專利名稱：一種生物質(zhì)燃料用于強(qiáng)化難制粒鐵礦燒結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵礦燒結(jié)領(lǐng)域，涉及一種利用生物質(zhì)燃料強(qiáng)化釩鈦磁鐵礦、鏡鐵礦及二次含鐵資源等難制粒鐵礦燒結(jié)的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，2010年鋼產(chǎn)量已達(dá)到6. 27億噸。鋼鐵生產(chǎn)需要數(shù)量巨大的鐵礦石，2010我國進(jìn)口鐵礦石6. 2億噸，進(jìn)口依存度高達(dá)63%。我國鐵礦石資源日益緊缺，且燒結(jié)性能優(yōu)良的高品位赤鐵礦、磁鐵礦資源不斷減少，而鏡鐵礦、釩鈦磁鐵礦、 二次含鐵資源等由于制粒性能差，為保證燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，在使用過程中一般受到限制。鏡鐵礦是一種重要的含鐵資源，在我國占鐵礦石總資源儲量的5. 3%。我國除自產(chǎn)一部分鏡鐵礦外，每年還從巴西、加拿大等國家進(jìn)口大量的鏡鐵礦。鏡鐵礦結(jié)晶致密、呈片狀結(jié)構(gòu)、親水性差的特點(diǎn)，使其制粒性能很差，既難自身成球，也不易粘附在其他礦物顆粒上，致使其在燒結(jié)料中配比很低，如寶鋼配比最高為10%，少數(shù)鋼鐵廠的配比一般為3% 5%。釩鈦磁鐵礦是一種重要的多金屬伴生含鐵資源，在我國儲量十分豐富，主要分布在四川攀枝花-西昌地區(qū)、河北承德地區(qū)、安徽馬鞍山地區(qū)及其他地區(qū)，儲量占全國鐵礦石總資源儲量的比例約為14. 4%，開采量居全國鐵礦重量的第三位。釩鈦磁鐵礦在澳大利亞、 南非、加拿大、印度等國家也有豐富的儲量。釩鈦磁鐵精礦粒度較粗，顆粒表面光滑，結(jié)構(gòu)致密，親水性較差，其制粒性能差，我國攀鋼雖長期使用高比例的釩鈦礦進(jìn)行燒結(jié)，但相比普通燒結(jié)，其生產(chǎn)率明顯偏低。除天然礦石外，鋼鐵企業(yè)、制酸企業(yè)、有色冶煉行業(yè)每年還產(chǎn)生大量的二次含鐵廢棄物，也是非常重要的含鐵資源，在我國還沒有得到很好的利用。我國鋼鐵企業(yè)每年含鐵粉塵的產(chǎn)生量在6000萬t左右；硫鐵礦制酸企業(yè)年產(chǎn)硫酸燒渣近2000余萬t ；氧化鋁行業(yè)每年產(chǎn)出數(shù)百萬噸赤泥等。產(chǎn)自鋼鐵行業(yè)、制酸企業(yè)、有色冶煉行業(yè)的含鐵粉塵、廢渣、沉泥等二次含鐵資源，大多為人造礦，經(jīng)過了高溫過程，其顆粒表面光滑，吸水性差，配加到燒結(jié)料中會惡化燒結(jié)料層的透氣性，影響燒結(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一般配入量不高，利用率較低。釩鈦磁鐵礦、鏡鐵礦及二次含鐵資源共同的特點(diǎn)是制粒性能差，導(dǎo)致燒結(jié)料層透氣性差，使得通過料層的空氣量不足，惡化了燒結(jié)料層中燃料的燃燒，造成垂直燒結(jié)速度慢，利用系數(shù)低。在有限的風(fēng)量下，加快燃料燃燒是提高難制粒鐵礦燒結(jié)效率的有限手段。 本發(fā)明通過在混合料中添加燃燒性能優(yōu)良的生物質(zhì)燃料，以改善料層中燃料的燃燒狀況， 大幅提高燒結(jié)過程燃燒前沿的速度，達(dá)到提高難制粒鐵礦的燒結(jié)速度和利用系數(shù)的目的， 從而實(shí)現(xiàn)難制粒鐵礦的高效利用，為緩解資源危機(jī)提供一條可行的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用生物質(zhì)燃料燃燒速度快的特點(diǎn)，將其用于難制粒結(jié)鐵礦燒結(jié)，通過對生物質(zhì)燃料的燃燒性能進(jìn)行控制，以加快難制粒鐵礦燒結(jié)過程的燃燒前沿速度，提高難制粒鐵礦燒結(jié)的效率，從而強(qiáng)化難制粒結(jié)鐵礦的產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)。