本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氣基豎爐直接還原技術(shù)在天然氣豐富的地區(qū)得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用，近年來(lái)隨著煤制氣作還原劑技術(shù)的開發(fā)利用，氣基豎爐直接還原技術(shù)在我國(guó)引起了廣泛的關(guān)注。為了保證直接還原鐵產(chǎn)品的品質(zhì)，直接還原工藝對(duì)含鐵原料，特別是對(duì)直接入爐鐵礦球團(tuán)的要求極為苛刻，不僅要求必須有足夠高的強(qiáng)度，還必須具有良好的透氣性和還原性。

目前，為了保證氧化球團(tuán)具有足夠高的入爐強(qiáng)度，生產(chǎn)的氧化球團(tuán)普遍具有較高的致密度，造成球團(tuán)孔隙度較低、連通性和空氣滲透性差，導(dǎo)致氧化球團(tuán)用作氣基豎爐的原料時(shí)，還原性氣體難于向球團(tuán)內(nèi)部傳輸，還原時(shí)間一般需要4～6h，甚至更長(zhǎng)。

因此，目前的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法和系統(tǒng)。采用該方法制備得到的氧化球團(tuán)具有優(yōu)秀的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性等冶金性能，適用于供給至氣基豎爐使用，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低，特別適合規(guī)模化生產(chǎn)。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉進(jìn)行混合，以便得到混合物料；將所述混合物料進(jìn)行潤(rùn)磨和造球，以便得到混合球團(tuán)；以及將所述混合球團(tuán)進(jìn)行焙燒處理，以便得到所述氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法通過利用硼鎂添加劑和淀粉與鐵精礦粉混合并潤(rùn)磨后進(jìn)行造球，得到混合球團(tuán)，其中，硼鎂添加劑和淀粉兼有添加劑和粘結(jié)劑的雙重作用，淀粉還具有造孔劑的作用，混合球團(tuán)經(jīng)焙燒處理后，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。相比傳統(tǒng)采用膨潤(rùn)土進(jìn)行混合造球的工藝制備得到的球團(tuán)，該方法制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的孔隙率可提高2～10％，達(dá)到19～28％，經(jīng)氣基豎爐還原的還原度可提高4～8％，可縮短氣基豎爐還原反應(yīng)時(shí)間2～3h。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述鐵精礦粉、所述硼鎂添加劑、所述淀粉的質(zhì)量比為(96～98.5):(1.0～2.0):(0.5～2.0)。由此，可以顯著提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述硼鎂添加劑為處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述硼鎂添加劑包含13～25wt％的三氧化硼、30～50wt％的氧化鎂、15～30wt％的二氧化硅、0.2～2.0wt％的氧化鈣、1.0～2.5wt％的三氧化二鋁。通過采用所述硼鎂添加劑可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述鐵精礦粉中粒徑小于0.074mm的粉末含量不低于90wt％。由此，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述淀粉的平均粒徑為15μm。由此，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混合物料的含水量為4～6wt％。由此，可以顯著降低后續(xù)焙燒處理的能耗。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混合球團(tuán)的平均粒徑為6～16mm。由此，可以顯著提高后續(xù)焙燒處理的效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述焙燒處理進(jìn)一步包括：將所述混合球團(tuán)加熱至400～450攝氏度并進(jìn)行保溫30min；將經(jīng)過所述保溫的混合球團(tuán)在900～1000攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱5～10min；將經(jīng)過所述預(yù)熱的混合球團(tuán)在1200～1300攝氏度下進(jìn)行焙燒5～10min。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種實(shí)施前面實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：混料裝置，所述混料裝置具有鐵精礦粉入口、硼鎂添加劑入口、淀粉入口和混合物料出口；潤(rùn)磨機(jī)，所述潤(rùn)磨機(jī)與所述混合物料出口相連；造球裝置，所述造球裝置具有混合物料入口和混合球團(tuán)出口，所述混合物料入口和所述潤(rùn)磨機(jī)相連；焙燒裝置，所述焙燒裝置具有混合球團(tuán)入口和氧化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口和所述混合球團(tuán)出口相連。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)通過混料裝置將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉進(jìn)行混合，得到混合物料，進(jìn)而將混合物料供給至潤(rùn)磨機(jī)中進(jìn)行潤(rùn)磨，經(jīng)過潤(rùn)磨的混合物料進(jìn)入造球裝置進(jìn)行混合造球，得到混合球團(tuán)，其中，硼鎂添加劑和淀粉兼有添加劑和粘結(jié)劑的雙重作用，淀粉還具有造孔劑的作用，混合球團(tuán)經(jīng)焙燒裝置焙燒處理后，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。相比傳統(tǒng)采用膨潤(rùn)土進(jìn)行混合造球的工藝制備得到的球團(tuán)，該系統(tǒng)制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的孔隙率可提高2～10％，達(dá)到19～28％，經(jīng)氣基豎爐還原的還原度可提高4～8％，可縮短氣基豎爐還原反應(yīng)時(shí)間2～3h。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述硼鎂添加劑入口與硼鐵礦處理系統(tǒng)的尾礦出口相連。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述焙燒裝置為帶式焙燒機(jī)或鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法流程示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，“相連”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉進(jìn)行混合，以便得到混合物料；將混合物料進(jìn)行潤(rùn)磨和造球，以便得到混合球團(tuán)；以及將混合球團(tuán)進(jìn)行焙燒處理，以便得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法進(jìn)行詳細(xì)描述，參考圖1，該方法包括：

