專利名稱：一種金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鐵精礦采用直接還原技術(shù)生產(chǎn)金屬化球團(tuán)或海綿鐵，傳統(tǒng)工藝設(shè)備主要為豎爐、回轉(zhuǎn)窯或流化床。采用豎爐直接還原，還原溫度為110(TC，還原時(shí)間為8小時(shí)，金屬化率不超過(guò)83% ;采用回轉(zhuǎn)窯直接還原，還原溫度為105(TC，還原時(shí)間為6小時(shí)，金屬化率只能達(dá)到75%;采用流化床直接還原，還原溫度為85(TC，還原時(shí)間為4小時(shí)，金屬化率最高可達(dá)到85%。無(wú)論采用上述何種還原方式，都存在著還原時(shí)間長(zhǎng)、金屬化率不高、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。而采用轉(zhuǎn)底爐或固定床直接還原技術(shù)還原鐵精礦，在還原溫度130(TC和還原時(shí)間30分鐘的條件下，金屬化率雖然可以達(dá)到90%以上，但是由于轉(zhuǎn)底路爐或固定床爐內(nèi)氣氛影響，金屬化球團(tuán)再氧化程度嚴(yán)重，出爐時(shí)金屬化率會(huì)降低到85%以下。而且轉(zhuǎn)底爐或固定床的料層厚度為25-40毫米，生產(chǎn)能力只能達(dá)到65千克/(平方米*小時(shí))左右，具有生產(chǎn)能力小、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)?！稛Y(jié)球團(tuán)》第23巻第2期(1998年3月)公開的"包殼礦煤球團(tuán)燒結(jié)法還原——細(xì)磨選礦的試驗(yàn)研究"描述了在制備礦煤球團(tuán)時(shí)，先將精礦粉、煤粉和消石灰按質(zhì)量比為
ioo : 40 : io的比例配好并混勻然后造球，然后將造好的球加適量水和耐火泥進(jìn)行包殼，
采用帶式焙燒結(jié)機(jī)進(jìn)行焙燒還原生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鐵粉的方法。該方法存在的問(wèn)題是(l)采用全裝礦煤球團(tuán)工藝，上層球團(tuán)還原后的再氧化難于避免；(2)在球團(tuán)外面包裹耐火材料，燒結(jié)后分離困難，降低了還原得到的鐵粉的純度，且耐火材料和消石灰的加入加大了對(duì)后續(xù)工序處理的難度；(3)在礦煤球團(tuán)外包裹耐火材料的工序能耗和控制精度要求高。
CN101126121A公開了一種預(yù)還原復(fù)合燒結(jié)礦的生產(chǎn)方法，該方法采用高堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)礦兩種爐料進(jìn)行混合，并在酸性球團(tuán)礦制球的原料中配加煤粉，然后將混合均勻的高堿度燒結(jié)礦和酸性球團(tuán)礦一起在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)，生產(chǎn)預(yù)還原高爐用爐料。該方法的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題是(l)將燒結(jié)礦和球團(tuán)礦混合后燒結(jié)，生產(chǎn)出的物料成分一致，不能分離；(2)燒結(jié)后物料的金屬化率較低，理論上不超過(guò)40%，只能作為高爐爐料使用；(3)上層燒結(jié)料還原后的再氧化難于避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)現(xiàn)有設(shè)備不能充分利用，不能規(guī)?；a(chǎn)金屬化球團(tuán)的缺陷而提供一種能夠充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝，使鐵精礦金屬化球團(tuán)規(guī)模化生產(chǎn)的方法。 本發(fā)明公開了一種金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法，其中，該方法包括對(duì)從下到上依次層疊鋪置形成的底料層、礦煤球團(tuán)層、還原劑層和燒結(jié)料層進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)使得礦煤球團(tuán)層中的含鐵化合物還原為單質(zhì)鐵，同時(shí)使燒結(jié)料形成燒結(jié)礦。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的多層裝料技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)金屬化球團(tuán)，在生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的同時(shí)得到燒結(jié)礦，充分利用了現(xiàn)有設(shè)備和工藝，且生產(chǎn)得到的金屬化 球團(tuán)的金屬化率較高，此外，還具有能耗低、金屬化球團(tuán)生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)。為鐵精礦生產(chǎn) 金屬化球團(tuán)或海綿鐵開辟了一條新途徑，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。


