专利名称：锰铁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，涉及一种锰铁复合球团及其制备方法。
背景技术：
在锰系合金(例如高碳锰铁)的生产中，对于高碳锰铁中各成分的含量有严格的要求。例如，高碳锰铁 ^Μη78〇8. 0中,Mn的重量百分比大于75%，锰铁比(Mn/Fe)为7. 18。 然而，现有原料(例如锰精矿、原生矿)中，锰铁比高(一般大于9)，在生产过程中必须加入一定量铁矿，而加入铁矿会导致入炉品位降低，从而导致电耗、回收率等各项经济技术指标不理想。
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，本发明需要提供一种具有较低锰铁重量比的锰铁复合球团及其制备方法。根据本发明的一个方面，提供了一种锰铁复合球团。按重量百分比，所述锰铁复合球团包含27. 68 %的锰、5. 37 %的铁、0. 09 %的磷、9. 86 %的二氧化硅、11. 7 %的氧化钙和4. 42%的镁，其中锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35 45MPa0根据本发明的实施例，通过降低复合球团的锰铁重量比，可以提高入炉品位，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铁复合球团的方法。所述制备锰铁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、收尘灰和高铁锰矿粉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，以得到所述锰铁复合球团，其中所述锰铁复合球团包含27. 68%的锰、5. 37%的铁、0. 09%的磷、 9. 86%的二氧化硅、11. 7%的氧化钙和4. 42%的氧化镁，锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过将高铁锰矿粉加入磁选细粒精矿、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铁复合球团，可以有效地降低复合球团的锰铁重量比，从而提高入炉品位，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铁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40%，所述磁选富锰矿粉的含量为20%，所述收尘灰的含量为30%，以及所述高铁锰矿粉的含量为10%。根据本发明的实施例，通过将高铁锰矿粉加入磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉和收尘灰组成的混合物中来制备复合球团，可以有效地降低复合球团的锰铁重量比，从而提高入炉品位。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述高铁锰矿粉含有19. 03%的锰、 31. 22%的铁、0. 121%的磷和2. 76%的二氧化硅。由于高铁锰矿粉含有重量百分数较高的铁，由此可以有效地降低复合球团的锰铁重量比。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、19. 5%的氧化钙和6.01%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23. 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铁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，提供了一种锰铁复合球团。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述锰铁复合球团包含27. 68%的锰、5. 37%的铁、0. 09%的磷、9. 86%的二氧化硅、11. 7%的氧化钙和4. 42%的镁，其中锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过降低复合球团的锰铁重量比，可以提高入炉品位，进而提高锰回收率，降低电耗。根据本发明的实施例，所述锰铁复合球团的抗压强度采用测力计检测。经测力计检测后，锰铁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铁复合球团的方法。为了方便理解，下面参考图1描述上述锰铁复合球团的制备方法。参考图1，根据本发明的实施例，制备锰铁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、收尘灰和高铁锰矿粉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40%，所述磁选富锰矿粉的含量为20%，所述收尘灰的含量为30%，以及所述高铁锰矿粉的含量为10%。根据本发明的实施例，通过将高铁锰矿粉加入磁选细粒精矿、磁选富锰矿粉和收尘灰组成的混合物中来制备复合球团，可以有效地降低复合球团的锰铁重量比，从而提高入炉品位。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述高铁锰矿粉含有19. 03%的锰、31. 22% 的铁、0. 121%的磷和2. 76%的二氧化硅。根据本发明的实施例，由于高铁锰矿粉含有重量百分数较高的铁，由此可以有效地降低复合球团的锰铁重量比。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、19. 5 %的氧化钙和6.01%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23. 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，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，以得到所述锰铁复合球团。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铁复合球团即可。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，以得到所述锰铁复合球团。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述锰铁复合球团包含27. 68%的锰、 5. 37%的铁、0. 09%的磷、9. 86%的二氧化硅、11. 7%的氧化钙和4. 42%的镁，其中锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35 45MPa。