专利名称：锰系复合球团及其制备方法
技术领域：
本发明涉及锰系合金原料生产领域，具体地，涉及锰系复合球团及其制备方法。
背景技术：
目前用于电炉冶炼高碳锰铁的原料多为含锰低于30%的酸性锰矿。当炉渣碱度偏低时，电极插入深，炉渣稀，流动性好，渣表面皱纹少，渣中跑锰多。为了提高炉渣的碱度从而降低炉渣中的含锰量，通常采用熔剂法，即加入石灰，从而将炉渣碱度R3,即(CaO的重量 +MgO的重量)/SW2的重量，控制在1. 2 1. 4。然而，加入石灰会导致入炉品位降低，能耗升高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出具有高碱度的锰系复合球团及其制备方法。根据本发明的一个方面，提供了一种锰系复合球团。按重量百分比，所述锰系复合球团包含26. 2%的锰、3. 79%的铁、0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、25. 08%的氧化钙和 9. 5%的氧化镁，其中，所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过提高所述锰系复合球团的碱度，可以减少石灰的用量， 从而提高入炉品位，降低渣含锰，进而提高锰回收率，降低电耗。根据本发明的另一个方面，还提供了一种制备锰系复合球团的方法。所述制备锰系复合球团的方法包括以下步骤a)将由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉、收尘灰和高碱度粉矿组成的原料混合物以及粘结剂和水在混碾机中混碾3 10分钟，以得到固体粉末混合物；b)将所述固体粉末混合物在压球机中在预定压球辊转速和预定辊间压力下进行压球， 以得到湿球团；以及c)将所述湿球团在烘干窑中在预定温度下干燥1 11小时，以得到所述锰系复合球团，其中，按重量百分比，所述锰系复合球团包含26. 2%的锰、3. 79%的铁、 0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、25. 08%的氧化钙和9. 5%的氧化镁，且所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过将高碱度粉矿加入由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉和收尘灰组成的混合物中并进行混碾、压球和干燥以得到锰系复合球团，可以有效地提高复合球团的碱度，从而提高入炉品位，降低渣含锰，进而提高锰回收率，降低电耗。另外，根据本发明上述实施例的制备锰系复合球团的方法还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，以所述原料混合物的总重量为基准，所述磁选细粒精矿的含量为10重量％，所述磁选富锰矿粉的含量为20重量％，所述收尘灰的含量为20重量％，以及所述高碱度粉矿的含量为50重量％。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述高碱度粉矿包含25. 22%的锰、 4. 97%的铁、0. 182%的磷、0. 5%的二氧化硅、39. 14%的氧化钙和14. 68%的氧化镁。由于高碱度粉矿中包含重量百分数较高的氧化钙和氧化镁，因此能够提高复合球团的碱度。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述磁选细粒精矿包含25. 65%的锰、 2.的铁、0. 094%的磷、11. 06%的二氧化硅、14. 67%的氧化钙和3. 的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述磁选富锰矿粉包含30. 06%的锰、 2. 58 %的铁、0. 062 %的磷、14. 11 %的二氧化硅、15. 5 %的氧化钙和2. 86 %的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述收尘灰包含25. 04%的锰、2. 79% 的铁、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和6. 41%的氧化镁。根据本发明的一个实施例，所述粘结剂由氢氧化钠、氟硅酸钠和淀粉组成。由此， 可以保证复合球团的抗压强度。根据本发明的一个实施例，所述预定压球辊转速为2 10转/分，所述预定辊间压力为4 12MPa。根据本发明的一个实施例，所述预定温度为180 220摄氏度。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的制备锰系复合球团的方法的流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。根据本发明的一个方面，提供了一种锰系复合球团。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述锰系复合球团包含26. 2%的锰、3. 79%的铁、0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、 25. 08%的氧化钙和9. 