專利名稱：一種燒結(jié)中使用硼鐵礦粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燒結(jié)中使用硼鐵礦粉的方法，將硼鐵礦在燒結(jié)中的配比達(dá)到了 10%。分析認(rèn)為，硼鐵礦粉的配比具有進(jìn)一步提升的空間。
背景技術(shù)：
中國(guó)硼礦資源具有儲(chǔ)量豐富、種類多、礦石品位較低、共伴生礦物多、產(chǎn)地分布不平衡等特點(diǎn)。硼鎂鐵礦(Mg · Fe)3Fe[B03]02 :B203的理論含量17. 83%，形態(tài)有針狀、柱狀、纖維狀、短柱狀-粒狀集合體等多種晶形；具有珍珠、金剛光澤；顏色有黑色和黑綠色；密度為 3. 60 4. 70g/cm3，莫氏硬度區(qū)間為5. 5 6. 0，不溶于水。B203熔點(diǎn)較低，工業(yè)生產(chǎn)中通常以玻璃體形式出現(xiàn)，600°C左右開始熔融。硼是結(jié)晶化學(xué)穩(wěn)定劑中最穩(wěn)定性的元素之一。由于B3+半徑小，在高溫下可進(jìn)入多種礦物晶格中，促進(jìn)鐵酸鈣生成和赤鐵礦晶粒長(zhǎng)大聚合，減少2Ca0 · Si02的生成量。燒結(jié)混合料中加入硼后，促進(jìn)了液相生成數(shù)量并降低了固溶體熔點(diǎn)和液相渣的粘度，這些低熔點(diǎn)液相在冷卻過(guò)程中作為粘結(jié)相，包裹2Ca0· Si02晶粒，可抑制2Ca0· Si02的同質(zhì)多相轉(zhuǎn)變，使 β-2Ca0 · Si02得到穩(wěn)定，減少燒結(jié)礦內(nèi)應(yīng)力破壞作用，使燒結(jié)礦粉化率降低，燒結(jié)礦強(qiáng)度提高。硼鎂鐵精礦的加入促進(jìn)了燒結(jié)礦鐵酸鈣的生成和液相量的增加，因此使燒結(jié)礦的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，晶粒大小趨于均勻，晶粒間粘結(jié)相量增多，燒結(jié)礦晶體長(zhǎng)大，相互連接，燒結(jié)礦粒級(jí)分布趨向均勻，< 5mm的粉末量減少。配加硼鎂鐵精礦有利于減輕燒結(jié)礦的低溫還原粉化指標(biāo)。燒結(jié)礦發(fā)生低溫還原粉化最根本的原因是燒結(jié)礦中的再生 !^203在低溫050 550°C)時(shí)，由α-Fe203還原成Y_Fe203。由于前者是三方晶系六方晶格，后者是等軸晶系立方晶格，在還原氣的作用下發(fā)生了晶格改變，造成了結(jié)構(gòu)的扭曲、 開裂，產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致在機(jī)械力作用下嚴(yán)重的粉碎裂，使燒結(jié)礦的低溫還原粉化率升高。燒結(jié)礦中配加硼鎂鐵精礦后促進(jìn)了鐵酸鈣的生成，減少了再生狗203數(shù)量。另外，由于B203是低熔點(diǎn)物質(zhì)，燒結(jié)礦中有一定量的B203，對(duì)高爐冶煉改善爐渣流動(dòng)性將有益處， 有利于減少鐵損，降低每噸鐵水礦耗。含硼燒結(jié)礦粒級(jí)分布改善、強(qiáng)度提高。因此配加硼鐵精礦后的燒結(jié)礦有利于改善高爐料柱透氣性和煤氣分布，有利于爐況順行，有利于高爐增產(chǎn)、節(jié)焦。燒結(jié)中配加硼鐵礦具有改善燒結(jié)礦質(zhì)量的意義，但常年以來(lái)，受限于硼鐵礦的化學(xué)成分，其在燒結(jié)中的配加比例總受到限制，硼鐵礦一直作為一種“添加劑”在使用。如何將硼鐵礦替代常用鐵礦粉和替代熔劑的作用同時(shí)發(fā)揮，是提高硼鐵礦配比的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)中使用硼鐵礦粉的方法，克服了以往硼鐵礦粉配比在燒結(jié)中受限制、只能作為一種添加劑的缺陷(無(wú)法在配比達(dá)到10%的同時(shí)，燒結(jié)礦質(zhì)量和成分同時(shí)得到改善)，使用硼鐵礦同時(shí)替代MgO質(zhì)熔劑(如白云石和鐵礦粉，將硼鐵礦在燒結(jié)中的配比達(dá)到了 10%。本發(fā)明包括配料、混合、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)、熱破碎、熱篩分、冷卻、篩分、燒結(jié)礦性能檢測(cè)。在工藝中控制如下技術(shù)參數(shù)1)原料配備含鐵原料中使用8-12%的硼鐵礦，生石灰4. 5-5. 5%、白云石、 石灰石5-7%、焦粉4. 0-5.0% ；同時(shí)該燒結(jié)礦的堿度CaO/SiR = 1.8-2.0，IFe含量為 55-58%，MgO 含量為 1. 9-2. 3%, FeO 含量為 6. 0-7. 5% ；2)混合將所選取的原料組份輸送到一次圓筒混合機(jī)內(nèi)，加入適量的水分濕潤(rùn)物料，使原料的配水量控制在7士0. 