本發(fā)明的技術(shù)方案是在燒結(jié)混合料中添加占總質(zhì)量1 4%的由生物質(zhì)炭化得到的生物質(zhì)燃料，配料后制粒，燒結(jié)；所述的生物質(zhì)燃料，其固定碳含量為65 85%、揮發(fā)份 10 25%、熱值M 30MJ/kg，孔隙率為40 60%、比表面積10 100m2/g ；所述的燒結(jié)混合料包括鐵礦石、熔劑、焦粉和燒結(jié)后的返礦料。 所述的生物質(zhì)燃料平均粒徑為1 4mm。所述的難制粒鐵礦包括鏡鐵礦、釩鈦磁鐵精礦、二次含鐵資源的一種或幾種。二次含鐵資源，包括鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)物除塵灰、瓦斯灰、煉鋼污泥、氧化鐵皮，制酸企業(yè)的副產(chǎn)物硫鐵礦燒渣，有色金屬冶煉產(chǎn)生的含鐵廢棄物中的一種或幾種。生物質(zhì)選自包括玉米秸稈、水稻秸稈或高粱秸稈在內(nèi)的農(nóng)業(yè)廢棄物，林業(yè)加工的廢料，包括樹木在內(nèi)的木質(zhì)生物，包括甘蔗渣、油料渣滓或果殼在內(nèi)的加工廢棄物，或是以上生物質(zhì)中的一種或幾種的混合物。加入有生物質(zhì)燃料后，可使得配料的水分含量上升了 0. 25 1. 0%。本發(fā)明具體的制備過程在于本發(fā)明所述的生物質(zhì)燃料強(qiáng)化難制粒鐵礦燒結(jié)的技術(shù)，是在含有難制粒鐵礦的混合料中配入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 4%的生物質(zhì)燃料，將鐵礦石、熔劑、燒結(jié)后返礦料、生物質(zhì)燃料配料后充分混勻，調(diào)整配料中的水分至適宜值，所添加的生物質(zhì)燃料可使得配料的水分比未添加生物質(zhì)燃料時(shí)高0. 25 1.0% ；并制粒3 6min，將制粒后的燒結(jié)料布到燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行點(diǎn)火、燒結(jié)。本發(fā)明帶來的有益效果(1)通過采用本發(fā)明的生物質(zhì)燃料，既能滿足燒結(jié)所需的熱量要求，又能滿足其在難制粒鐵礦燒結(jié)中快速燃燒的要求。(2)采用本發(fā)明的生物質(zhì)燃料，將其應(yīng)用到難制粒鐵礦燒結(jié)，除自身燃燒速度快外，其釋放出的熱量可快速提高料層的溫度，促進(jìn)焦粉的燃燒。(3)采用本發(fā)明的生物質(zhì)燃料強(qiáng)化難制粒鐵礦燒結(jié)，可提高垂直燒結(jié)速度2 5mm/min，利用系數(shù)0. 2 0. 4t/(m2. h)，并能保證燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不降低，甚至略有提高。(4)采用本發(fā)明的生物質(zhì)燃料用于難制粒礦燒結(jié)，在保證燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)的同時(shí)， 可大幅度提高難制粒鐵礦的配比，為大量高效的利用難制粒礦燒結(jié)創(chuàng)造了條件。 本發(fā)明是根據(jù)難制粒鐵礦的燒結(jié)特點(diǎn)，選擇燃燒性好的生物質(zhì)燃料，使生物質(zhì)燃料在燒結(jié)過程快速燃燒，從而提高難制粒鐵礦的燒結(jié)速度，強(qiáng)化難制粒結(jié)鐵礦的產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)。