5%的氧化镁，其中，所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为 35 45MPa。如本文所用，术语“碱度”是指复合球团中(CaO的重量+MgO的重量)/SiO2W重量， 用R3表示。根据本发明的实施例，通过提高所述锰系复合球团的碱度，可以减少石灰的用量，甚至可以不采用石灰，从而提高入炉品位，降低渣含锰，进而提高锰回收率，降低电耗。需要说明的是，在本发明中，术语“高碱度粉矿”指的是其中含有重量百分数较高的氧化钙和氧化镁，通常该高碱度粉矿的碱度大于1。由此，该高碱度粉矿能够提高根据本发明的复合球团的碱度。根据本发明的实施例，所述锰系复合球团的抗压强度采用测力计检测。经测力计检测后，锰系复合球团的抗压强度为35 45MPa，表明球团质量合格。根据本发明的另一个方面，还提供了一种制备锰系复合球团的方法。为了方便理解，下面参考图1描述上述锰系复合球团的制备方法。参考图1，根据本发明的实施例，制备锰系复合球团的方法包括以下步骤。首先，如图1所示，将由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉、收尘灰和高碱度粉矿组成的原料混合物以及粘结剂和水在混碾机中混碾3 10分钟，以得到固体粉末混合物。根据本发明的实施例，以所述原料混合物的总重量为基准，所述磁选细粒精矿的含量为10重量％，所述磁选富锰矿粉的含量为20重量％，所述收尘灰的含量为20重量％， 以及所述高碱度粉矿的含量为50重量％。根据本发明的实施例，通过将高碱度粉矿加入由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉和收尘灰组成的混合物中来制备复合球团，可以有效地提高复合球团的碱度，从而提高入炉品位。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述磁选细粒精矿包含25. 65 %的锰、 2.的铁、0. 094%的磷、11. 06%的二氧化硅、14. 67%的氧化钙和3. 的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述磁选富锰矿粉包含30. 06 %的锰、 2. 58 %的铁、0. 062 %的磷、14. 11 %的二氧化硅、15. 5 %的氧化钙和2. 86 %的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述收尘灰包含25. 04%的锰、2. 79%的铁、
0.094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和6. 41%的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述高碱度粉矿包含25. 22%的锰、4. 97% 的铁、0. 182%的磷、0. 5%的二氧化硅、39. 14%的氧化钙和14. 68%的氧化镁。根据本发明的实施例，由于高碱度粉矿中包含重量百分数较高的氧化钙和氧化镁，因此能够提高复合球团的碱度。根据本发明的实施例，粘结剂的类型不受特别限制，只要能够提供足够的粘结力从而保证复合球团的抗压强度即可。根据本发明的一个具体示例，所述粘结剂由氢氧化钠、氟硅酸钠和淀粉组成。根据本发明的实施例，粘结剂的用量为上述原料混合物重量的
1.5 2. 5%。根据本发明的实施例，混碾机的类型不受特别限制，只要能够将上述原料和粘结剂混碾成固体粉末混合物即可。根据本发明的一个具体示例，混碾机为从南昌星火机床有限公司商购的行星式混碾混合机LNX-2000。在混碾机中，使上述原料混合物、粘接剂和水充分接触并润湿，以得到均勻的固体粉末混合物。在混碾之后，如图1所示，将所述固体粉末混合物在压球机中在预定压球辊转速和预定辊间压力下进行压球，以得到湿球团。根据本发明的实施例，预定压球辊转速和预定辊间压力不受特别限制，只要能够将上述固体粉末混合物压球从而得到湿球团即可。根据本发明的一些示例，所述预定压球辊转速为2 10转/分，所述预定辊间压力为4 12MPa。根据本发明的一个具体示例，所述预定压球辊转速为4 8转/分，所述预定辊间压力为5 9. 5MPa。根据本发明的实施例，压球机的类型不受特别限制，只要能够将上述固体粉末混合物压球从而得到湿球团即可。根据本发明的一个具体示例，所述压球机为从无锡雪浪输送机械有限公司商购的压球机GYQ800。在压球机中，将上述固体粉末混合物在上述条件下进行压球，从而得到湿球团。湿球团在Im高处下落三次，不发生破坏为合格。在压球之后，如图1所示，将所述湿球团在烘干窑中在预定温度下干燥1 11小时，以得到所述锰系复合球团。根据本发明的实施例，所述预定温度不受特别限制，只要能够对上述湿球团进行干燥即可。根据本发明的一些示例，所述预定温度为180 220摄氏度。根据本发明的一个具体示例，所述预定温度为200摄氏度。