s100：混料

該步驟中，將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉進(jìn)行混合，以便得到混合物料。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所用鐵礦精粉的主要成分為：全鐵(tfe)58～68wt％、氧化鎂0～3wt％、二氧化硅1～8wt％、氧化鈣0～2wt％、三氧化二鋁0～1.2wt％。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵精礦粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵精礦粉中粒徑小于0.074mm的粉末含量可以不低于90wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在使用前，預(yù)先將鐵精礦粉細(xì)磨至該粒徑，可以有效地提鐵精礦粉的比表面積，從而顯著提高后續(xù)焙燒處理的效率，而如果將鐵精礦粉細(xì)磨至更小粒徑，則會(huì)使細(xì)磨處理的能耗增大。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所用硼鎂添加劑為處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦，具體地，可以以硼鐵精礦為原料，采用磁化焙燒-磁選的方法，分離除去金屬鐵制備得到。其中，硼鐵精礦的主要成分包括：全鐵(tfe)35～55wt％、三氧化二硼5.5～8.0wt％、氧化鎂12～25wt％、二氧化硅3～18wt％、氧化鈣0.1～1.5wt％、三氧化二鋁0.2～1.5wt％。具體制備流程如下：將-0.074mm粒級(jí)不低于80wt％的硼鐵精礦在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)磁化焙燒，其中回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度控制在800～950℃，并將高溫段co濃度控制在10～15v％，高溫段物料停留時(shí)間為2～4h，磁化焙燒后物料直接出爐、水冷降溫至100℃以下。物料降溫后經(jīng)磨礦，磁選，得到優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦粉，同時(shí)產(chǎn)出的富硼尾礦即為本發(fā)明所采用的硼鎂添加劑，其中磨礦粒度-0.074mm占80～95wt％。由此，通過采用處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦作為硼鎂添加劑，可以有效地將尾礦資源化利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，通過采用硼鎂添加劑制備氧化球團(tuán)，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，硼鎂添加劑可以包含13～25wt％的三氧化硼、30～50wt％的氧化鎂、15～30wt％的二氧化硅、0.2～2.0wt％的氧化鈣、1.0～2.5wt％的三氧化二鋁。通過采用該硼鎂添加劑制備氧化球團(tuán)，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用于制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的淀粉優(yōu)選玉米淀粉，淀粉的平均粒徑為15μm。由此可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉的配比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵精礦粉、硼鎂添加劑、淀粉的質(zhì)量比可以為(96～98.5):(1.0～2.0):(0.5～2.0)。由此，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合物料中的含水量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合物料中的含水量可以為4～6wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將混合球團(tuán)的含水量控制在上述范圍內(nèi)有利于提高造球效率和混合球團(tuán)的合格率。

