>92％，颗粒粒径≤44μm的含量≥90％。本实施例中所用的钠化膨润土的吸水率≥700％。从而细粒度的消石灰和高性能的钠化膨润土的使用提高了制备的碱性球团矿的质量。
在S1之后接着进行S2、将消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，其中，精矿粉在矿粉混合料中的质量百分比为95％～99％，消石灰混合料在矿粉混合料中的质量百分比为1％～5％。
具体的，在S2中：按照精矿粉与消石灰混合料的质量比为(95～99):(5～1)称取精矿粉和消石灰混合料，再将称取的精矿粉与消石灰混合料混合均匀成矿粉混合料。从而通过上述步骤S1～S2制备矿粉混合料，并且是先混合均匀使用量较少的消石灰与钠化膨润土，再将形成的消石灰混合料与使用量较大的精矿粉混合，能够更快速搅拌在精矿粉中搅拌均匀消石灰、钠化膨润土。
进一步的，在具体实施过程中，如果经过S2制成的矿粉混合料的水分<7％，则适当配加水分，使矿粉混合料的水分控制在7％～7.5％，若经过S2制成的矿粉混合料满足水分在7％～7.5％，则不再配加水分。
S3、将矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球经焙烧工艺，以获得碱性球团矿。
具体的，在S3中：矿粉混合料在圆盘造球机内造生球，具体的，设置合格粒度为粒度9～16mm，则在造生球后筛取出粒度9～16mm的生球经焙烧工艺，其中，焙烧工艺包括依次进行的鼓风干燥、抽风干燥、预预热、预热、焙烧、均热和冷却，以获得碱性球团矿。当然，在具体实施过程中也可以设置为其他范围为合格粒度。
具体的，矿粉混合料在圆盘造球机内进行造生球12分钟左右。
具体的，预预热的温度为500～650℃。从而消石灰能够在预预热阶段就分解，从而避免了消石灰在后续焙烧中的影响。
具体的，鼓风干燥在温度300～350℃进行3分钟。具体的，抽风干燥在温度350～450℃进行4～5分钟。具体的，预预热进行5～6分钟。具体的，预热在温度700～1000℃进行5～6分钟。具体的，焙烧在温度1240～1260℃进行8～10分钟。具体的，均热在1150℃进行2～3分钟。
下面给出本发明实施例提供的碱性球团矿制备方法的多个实施例：
实施例1
消石灰和钠化膨润土以质量比96:4混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量比95:5混合均匀成矿粉混合料，再配加水混合均匀以将矿粉混合料的水分调整至7.3％。比如，称取0.288kg消石灰和0.012kg钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，再将制成的消石灰混合料配入称取的9.7kg kg精矿粉中混合均匀成矿粉混合料。
矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行如下焙烧工艺：生球先在温度330℃进行鼓风干燥3分钟，接着在温度400℃抽风干燥4分钟，接着在550℃预预热5分钟，接着在850℃预热5分钟，接着在1255℃焙烧8分钟，接着在1150℃均热3分钟；接着均热后的球团用常温风冷却到150℃以下而得到碱性球团矿。
实施例1制备的碱性球团矿的指标如下表1：
表1.实施例1中的碱性球团矿与现有酸性球团矿的指标对比
化学成分 TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 B2 抗压强度
碱性球团矿 65.26％ 2.0％ 2.23％ 0.48％ 0.36％ 1.11％ 2785N/P
现有酸性球团矿 65.92％ 3.1％ 0.31％ 0.48％ 0.35％ 0.14％ 2759N/P
由表1可见，实施例1所制备的碱性球团矿SiO2含量比现有酸性球团矿低1.1个百分点，“TFe+CaO”含量比现有酸性球团矿高1.57个百分点，实施例1制备的碱性球团矿碱度达到1.1。
实施例2：
消石灰和钠化膨润土以质量比98:2混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量为99:1混合均匀成矿粉混合料，再配加水混合均匀以将矿粉混合料的水分调整至7.5％。比如，称取0.343kg消石灰和0.007kg钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，再将制成的消石灰混合料配入所称取的9.75kg精矿粉中混合均匀成矿粉混合料。
矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行如下焙烧工艺：生球先在温度320℃进行鼓风干燥3分钟，接着在温度380℃抽风干燥4分钟，接着在温度520℃预预热6分钟，接着在温度850℃预热6分钟，接着在温度1250℃焙烧9分钟，接着在温度1150℃均热3分钟；均热后的球团用常温风冷却到150℃以下而得到碱性球团矿。
实施例2制备的碱性球团矿的指标如下表2：
表2.实施例2中的碱性球团矿与现有酸性球团矿的指标对比
化学成分 TFe SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> B<sub>2</sub> 抗压强度
碱性球团矿 65.26％ 1.88％ 2.72％ 0.49％ 0.33％ 1.45％ 2763N/P
现有酸性球团矿 65.92％ 3.1％ 0.31％ 0.48％ 0.35％ 0.14％ 2759N/P
由表2可见，实施例2所制备的碱性球团矿SiO2含量比酸性球团矿低1.22个百分点，“TFe+CaO”的含量比现有酸性球团矿高1.71个百分点。实施例2制备的碱性球团矿碱度达到1.45。
实施例3：
消石灰和钠化膨润土以质量比96:4混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与消石灰混合料以质量比99:1混合均匀成矿粉混合料，矿粉混合料的水分为7.0％。
矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行如下焙烧工艺：生球先在温度300℃进行鼓风干燥3分钟，接着在温度350℃抽风干燥5分钟，接着在温度500℃预预热6分钟，接着在温度700℃预热6分钟，接着在温度1240℃焙烧10分钟，接着在温度1150℃均热2分钟，均热后的球团用常温风冷却到150℃以下而得到碱性球团矿。