根据本发明的实施例，烘干窑的类型不受特别限制，只要能够对上述湿球团进行干燥从而得到所述锰系复合球团即可。根据本发明的一个具体示例，烘干窑主要由链篦机、 双级摆线减速机和引风机组成。在链篦机中，链轮中心距为36米。双级摆线减速机为从国茂减速机集团公司商购的双级摆线减速机XWED116-5133-3KW。引风机为从大理通用机械厂商购的引风机TO-48N08C-7-37KW。在烘干窑中，将上述湿球团在180 220摄氏度下干燥 1 11小时，以得到所述锰系复合球团。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述锰系复合球团包含26. 2%的锰、3. 79% 的铁、0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、25. 08%的氧化钙和9. 5%的氧化镁，其中，所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过将高碱度粉矿加入由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉和收尘灰组成的混合物中并进行混碾、压球和干燥以得到锰系复合球团，可以有效地提高复合球团的碱度，从而提高入炉品位，降低渣含锰，进而提高锰回收率，降低电耗。根据本发明的再一个方面，还提供了采用上述锰系复合球团制备高碳锰铁的方法。制备高碳锰铁的方法包括以下步骤。首先，将Iio重量份的锰系复合球团、120重量份的磁选富锰矿粉、120重量份的南非矿、160重量份的原生矿、90重量份的水缅富锰矿和77 重量份的铁矿加入电炉中，然后加入120重量份的焦炭进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。然后，从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁。在焦炭中，固定碳的含量大于78重量％，焦炭的粒度为5 20mm。下面结合实施例对本发明进行详细描述。实施例1在混碾机中，将10重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、20重量份的收尘灰、50重量份的高碱度粉矿、1. 5重量份的粘结剂和适量水混碾6分钟，以得到固体粉末混合物。然后，在压球机中，将固体粉末混合物在6转/分的压球辊转速和5Mpa的辊间压力下进行压球，以得到湿球团。最后，在烘干窑中，将湿球团在200摄氏度下干燥3小时，以得到锰系复合球团。经测试，锰系复合球团的碱度为6. 02。经测力计检测，复合球团的抗压强度为36MPa，表明球团质量合格。实施例2在混碾机中，将10重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、20重量份的收尘灰、50重量份的高碱度粉矿、2重量份的粘结剂和适量水混碾7分钟，以得到固体粉末混合物。然后，在压球机中，将固体粉末混合物在8转/分的压球辊转速和4Mpa的辊间压力下进行压球，以得到湿球团。最后，在烘干窑中，将湿球团在180摄氏度下干燥2. 5小时，以得到锰系复合球团。经测试，锰系复合球团的碱度为6. 02。经测力计检测，复合球团的抗压强度为38MPa，表明球团质量合格。实施例3在混碾机中，将10重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、20重量份的收尘灰、50重量份的高碱度粉矿、2. 5重量份的粘结剂和适量水混碾8分钟，以得到固体粉末混合物。然后，在压球机中，将固体粉末混合物在9转/分的压球辊转速和7Mpa的辊间压力下进行压球，以得到湿球团。最后，在烘干窑中，将湿球团在210摄氏度下干燥5小时，以得到锰系复合球团。经测试，锰系复合球团的碱度为6. 02。经测力计检测，复合球团的抗压强度为40MPa，表明球团质量合格。实施例4在混碾机中，将10重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、20重量份的收尘灰、50重量份的高碱度粉矿、2. 3重量份的粘结剂和适量水混碾7. 5分钟，以得到固体粉末混合物。然后，在压球机中，将固体粉末混合物在7转/分的压球辊转速和6Mpa的辊间压力下进行压球，以得到湿球团。最后，在烘干窑中，将湿球团在190摄氏度下干燥4 小时，以得到锰系复合球团。经测试，锰系复合球团的碱度为6. 02。经测力计检测，复合球团的抗压强度为39MPa，表明球团质量合格。应用实施例1将IlOt的实施例1中制备的锰系复合球团、120t的磁选富锰矿粉、120t的南非矿、160t的原生矿、90t的水缅富锰矿和77t的铁矿加入12500KVA矿热电炉中，然后加入 120t的焦炭进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。然后，对含有高碳锰铁的熔浆进行分离，以得到高碳锰铁Al。测量其入炉品位、锰回收率、产量、电耗、渣含猛，其结果如表1所