s200：潤(rùn)磨、造球

該步驟中，將混合物料進(jìn)行潤(rùn)磨和造球，以便得到混合球團(tuán)。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉混合后，可以采用潤(rùn)磨機(jī)對(duì)混合物料潤(rùn)磨1～6min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行造球之前，預(yù)先將混合物料潤(rùn)磨1～6min，由此可以有效提高物料混合均勻度，進(jìn)而顯著提高制備得到的氧化球團(tuán)的強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合球團(tuán)的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合球團(tuán)的平均粒徑可以為6～16mm。由此，可以顯著提高混合球團(tuán)之間的接觸面積，從而進(jìn)一步提高后續(xù)焙燒處理的效率。

s300：焙燒處理

該步驟中，將混合球團(tuán)進(jìn)行焙燒處理，以便得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，焙燒處理可以進(jìn)一步包括：將混合球團(tuán)加熱至400～450攝氏度并進(jìn)行保溫30min；將經(jīng)過保溫的混合球團(tuán)在900～1000攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱5～10min；將經(jīng)過預(yù)熱的混合球團(tuán)在1200～1300攝氏度下進(jìn)行焙燒5～10min。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外地發(fā)現(xiàn)，在加熱過程中，應(yīng)控制前期升溫速率在20攝氏度/min，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，升溫速率過快將導(dǎo)致球團(tuán)爆裂，影響生產(chǎn)效率，然后在400～450攝氏度下保溫30min，由此，可以確保球團(tuán)內(nèi)淀粉燃燒產(chǎn)生的煙氣充分溢出，防止球團(tuán)開裂，進(jìn)而將經(jīng)過保溫的混合球團(tuán)在900～1000攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱5～10min后，將經(jīng)過預(yù)熱的混合球團(tuán)在1200～1300攝氏度下進(jìn)行焙燒5～10min，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法通過利用硼鎂添加劑和淀粉與鐵精礦粉混合并潤(rùn)磨后進(jìn)行造球，得到混合球團(tuán)，其中，硼鎂添加劑為處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦，硼鎂添加劑和淀粉兼有添加劑和粘結(jié)劑的雙重作用，淀粉還具有造孔劑的作用，混合球團(tuán)經(jīng)焙燒處理后，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。相比傳統(tǒng)采用膨潤(rùn)土進(jìn)行混合造球的工藝制備得到的球團(tuán)，該方法制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)可將預(yù)熱和焙燒處理時(shí)間均縮短5～10min，預(yù)熱溫度和焙燒溫度均可降低50～150攝氏度，制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的孔隙率可提高2～10％，達(dá)到19～28％，強(qiáng)度可提高670n/個(gè)以上，經(jīng)氣基豎爐還原的還原度可提高4～8％，可縮短氣基豎爐還原反應(yīng)時(shí)間2～3h。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種實(shí)施前面實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖2～3，該系統(tǒng)包括：混料裝置100、潤(rùn)磨機(jī)200、造球裝置300和焙燒裝置400。其中，混料裝置100具有鐵精礦粉入口101、硼鎂添加劑入口102、淀粉入口103和混合物料出口104；潤(rùn)磨機(jī)200與混合物料出口104相連；造球裝置300具有混合物料入口301和混合球團(tuán)出口302，混合物料入口301和潤(rùn)磨機(jī)200相連；焙燒裝置400具有混合球團(tuán)入口401和氧化球團(tuán)出口402，混合球團(tuán)入口401和混合球團(tuán)出口302相連。