圖1為本發(fā)明的金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法中的多層裝料示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，該方法包括對(duì)從下到上依次層疊鋪置形成的底料層、礦煤球團(tuán)層、還 原劑層和燒結(jié)料層進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)使得礦煤球團(tuán)層中的含鐵化合物還原為單質(zhì)鐵，同 時(shí)使燒結(jié)料形成燒結(jié)礦。例如，如圖1所示，al為底料層，a2為礦煤球團(tuán)層，a3為還原劑 層，a4為燒結(jié)料層。 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述層疊鋪置形成的底料層、礦煤球團(tuán)層、還原劑層和燒結(jié)料 層的厚度比可以為(10-25) : (100-350) : (10-30) : (150-400)。 按照本發(fā)明，所述形成礦煤球團(tuán)層的礦煤球團(tuán)可以是本領(lǐng)域公知的各種礦煤球
團(tuán)，例如，可以為包覆或不包覆耐火材料的礦煤球團(tuán)，為了使制得的金屬化球團(tuán)不受耐火材 料污染，本發(fā)明優(yōu)選為不包覆耐火材料的礦煤球團(tuán)，例如，所述礦煤球團(tuán)可以含有鐵精礦、
還原劑和粘結(jié)劑。 所述鐵精礦是將貧鐵礦經(jīng)過(guò)細(xì)磨、精選獲得的鐵品位較高的鐵礦粉。鐵精礦按照
含鐵礦物的不同，分為磁鐵精礦、赤鐵精礦和褐鐵精礦；按照選礦方法的不同，分為弱磁精
礦、強(qiáng)磁精礦、浮選精礦以及重選精礦。鐵精礦的鐵品位較高，一般在50%以上。 所述還原劑可以為各種含單質(zhì)碳的材料，例如，所述含單質(zhì)碳的材料可以選自煤、
焦炭和石墨中的一種或幾種；所述還原劑的顆粒直徑一般可以為0. 05-0. 15毫米。 所述粘結(jié)劑可以為各種粘結(jié)劑，如無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和/或有機(jī)粘結(jié)劑。所述無(wú)機(jī)粘結(jié)
劑可以為膨潤(rùn)土，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的顆粒大小一般可以為0. 05-0. 15毫米；所述有機(jī)粘結(jié)
劑可以為聚乙烯醇和/或纖維素基聚合物，所述纖維素基聚合物可以為各種纖維素基聚合
物，例如，可以選自甲基纖維素、乙基纖維素、丙基纖維素、羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維
素中的一種或幾種。 按照本發(fā)明，所述礦煤球團(tuán)中的鐵精礦、還原劑和粘結(jié)劑的重量比的可調(diào)節(jié)范圍 較寬，只要能夠形成球團(tuán)狀，并能夠使鐵精礦充分被還原即可，優(yōu)選情況下，所述鐵精礦、還
原劑和粘結(jié)劑的重量比可以為ioo : (20-40) : (l-3)。 按照本發(fā)明，可以采用手工的方法或采用各種設(shè)備制備礦煤球團(tuán)，例如，可以將鐵
精礦、還原劑和粘結(jié)劑按照ioo : (20-40) : (l-3)的質(zhì)量比混勻后，與或不與水混勻后采
用外加機(jī)械力的方式壓制成長(zhǎng)軸直徑為15-35毫米的橢球形礦煤球團(tuán)，所述橢球形的長(zhǎng)軸
直徑與短軸直徑的比例的可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整，一般情況下，所述長(zhǎng)軸直徑與短軸直徑
的比例可以為1 : 0. 2-0. 8 ;也可直接采用圓盤造球機(jī)制成直徑為10-25毫米的球形礦煤 球團(tuán)，并在100-25(TC下干燥至礦煤球團(tuán)的含水量為2%左右。 所述底料為燒結(jié)工藝正常生產(chǎn)中鋪設(shè)的燒結(jié)礦底料。所述燒結(jié)礦為將鐵精礦或富 礦粉、固體燃料和熔劑的混合物燒結(jié)后得到的塊、粒狀爐料。
所述還原劑層中的還原劑一般可以為煤和/或焦粒，所述煤通常為塊狀，塊煤的 體積可以為4-25立方厘米；所述焦粒為焦炭顆粒，所述焦粒的顆粒體積可以為4-20立方厘 米；所述焦?？梢陨藤?gòu)得到。 所述燒結(jié)料層中的燒結(jié)料可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種燒結(jié)料，例如，所述 燒結(jié)料可以是鐵精礦或富礦粉、固體燃料(或其它的含碳物料)和熔劑的混合物。富礦指 鐵品位較高的鐵礦石，含鐵量一般在50%以上。其中，所述固體燃料可以是焦碳、煤等燃料； 所述熔劑可以為石灰石等。鐵精礦或富礦粉、固體燃料和熔劑的比例的可調(diào)節(jié)范圍較寬，只 要保證在點(diǎn)火溫度下能夠點(diǎn)燃并使燒結(jié)料燒結(jié)即可。 在焙燒還原過(guò)程中，所述燒結(jié)料層不但可以防止下層的礦煤球團(tuán)的二次氧化，還