7J\ ο入炉品位是指入炉矿石中锰元素的重量百分比，即，入炉品位=(入炉矿石中锰元素的总重量/入炉矿石的总重量)X 100%其中，入炉矿石由锰系复合球团、磁选富锰矿粉、南非矿、原生矿、水缅富锰矿和铁矿组成。锰回收率=(高碳锰铁中锰元素的重量/入炉矿石中锰元素的总重量)X 100%对比例1将IlOt的一般锰系复合球团、120t的磁选富锰矿粉、120t的南非矿、160t的原生矿、90t的水缅富锰矿、80t的铁矿和40t的石灰加入12500KVA矿热电炉中，然后加入 130t的焦炭进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。按重量百分比，一般锰系复合球团包含 25. 44%的锰、2. 67%的铁、0. 064%的磷、9. 3 %的二氧化硅、10. 62%的氧化钙和2. 59%的氧化镁，铁矿包含48. 23%的铁，石灰包含80 %的氧化钙。然后，对含有高碳锰铁的熔浆进行分离，以得到高碳锰铁Bi。测量其入炉品位、锰回收率、产量、电耗、渣含锰，其结果如表1 所示。对比例2将IlOt的实施例1中制备的锰系复合球团、120t的磁选富锰矿粉、120t的南非矿、IOOt的原生矿、150t的水缅富锰矿、78t的铁矿和^t的石灰加入12500KVA矿热电炉中，然后加入130t的焦炭进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。按重量百分比，铁矿包含 48. 23%的铁，石灰包含80%的氧化钙。然后，对含有高碳锰铁的熔浆进行分离，以得到高碳锰铁B2。测量其入炉品位、锰回收率、产量、电耗、渣含锰，其结果如表1所示。表 权利要求
1.一种锰系复合球团，其特征在于，按重量百分比，所述锰系复合球团包含沈.2%的锰、3. 79%的铁、0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、25. 08%的氧化钙和9. 5%的氧化镁，其中所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为35 45MPa。
2.一种制备锰系复合球团的方法，其特征在于，包括以下步骤a)将由磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉、收尘灰和高碱度粉矿组成的原料混合物以及粘结剂和水在混碾机中混碾，以得到固体粉末混合物；b)将所述固体粉末混合物在压球机中在预定压球辊转速和预定辊间压力下进行压球以得到湿球团；以及c)将所述湿球团在烘干窑中在预定温度下干燥，以得到所述锰系复合球团，其中按重量百分比，所述锰系复合球团包含26. 2%的锰、3. 79%的铁、0. 13%的磷、5. 74%的二氧化硅、25. 08%的氧化钙和9. 5%的氧化镁，且所述锰系复合球团的碱度为6. 02，抗压强度为；35 45MPa。
3.根据权利要求2所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，以所述原料混合物的总重量为基准，所述磁选细粒精矿的含量为10重量％，所述磁选富锰矿粉的含量为20重量％，所述收尘灰的含量为20重量％，以及所述高碱度粉矿的含量为50重量％。
4.根据权利要求2或3所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比， 所述高碱度粉矿包含25. 22%的锰、4. 97%的铁、0. 182%的磷、0. 5%的二氧化硅、39. 14% 的氧化钙和14. 68%的氧化镁。
5.根据权利要求2或3所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁选细粒精矿包含25. 65%的锰、2.的铁、0. 094%的磷、11. 06%的二氧化硅、14.67%的氧化钙和3. M %的氧化镁。
6.根据权利要求2或3所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁选富锰矿粉包含30. 06%的锰、2. 58%的铁、0. 062%的磷、14. 11%的二氧化硅、15.5%的氧化钙和2. 86%的氧化镁。
7.根据权利要求2或3所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比， 所述收尘灰包含25. 04%的锰、2. 79%的铁、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和6. 41%的氧化镁。
8.根据权利要求2所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，所述粘结剂由氢氧化钠、氟硅酸钠和淀粉组成。
9.根据权利要求2所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，所述预定压球辊转速为2 10转/分，所述预定辊间压力为4 12MPa。
10.根据权利要求4 7中任一项所述的制备锰系复合球团的方法，其特征在于，所述预定温度为180 220摄氏度。
全文摘要
本发明公开了一种锰系复合球团及其制备方法。按重量百分比，所述锰系复合球团包含26.2％的锰、3.79％的铁、0.13％的磷、5.74％的二氧化硅、25.08％的氧化钙和9.5％的氧化镁，其中，所述锰系复合球团的碱度为6.02，抗压强度为35～45MPa。根据本发明的实施例，通过提高所述锰系复合球团的碱度，可以减少石灰的用量，从而提高入炉品位，降低渣含锰，进而提高锰回收率，降低电耗。
文档编号C22B1/24GK102373331SQ201110294598
公开日2012年3月14日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者吕达海, 孙仲春, 孙广元, 宋华琳, 李传云, 王运正, 蔡德鸿, 赵辉然, 马文清, 高德云 申请人:云南文山斗南锰业股份有限公司