下面參考圖2～3對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混料裝置100具有鐵精礦粉入口101、硼鎂添加劑入口102、淀粉入口103和混合物料出口104，混料裝置100適于將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉進(jìn)行混合，以便得到混合物料。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所用鐵礦精粉的主要成分為：全鐵(tfe)58～68wt％、氧化鎂0～3wt％、二氧化硅1～8wt％、氧化鈣0～2wt％、三氧化二鋁0～1.2wt％。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵精礦粉的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵精礦粉中粒徑小于0.074mm的粉末含量可以不低于90wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在使用前，預(yù)先將鐵精礦粉細(xì)磨至該粒徑，可以有效地提鐵精礦粉的比表面積，從而顯著提高后續(xù)焙燒處理的效率，而如果將鐵精礦粉細(xì)磨至更小粒徑，則會(huì)使細(xì)磨處理的能耗增大。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所用硼鎂添加劑為處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦，具體地，可以以硼鐵精礦為原料，采用磁化焙燒-磁選的方法，分離除去金屬鐵制備得到。其中，硼鐵精礦的主要成分包括：全鐵(tfe)35～55wt％、三氧化二硼5.5～8.0wt％、氧化鎂12～25wt％、二氧化硅3～18wt％、氧化鈣0.1～1.5wt％、三氧化二鋁0.2～1.5wt％。具體制備流程如下：將-0.074mm粒級(jí)不低于80wt％的硼鐵精礦在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)磁化焙燒，其中回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度控制在800～950℃，并將高溫段co濃度控制在10～15v％，高溫段物料停留時(shí)間為2～4h，磁化焙燒后物料直接出爐、水冷降溫至100℃以下。物料降溫后經(jīng)磨礦，磁選，得到優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦粉，同時(shí)產(chǎn)出的富硼尾礦即為本發(fā)明所采用的硼鎂添加劑，其中磨礦粒度-0.074mm占80～95wt％。由此，通過采用處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦作為硼鎂添加劑，可以有效地將尾礦資源化利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，通過采用硼鎂添加劑制備氧化球團(tuán)，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，硼鎂添加劑可以包含13～25wt％的三氧化硼、30～50wt％的氧化鎂、15～30wt％的二氧化硅、0.2～2.0wt％的氧化鈣、1.0～2.5wt％的三氧化二鋁。通過采用該硼鎂添加劑制備氧化球團(tuán)，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用于制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的淀粉優(yōu)選玉米淀粉，淀粉的平均粒徑為15μm。由此可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉的配比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鐵精礦粉、硼鎂添加劑、淀粉的質(zhì)量比可以為(96～98.5):(1.0～2.0):(0.5～2.0)。由此，可以進(jìn)一步提高制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的強(qiáng)度、透氣性和高溫還原性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合物料中的含水量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合物料中的含水量可以為4～6wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將混合球團(tuán)的含水量控制在上述范圍內(nèi)有利于提高造球效率和混合球團(tuán)的合格率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，潤(rùn)磨機(jī)200與混合物料出口104相連，潤(rùn)磨機(jī)200適于對(duì)混合物料進(jìn)行潤(rùn)磨。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將鐵精礦粉、硼鎂添加劑和淀粉混合后，可以采用潤(rùn)磨機(jī)對(duì)混合物料潤(rùn)磨1～6min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行造球之前，預(yù)先將混合物料潤(rùn)磨1～6min，由此可以有效提高物料混合均勻度，進(jìn)而顯著提高制備得到的氧化球團(tuán)的強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，造球裝置300具有混合物料入口301和混合球團(tuán)出口302，混合物料入口301和潤(rùn)磨機(jī)200相連，造球裝置300適于將經(jīng)過潤(rùn)磨的混合物料進(jìn)行造球處理，以便得到混合球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合球團(tuán)的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合球團(tuán)的平均粒徑可以為6～16mm。由此，可以顯著提高混合球團(tuán)之間的接觸面積，從而進(jìn)一步提高后續(xù)焙燒處理的效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，焙燒裝置400具有混合球團(tuán)入口401和氧化球團(tuán)出口402，混合球團(tuán)入口401和混合球團(tuán)出口302相連，焙燒裝置400適于將混合球團(tuán)進(jìn)行焙燒處理，以便得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，焙燒處理可以進(jìn)一步包括：將混合球團(tuán)加熱至400～450攝氏度并進(jìn)行保溫30min；將經(jīng)過保溫的混合球團(tuán)在900～1000攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱5～10min；將經(jīng)過預(yù)熱的混合球團(tuán)在1200～1300攝氏度下進(jìn)行焙燒5～10min。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外地發(fā)現(xiàn)，在加熱過程中，應(yīng)控制前期升溫速率在20攝氏度/min，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，升溫速率過快將導(dǎo)致球團(tuán)爆裂，影響生產(chǎn)效率，然后在400～450攝氏度下保溫30min，由此，可以確保球團(tuán)內(nèi)淀粉燃燒產(chǎn)生的煙氣充分溢出，防止球團(tuán)開裂，進(jìn)而將經(jīng)過保溫的混合球團(tuán)在900～1000攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱5～10min后，將經(jīng)過預(yù)熱的混合球團(tuán)在1200～1300攝氏度下進(jìn)行焙燒5～10min，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)的系統(tǒng)通過利用硼鎂添加劑和淀粉與鐵精礦粉混合并潤(rùn)磨后進(jìn)行造球，得到混合球團(tuán)，其中，硼鎂添加劑為處理硼鐵礦產(chǎn)生的尾礦，硼鎂添加劑和淀粉兼有添加劑和粘結(jié)劑的雙重作用，淀粉還具有造孔劑的作用，混合球團(tuán)經(jīng)焙燒處理后，即可得到氣基豎爐用氧化球團(tuán)。相比傳統(tǒng)采用膨潤(rùn)土進(jìn)行混合造球的工藝制備得到的球團(tuán)，該系統(tǒng)制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)可將預(yù)熱和焙燒處理時(shí)間均縮短5～10min，預(yù)熱溫度和焙燒溫度均可降低50～150攝氏度，制備得到的氣基豎爐用氧化球團(tuán)的孔隙率可提高2～10％，達(dá)到19～28％，強(qiáng)度可提高670n/個(gè)以上，經(jīng)氣基豎爐還原的還原度可提高4～8％，可縮短氣基豎爐還原反應(yīng)時(shí)間2～3h。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