可以對(duì)礦煤球團(tuán)起到預(yù)熱和保溫的作用，有利于進(jìn)一步提高礦煤球團(tuán)的金屬化率。此外，在
焙燒還原過(guò)程中，生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的同時(shí)，還能夠同時(shí)使燒結(jié)料燒結(jié)生成燒結(jié)礦。 按照本發(fā)明，所述焙燒還原的條件可以為常規(guī)的燒結(jié)條件，一般情況下，在燒結(jié)過(guò)
程中，燒結(jié)溫度較難控制，一般只要保證在點(diǎn)火溫度下使上層燒結(jié)料點(diǎn)燃，點(diǎn)火溫度一般低
于燒結(jié)溫度，所述點(diǎn)火溫度一般為1000-110(TC，燒結(jié)溫度一般可以為1200-1350°C。關(guān)于
焙燒還原的時(shí)間，一般認(rèn)為從上層燒結(jié)料層一直燒結(jié)至底料層后燒結(jié)結(jié)束，可以根據(jù)出料
觀察斷面和燒結(jié)機(jī)各風(fēng)箱溫度判斷燒結(jié)是否結(jié)束，判斷方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。 按照本發(fā)明，可以采用多種用于生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的設(shè)備實(shí)施本發(fā)明的方法，優(yōu)選
情況下，采用多層裝料技術(shù)，為了更好地實(shí)現(xiàn)在下層生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的同時(shí)在上層同時(shí)兼
顧生產(chǎn)燒結(jié)礦，本發(fā)明優(yōu)選采用帶式燒結(jié)機(jī)進(jìn)行燒結(jié)。 下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例1 本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法。 將釩鈦鐵精礦(取樣測(cè)定釩鈦鐵精礦的主要成分為TFe :54. 01 % ， Fe0 :27. 02% ， V205 :0. 56%， Cr203 :1. 08%， Ti02 :12. 18% )，與煤粉(顆粒直徑為0. 074毫米> 75% )和 膨潤(rùn)土 (顆粒直徑為0. 074毫米> 70% )按照100 : 25 : 1. 5的重量比混合后壓制成長(zhǎng) 軸直徑為25毫米橢圓形礦煤球團(tuán)，在20(TC下干燥4小時(shí)，至礦煤球團(tuán)的含水量為2. 1%。 將燒結(jié)礦底料、礦煤球團(tuán)、焦炭和燒結(jié)料按照由下向上的順序依次向帶式燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行裝 料，燒結(jié)礦底料層、礦煤球團(tuán)層、焦炭層(焦炭顆粒直徑為10-15毫米)和燒結(jié)料層的厚度 分別為15毫米、200毫米、25毫米和250毫米。點(diǎn)火溫度IIO(TC ，焙燒還原結(jié)束后，上層由 燒結(jié)料得到的燒結(jié)礦直接作為高爐爐料，下層還原球團(tuán)作為釩鈦礦綜合利用爐料加入電爐 使用。 礦煤球團(tuán)的金屬化率為81% (金屬化率(％)=礦煤球團(tuán)還原后金屬鐵含量/礦 煤球團(tuán)中全鐵(TFe)含量)，殘?zhí)己繛?.7% (采用紅外碳硫分析儀進(jìn)行測(cè)定(美國(guó)力可 公司生產(chǎn)))，生產(chǎn)能力為240千克/ (平方米 小時(shí))。
實(shí)施例2 本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法。 將普通鐵精礦(取樣測(cè)定普通鐵精礦的主要成分為TFe :59. 01%， FeO :15. 6% ) 與焦粉(顆粒直徑為0. 074毫米> 40% )和聚乙烯醇按照100 : 20 : 1的重量比混合后 采用圓盤造球生產(chǎn)直徑為15毫米的礦煤球團(tuán)。在15(TC下烘干6小時(shí)至礦煤球團(tuán)的含水量為1.9%。將燒結(jié)礦底料、礦煤球團(tuán)、焦炭和燒結(jié)料按照由下向上的順序依次向帶式燒結(jié)機(jī) 中進(jìn)行裝料，燒結(jié)礦底料層、礦煤球團(tuán)層、焦炭層(顆粒直徑為10-15毫米)和燒結(jié)料層的 厚度分別為20毫米、250毫米、25毫米和300毫米。點(diǎn)火溫度1060°C ，焙燒還原結(jié)束后，上 層由燒結(jié)料得到的燒結(jié)礦直接作為高爐爐料，下層還原球團(tuán)可直接作為海綿鐵產(chǎn)品。