实施例4：
消石灰和钠化膨润土以质量比为98:2混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量比为95:5混合均匀成矿粉混合料，再配加水混合均匀以将矿粉混合料的水分调整至7.2％。
矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行如下焙烧工艺：生球先在温度350℃进行鼓风干燥3分钟，接着在温度450℃抽风干燥3分钟，接着在温度650℃预预热5分钟，接着在温度1000℃预热5分钟，接着在温度1260℃焙烧8分钟，接着在温度1150℃均热3分钟；均热后的球团用常温风冷却到150℃以下而得到碱性球团矿。
实施例5：
消石灰和钠化膨润土以质量比97:3混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量为96:2混合均匀成矿粉混合料，再配加水以将矿粉混合料的水分调整至7.1％。矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，对筛取的粒度9～16mm的生球进行焙烧工艺:实施例5中焙烧工艺参考前述任一实施例，本实施例不再赘述。
实施例6：
消石灰和钠化膨润土以质量比为97:3混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量比为97:3混合均匀成矿粉混合料，再配加水以将矿粉混合料的水分调整至7.2％。矿粉混合料在圆盘造球机内造生球11.9分钟结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行焙烧工艺：实施例6中的焙烧工艺参考前述任一实施例，本实施例不再赘述。
实施例7：
消石灰和钠化膨润土以质量比97:3混合均匀成消石灰混合料，再将精矿粉与制成的消石灰混合料以质量比98:2混合均匀成矿粉混合料，再配加水以将矿粉混合料的水分调整至7.4％。矿粉混合料在圆盘造球机内造生球12.1分钟，造生球结束后用筛子筛取粒度9～16mm的生球，采用焙烧杯对筛取的粒度9～16mm的生球进行焙烧工艺：实施例7中焙烧工艺参考前述任一实施例，本实施例不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种制备碱性球团矿用矿粉混合料，制备过程可以参考前述碱性球团矿制备方法实施例的步骤S1～S2，为了说明书的简洁，本文不再赘述。
通过上述本发明实施例提供的一个或多个实施例，至少实现了如下技术效果或优点：
由于先通过将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，消石灰在消石灰混合料中的质量百分比为96％～98％，钠化膨润土在消石灰混合料中的质量百分比为2％～4％，其中96％～98％消石灰的高配加大大降低了球团矿中钠化膨润土的配比，从而降低了SiO2和Al2O3的含量，同时消石灰在焙烧工艺的预预热阶段就会分解，因此对球团焙烧强度影响小，再将消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，精矿粉在矿粉混合料的质量百分比为95％～99％，因此还有1％～5％的消石灰混合料为碱性成分，从而有效提高了球团矿的碱度，能够生产出碱性球团矿，从而解决了球团矿在高炉冶炼时使用比例较低的技术问题，进而碱性球团矿能够在高炉冶炼时提高球团矿入炉比例，改善高炉冶炼指标。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种碱性球团矿制备方法，包括：
将消石灰与钠化膨润土混合均匀成消石灰混合料，其中，在所述消石灰混合料中：所述消石灰的质量百分比为96％～98％，所述钠化膨润土的质量百分比为2％～4％；
将所述消石灰混合料配入精矿粉中混合均匀成矿粉混合料，其中，在所述矿粉混合料中：所述精矿粉的质量百分比为95％～99％，所述消石灰混合料的质量百分比为1％～5％；
将所述矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球经焙烧工艺，以获得碱性球团矿；
其特征在于：
将所述矿粉混合料制备生球后筛取合格粒度的生球经焙烧工艺包括：
所述矿粉混合料在圆盘造球机内造生球；
筛取粒度9～16mm的生球经所述焙烧工艺，其中，所述焙烧工艺包括依次进行的鼓风干燥、抽风干燥、预预热、预热、焙烧、均热和冷却，其中，所述预预热的温度为500～650℃。
2.如权利要求1所述的碱性球团矿制备方法，其特征在于，所述消石灰的Ca(OH)2含量>92％，所述消石灰中颗粒粒径≤44μm的含量≥90％。
3.如权利要求1所述的碱性球团矿制备方法，其特征在于，所述钠化膨润土的吸水率≥700％。
4.如权利要求1所述的碱性球团矿制备方法，其特征在于，
所述鼓风干燥在温度300～350℃进行3分钟；
所述抽风干燥在温度350～450℃进行4～5分钟；
所述预预热进行5～6分钟；
所述预热在温度700～1000℃进行5～6分钟；
所述焙烧在温度1240～1260℃进行8～10分钟。
5.如权利要求1所述的碱性球团矿制备方法，其特征在于，所述均热在1150℃进行2～3分钟。
6.一种制备碱性球团矿用矿粉混合料，其特征在于，包括如下质量百分比的各组分：消石灰0.96％～4.9％，钠化膨润土0.02％～0.2％，精矿粉95％～99％。
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"不同碱度与配矿结构对球团矿性能的影响";蒋大军等;《四川冶金》;20091031;第31卷(第5期);2.2试验方法
"程潮铁矿碱性球团试验研究";徐佳鑫;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20151231(第3期);第11页2.3试验方法及设备，第33页4.4.1 消石灰添加量对球团质量影响的试验，第34页4.4.2 焙烧制度试验，

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