參考圖4，按照下列步驟制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)：

1、制備硼鎂添加劑

所用硼鐵精礦主要化學(xué)成分為：tfe53.57wt％、b2o35.61wt％、mgo11.22wt％、sio25.15wt％、cao0.2wt％、al2o30.19wt％。將-0.074mm粒級(jí)不低于80wt％的硼鐵精礦在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)磁化焙燒，其中回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度控制在900℃，并將高溫段co濃度控制在10～15v％，高溫段物料停留時(shí)間為3h。磁化焙燒后物料直接水冷降溫至100℃以下，降溫后的物料球磨至粒度為-0.074mm的占90～95wt％，使用磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦粉，同時(shí)產(chǎn)出富硼尾礦即為本發(fā)明所需的硼鎂添加劑，其主要化學(xué)成分為：b2o320.56wt％、mgo44.39wt％、sio220.16wt％、cao0.41wt％、al2o31.01wt％。

2、制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)

采用某赤鐵精礦，其主要化學(xué)成分為：tfe65.68wt％、feo0.55wt％、mgo0.06wt％、sio21.26wt％、cao0.04wt％、al2o31.53wt％。該鐵精礦粒度-0.074mm含量占90wt％以上，其比表面積為1703cm²/g。將上述鐵精礦粉、硼鎂添加劑和玉米淀粉按質(zhì)量比98:1:1充分混勻，潤(rùn)磨，造球，所得生球的落下強(qiáng)度為4.7次/(0.5m)。生球干燥后，經(jīng)970℃溫度下預(yù)熱10min、1300℃溫度下焙燒10min處理，所得預(yù)熱球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為502n/個(gè)，氧化球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為2950n/個(gè)，孔隙率為23.2％。氧化球團(tuán)在氣基豎爐內(nèi)950℃條件下還原2.5h，還原率為88.6％，金屬化率93.7％。

實(shí)施例2

參考圖4，按照下列步驟制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)：

1、制備硼鎂添加劑

所用硼鐵精礦主要化學(xué)成分為：tfe53.57wt％、b2o35.61wt％、mgo11.22wt％、sio25.15wt％、cao0.2wt％、al2o30.19wt％。將-0.074mm粒級(jí)不低于80wt％的硼鐵精礦在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)磁化焙燒，其中回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度控制在900℃，并將高溫段co濃度控制在10～15v％，高溫段物料停留時(shí)間為3h。磁化焙燒后物料直接水冷降溫至100℃以下，降溫后的物料球磨至粒度為-0.074mm的占90～95wt％，使用磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦粉，同時(shí)產(chǎn)出富硼尾礦即為本發(fā)明所需的硼鎂添加劑，其主要化學(xué)成分為：b2o320.56wt％、mgo44.39wt％、sio220.16wt％、cao0.41wt％、al2o31.01wt％。