具體實(shí)施例方式下面實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的難制粒鐵礦石為鏡鐵礦(加拿大進(jìn)口)、釩鈦磁鐵礦和制酸企業(yè)產(chǎn)的硫鐵礦燒渣，其化學(xué)成分見表1。所采用的生物質(zhì)燃料的工業(yè)分析及物理性質(zhì)見表2。表1難制粒鐵礦的化學(xué)組成
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)燃料用于強(qiáng)化難制粒鐵礦燒結(jié)的方法，是在燒結(jié)混合料中添加占總質(zhì)量 1 4%的由生物質(zhì)炭化得到的生物質(zhì)燃料，配料后制粒，燒結(jié)；所述的生物質(zhì)燃料，其固定碳含量為65 85%、揮發(fā)份10 25%、熱值24 30MJ/kg，孔隙率為40 60%、比表面積10 100m2/g ；所述的燒結(jié)混合料包括鐵礦石、熔劑、焦粉和燒結(jié)后的返礦料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述的生物質(zhì)燃料平均粒徑為1 4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，所述的難制粒鐵礦包括鏡鐵礦、釩鈦磁鐵精礦、二次含鐵資源的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，二次含鐵資源，包括鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)物除塵灰、瓦斯灰、煉鋼污泥、氧化鐵皮，制酸企業(yè)的副產(chǎn)物硫鐵礦燒渣，有色金屬冶煉產(chǎn)生的含鐵廢棄物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，生物質(zhì)選自包括玉米秸稈、水稻秸稈或高粱秸稈在內(nèi)的農(nóng)業(yè)廢棄物，林業(yè)加工的廢料，包括樹木在內(nèi)的木質(zhì)生物，包括甘蔗渣、油料渣滓或果殼在內(nèi)的加工廢棄物，或是以上生物質(zhì)中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，加入有生物質(zhì)燃料后，使得配料的水分含量上升了 0. 25 1. 0%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃料強(qiáng)化難制粒鐵礦(釩鈦磁鐵礦、鏡鐵礦及二次含鐵資源等)燒結(jié)的方法。通過將燃燒速度快的生物質(zhì)燃料應(yīng)用于難制粒鐵礦燒結(jié)，可提高燒結(jié)速度和利用系數(shù)。強(qiáng)化方法是在含有難制粒鐵礦的燒結(jié)混合料中添加1～4％的生物質(zhì)燃料，要求生物質(zhì)燃料的固定碳含量為65～85％、揮發(fā)份10～25％、熱值大于24～30MJ/kg，孔隙率40～60％、比表面積10～100m2/g，平均粒徑控制在1～4mm。將難制粒鐵礦、熔劑、燒結(jié)返礦、生物質(zhì)燃料按重量配比稱料后充分混勻并制粒，布料后點(diǎn)火、燒結(jié)即成燒結(jié)礦。采用生物質(zhì)燃料強(qiáng)化難制粒鐵礦燒結(jié)，可提高燒結(jié)速度2～5mm/min、利用系數(shù)0.2～0.4t/(m2·h)，同時(shí)保證燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度變化不大。
文檔編號C22B1/16GK102296177SQ201110250579
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者余志元, 姜濤, 季志云, 張?jiān)? 李光輝, 李文琦, 李騫, 楊永斌, 王強(qiáng), 甘敏, 白國華, 范曉慧, 袁禮順, 許斌, 郭宇峰, 陳許玲, 黃柱成 申請人:中南大學(xué)