5%之間，并使原料混合均勻；3)制粒將混合均勻的原料輸送到二次圓筒混合機(jī)中制粒，制粒時(shí)間2-;3min ；4)布料將制粒后的原料顆粒均勻布撒在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，使燒結(jié)料層的厚度控制在500-800mm的范圍內(nèi)；5)點(diǎn)火控制燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火溫度為950-1200°C，點(diǎn)火時(shí)間l-3min，點(diǎn)火負(fù)壓為 5000-7000Pa ；6)燒結(jié)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火完畢后，原料中的焦粉開始燃燒，控制燒結(jié)負(fù)壓為 7000-12000Pa ；7)冷卻采用任一種機(jī)上冷卻或機(jī)外冷卻方式，使燒結(jié)礦的溫度降低至200°C以下；8)篩分采用篩孔為4. 5-6mm的振動(dòng)篩對(duì)冷卻處理后的顆粒進(jìn)行篩分，篩下物為燒結(jié)返礦，篩上物為成品燒結(jié)礦。9)燒結(jié)礦指標(biāo)檢測(cè)對(duì)燒結(jié)礦的粒度組成、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)和分析。配加硼鐵礦后，燒結(jié)礦的質(zhì)量沒有惡化，反而有一定程度的改善。SiO2含量為4. 0-4. 5%、堿度CaO/SiR為1. 8-2. 0，通過(guò)提高焦粉配比的方法(從
3.0-4. 0%提高到5. 0-6. 0% )，將燒結(jié)礦的FeO含量從5_6%提高到8-10%，從而使得燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(從82%提高到83.6%)、低溫還原粉化指標(biāo)0 1+3.15從39%提高到51%) 和還原性指標(biāo)(從79%提高到85% )同時(shí)改善。在基準(zhǔn)方案條件下(鐵料配比為25%澳粉A、30%澳粉B、5%巴西粉A、15%巴西粉B和10%地方粉E，15%高爐返礦，熔劑為外配，生石灰5%、白云石5. 45%、石灰石
4.95%),使用硼鐵礦替代地方粉E或澳粉A的同時(shí)，減少M(fèi)gO質(zhì)熔劑(白云石)的配比， 調(diào)整石灰石配比，使得硼鐵礦配比達(dá)到8-12%，地方粉或澳粉比例相應(yīng)地降低8-12%，白云石配比從4-5%降低到2-3%，配比設(shè)計(jì)燒結(jié)礦化學(xué)成分為IFe 55-58%, FeO 6-7.5%, CaO 9-11%, SiO2 4.9-5.2%、MgO 1. 9-2. 3%, Al2O3 1.7-2.0%。最終，使用硼鐵礦替代了地方粉或澳洲細(xì)粉的同時(shí)，也替代了 MgO質(zhì)熔劑，實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用和熔劑減量化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、使用價(jià)格較低的硼鐵礦替代了地方粉或澳洲細(xì)粉，同時(shí)減少了 MgO質(zhì)熔劑的配加量，實(shí)現(xiàn)了低品質(zhì)資源的有效利用；2、降低MgO質(zhì)熔劑后，雖然白云石的配比可能提高以穩(wěn)定燒結(jié)礦化學(xué)成分，但熔劑的整體配加量是降低的，這符合精料和減量化的思想。


圖1為本發(fā)明的配加硼鐵礦燒結(jié)礦的制備方法的工藝流程圖。圖2為表示本發(fā)明的硼鐵礦替代地方粉(或澳粉)以及白云石的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖所示，本發(fā)明的燒結(jié)礦制備工藝路程大致分為原料配備-混合-制粒-布料-點(diǎn)火-燒結(jié)-破碎-冷卻-燒結(jié)礦指標(biāo)檢測(cè)等，其具體操作步驟如下1)原料配備從硼鐵礦配比8-12%，生石灰4.5-5.5%、白云石1_3%、石灰石 5_7%、焦粉4. 0-5.0% ；同時(shí)該燒結(jié)礦的堿度CaO/SiR = 1.8-2.0，IFe含量為55-58%， MgO含量為1.9-2.3%，F(xiàn)eO含量6. 0-7. 5%的范圍內(nèi)選取一種具體數(shù)值的原料組分備用；2)混合將所選取的原料組份輸送到一次圓筒混合機(jī)內(nèi)，加入適量的水分濕潤(rùn)物料，使原料的配水量控制在7士0. 