2、制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)

采用某磁鐵精礦，其主要化學(xué)成分為：tfe62.87wt％、feo25.52wt％、mgo1.06wt％、sio23.28wt％、cao1.64wt％、al2o31.03wt％。該鐵精礦粒度-0.074mm含量占90wt％以上，其比表面積為1693cm²/g。將上述鐵精礦粉、硼鎂添加劑和玉米淀粉按質(zhì)量比97:1.5:1.5充分混勻，潤(rùn)磨，造球，所得生球的落下強(qiáng)度為4.9次/(0.5m)。生球干燥后，經(jīng)970℃溫度下預(yù)熱6min、1250℃溫度下焙燒6min處理，所得預(yù)熱球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為502n/個(gè)，氧化球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為3008n/個(gè)，孔隙率為26.6％。氧化球團(tuán)在氣基豎爐內(nèi)950℃條件下還原2.0h，還原率為89.5％，金屬化率95.2％。

實(shí)施例3

參考圖4，按照下列步驟制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)：

1、制備硼鎂添加劑

所用硼鐵精礦主要化學(xué)成分為：tfe53.57wt％、b2o35.61wt％、mgo11.22wt％、sio25.15wt％、cao0.2wt％、al2o30.19wt％。將-0.074mm粒級(jí)不低于80wt％的硼鐵精礦在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)磁化焙燒，其中回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度控制在900℃，并將高溫段co濃度控制在10～15v％，高溫段物料停留時(shí)間為3h。磁化焙燒后物料直接水冷降溫至100℃以下，降溫后的物料球磨至粒度為-0.074mm的占90～95wt％，使用磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦粉，同時(shí)產(chǎn)出富硼尾礦即為本發(fā)明所需的硼鎂添加劑，其主要化學(xué)成分為：b2o320.56wt％、mgo44.39wt％、sio220.16wt％、cao0.41wt％、al2o31.01wt％。

2、制備氣基豎爐用氧化球團(tuán)

采用某赤鐵精礦，其主要化學(xué)成分為：tfe65.68wt％、feo0.55wt％、mgo0.06wt％、sio21.26wt％、cao0.04wt％、al2o31.53wt％。該鐵精礦粒度-0.074mm含量占90wt％以上，其比表面積為1703cm²/g。將上述鐵精礦粉、硼鎂添加劑和玉米淀粉按質(zhì)量比98.5:1:0.5充分混勻，潤(rùn)磨，造球，所得生球的落下強(qiáng)度為5.6次/(0.5m)。生球干燥后，經(jīng)950℃溫度下預(yù)熱10min、1200℃溫度下焙燒10min處理，所得預(yù)熱球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為503n/個(gè)，氧化球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為3115n/個(gè)，孔隙率為19.8％。氧化球團(tuán)在氣基豎爐內(nèi)950℃條件下還原3h，還原率為86.8％，金屬化率94.5％。

對(duì)比例

采用與上述實(shí)施例1相同赤鐵精礦制備氧化球團(tuán)，其主要化學(xué)成分為：tfe65.68wt％、feo0.55wt％、mgo0.06wt％、sio21.26wt％、cao0.04wt％、al2o31.53wt％。該鐵精礦粒度-0.074mm含量占90wt％以上，其比表面積為1703cm²/g。將上述鐵精礦粉與膨潤(rùn)土按質(zhì)量比98.5:1.5充分混勻，潤(rùn)磨，造球，所得生球的落下強(qiáng)度為2.7次/(0.5m)。生球干燥后，經(jīng)1100℃溫度下預(yù)熱15min、1350℃溫度下焙燒15min處理，所得預(yù)熱球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為405n/個(gè)，氧化球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為2280n/個(gè)，孔隙率為17.8％。氧化球團(tuán)在氣基豎爐內(nèi)950℃條件下還原5h，還原度為82.4％，金屬化率85.3％。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。