礦煤球團(tuán)的金屬化率為89% (金屬化率(％)=礦煤球團(tuán)還原后金屬鐵含量/礦 煤球團(tuán)中全鐵(TFe)含量)，殘?zhí)己繛?.8% (采用紅外碳硫分析儀進(jìn)行測(cè)定(美國(guó)力可 公司生產(chǎn)))，生產(chǎn)能力為300千克/ (平方米 小時(shí))。 從上述結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明的多層裝料技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)金屬化球 團(tuán)，且在生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的同時(shí)還得到燒結(jié)礦，充分利用了現(xiàn)有設(shè)備，且生產(chǎn)得到的金屬化 球團(tuán)的金屬化率較高。
權(quán)利要求
一種金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括對(duì)從下到上依次層疊鋪置形成的底料層、礦煤球團(tuán)層、還原劑層和燒結(jié)料層進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)使得礦煤球團(tuán)層中的含鐵化合物還原為單質(zhì)鐵，同時(shí)使燒結(jié)料形成燒結(jié)礦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述底料層、礦煤球團(tuán)層、還原劑層和燒結(jié)料層的厚度比為(10-25) : (100-350) : (10-30) : (150-400)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成礦煤球團(tuán)層的礦煤球團(tuán)含有鐵精礦、還原劑和粘結(jié)劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，鐵精礦、還原劑和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為ioo : (20-40) : (l-3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述還原劑為含單質(zhì)碳的材料，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和/或有機(jī)粘結(jié)劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述含單質(zhì)碳的材料選自煤、焦炭和石墨中的一種或幾種；所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土 ；所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯醇和/或纖維素基聚合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述礦煤球團(tuán)為球形或橢球形，球形的直徑為10-25毫米；橢球形的長(zhǎng)軸直徑為15-35毫米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述燒結(jié)在帶式燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，所述還原劑層中的還原劑為煤和/或焦粒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，所述底料層中的底料為燒結(jié)礦，所述燒結(jié)礦為將鐵精礦或富礦粉、固體燃料和熔劑的混合物燒結(jié)后得到的塊、粒狀爐料；所述燒結(jié)料層中的燒結(jié)料為鐵精礦 富礦粉、固體燃料和熔劑的混合物。
全文摘要
一種金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)方法，其中，該方法包括對(duì)從下到上依次層疊鋪置形成的底料層、礦煤球團(tuán)層、還原劑層和燒結(jié)料層進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)使得礦煤球團(tuán)層中的含鐵化合物還原為單質(zhì)鐵，同時(shí)使燒結(jié)料形成燒結(jié)礦。采用本發(fā)明的多層裝料技術(shù)能夠規(guī)?；a(chǎn)金屬化球團(tuán)，在生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的同時(shí)得到燒結(jié)礦，充分利用了現(xiàn)有設(shè)備和工藝，且生產(chǎn)得到的金屬化球團(tuán)的金屬化率較高，此外，還具有能耗低、金屬化球團(tuán)生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B1/16GK101724745SQ20081017128
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者何紹剛, 何群, 劉功國(guó), 文永才, 湯天宇, 薛遜, 鄧君 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司