5%之間，并使原料混合均勻；3)制粒將混合均勻的原料輸送到二次圓筒混合機(jī)中制粒，制粒時(shí)間2-aiiin ；4)布料將制粒后的原料顆粒均勻布撒在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，使燒結(jié)料層的厚度控制在500-800mm的范圍內(nèi)；5)點(diǎn)火控制燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火溫度為950-1200°C，點(diǎn)火時(shí)間l-3min，點(diǎn)火負(fù)壓為 5000-7000Pa ；6)燒結(jié)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火完畢后，原料中的焦粉開始燃燒，控制燒結(jié)負(fù)壓為 7000-12000Pa ；7)冷卻采用任一種機(jī)上冷卻或機(jī)外冷卻方式，使燒結(jié)礦的溫度降低至200°C以下；8)篩分采用篩孔為4. 5-6mm的振動(dòng)篩對(duì)冷卻處理后的顆粒進(jìn)行篩分，篩下物為燒結(jié)返礦，篩上物為成品燒結(jié)礦。9)燒結(jié)礦指標(biāo)檢測(cè)對(duì)燒結(jié)礦的粒度組成、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)和分析。按照上述工藝流程，本發(fā)明完成了燒結(jié)礦的實(shí)驗(yàn)室制備，其中燒結(jié)礦的各項(xiàng)具體指標(biāo)參加表1至表6。表1和2分別列出了含鐵料、熔劑和焦粉的化學(xué)成分及配比。表中2#和3#即為表示本發(fā)明的兩個(gè)方案。表3為燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果。4和表5分別為燒結(jié)礦的粒度組成和化學(xué)成分結(jié)果。表6為各方案燒結(jié)礦使用熔劑比例的比較。表 權(quán)利要求
1. 一種燒結(jié)中使用硼鐵礦粉的方法，其特征在于，工藝及在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下(1)原料配備含鐵原料中使用8-12%的硼鐵礦，生石灰4.5-5.5%、白云石1_3%、 石灰石5-7%、焦粉4. 0-5.0% ；同時(shí)該燒結(jié)礦的堿度CaO/SiR = 1.8-2.0，IFe含量為 55-58%，MgO 含量為 1. 9-2. 3%, FeO 含量為 6. 0-7. 5% ；(2)混合將所選取的原料組份輸送到一次圓筒混合機(jī)內(nèi)，加入適量的水分濕潤(rùn)物料， 使原料的配水量控制在6. 5 7. 5%之間，并使原料混合均勻；(3)制粒將混合均勻的原料輸送到二次圓筒混合機(jī)中制粒，制粒時(shí)間2-aiiin；(4)布料將制粒后的原料顆粒均勻布撒在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，使燒結(jié)料層的厚度控制在 500-800mm的范圍內(nèi)；(5)點(diǎn)火控制燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火溫度為950-1200V，點(diǎn)火時(shí)間l-3min，點(diǎn)火負(fù)壓為 5000-7000Pa；(6)燒結(jié)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火完畢后，原料中的焦粉開始燃燒，控制燒結(jié)負(fù)壓為 7000-12000Pa ；(7)冷卻采用任一種機(jī)上冷卻或機(jī)外冷卻方式，使燒結(jié)礦的溫度降低至200°C以下；(8)篩分采用篩孔為4.5-6mm的振動(dòng)篩對(duì)冷卻處理后的顆粒進(jìn)行篩分，篩下物為燒結(jié)返礦，篩上物為成品燒結(jié)礦；(9)燒結(jié)礦指標(biāo)檢測(cè)。
全文摘要
一種燒結(jié)中使用硼鐵礦粉的方法，屬于鐵礦粉燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域。制備步驟包括配料、混合、制粒、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)、破碎、冷卻、燒結(jié)礦指標(biāo)檢測(cè)。該燒結(jié)礦的含鐵原料中使用8-12％的硼鐵礦，生石灰4.5-5.5％、白云石1-3％、石灰石5-7％、焦粉4.0-5.0％；同時(shí)該燒結(jié)礦的堿度CaO/SiO2＝1.8-2.0，TFe含量為55-58％，MgO含量為1.9-2.3％，F(xiàn)eO含量為6.0-7.5％。其中，由于使用硼鐵礦粉同時(shí)替代地方粉(或澳細(xì)粉)和MgO質(zhì)熔劑(如白云石)，最終不僅使硼鐵礦粉得到了合理使用、熔劑的總配比減少了10％，并且燒結(jié)礦的質(zhì)量得到了改善，符合了精料的思想。
文檔編號(hào)C22B1/243GK102181630SQ201110091298
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者孫健, 李國(guó)瑋, 潘文, 秦岳義, 裴元東, 趙勇, 趙志星, 馬澤軍 申請(qǐng)人:首鋼總公司