根据本发明的实施例，通过将高铁锰矿粉加入磁选细粒精矿、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铁复合球团，可以有效地降低复合球团的锰铁重量比，从而提高入炉品位，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铁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180重量份的锰铁复合球团、110重量份的磁选富锰矿粉、240重量份的南非矿和70重量份的原生矿加入电炉中，然后加入110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40重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、30重量份的收尘灰、10重量份的高铁锰矿粉、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，以得到锰铁复合球团。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，将将40重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、30重量份的收尘灰、10重量份的高铁锰矿粉、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，以得到锰铁复合球团。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，将将40重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、30重量份的收尘灰、10重量份的高铁锰矿粉、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，以得到锰铁复合球团。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，将将40重量份的磁选细粒精矿、20重量份的磁选富锰矿粉、30重量份的收尘灰、10重量份的高铁锰矿粉、2. 3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7. 5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，以得到锰铁复合球团。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180t的实施例1中制备的锰铁复合球团、IlOt的磁选富锰矿粉、240t的南非矿和70t的原生矿加入12500KVA矿热电炉中，然后加入IlOt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，其结果如表1所示。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，入炉矿石由锰铁复合球团、磁选富锰矿粉、南非矿和原生矿组成。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180t的一般锰铁复合球团、IlOt的磁选富锰矿粉、240t的南非矿、70t的原生矿和20t的铁矿加入12500KVA矿热电炉中，然后加入IlOt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，一般锰铁复合球团包含25. 9%的锰、2. 67%的铁、0. 067% 的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化钙和1. 83%的氧化镁，铁矿包含48. 23%的铁。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，其结果如表1所示。表 1
高碳锰铁入炉品位 (%)铥回收率 (%)产量(t)电耗 (kwh/t)Al32.8878.52183060Bl30.8676.831903120从表1可以看出，与采用一般锰铁复合球团制备的高碳锰铁相比，采用根据本发明实施例的锰铁复合球团制备的高碳锰铁，入炉品位提高了 6.5%，锰回收率提高了 2.2%，电耗降低了 1.9%。如果一年内生产25000吨高碳锰铁，电耗可以降低150000kwh/ t。由此，可以显著地降低生产成本。根据本发明的实施例，通过将高铁锰矿粉加入磁选细粒精矿、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铁复合球团，可以有效地降低复合球团的锰铁重量比，从而提高入炉品位，进而提高锰回收率，降低电耗。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种锰铁复合球团，其特征在于，按重量百分比，所述锰铁复合球团包含27. 68%的锰、5. 37%的铁、0. 09%的磷、9. 86%的二氧化硅、11. 7%的氧化钙和4. 42%的镁，其中锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35 45MPa。
2.一种制备锰铁复合球团的方法，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、收尘灰和高铁锰矿粉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，以得到所述锰铁复合球团，其中所述锰铁复合球团包含27. 68%的锰、5. 37%的铁、0. 09%的磷、9. 86%的二氧化硅、 11. 的氧化钙和4. 42%的氧化镁，锰铁重量比为5. 15 1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为；35 45MPa。
3.根据权利要求2所述的制备锰铁复合球团的方法，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40%，所述磁选富锰矿粉的含量为20%，所述收尘灰的含量为30%，以及所述高铁锰矿粉的含量为10%。
4.根据权利要求2或3所述的制备锰铁复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比， 所述高铁锰矿粉含有19. 03%的锰、31. 22%的铁、0. 121%的磷和2. 76%的二氧化硅。
5.根据权利要求2或3所述的制备锰铁复合球团的方法，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所述的制备锰铁复合球团的方法，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、 19. 5%的氧化钙和6. 01 %的氧化镁。
7.根据权利要求2或3所述的制备锰铁复合球团的方法，其特征在于，按重量百分比， 所述收尘灰包含23. 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所述的制备锰铁复合球团的方法，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所述的制备锰铁复合球团的方法，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铁复合球团的方法，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铁复合球团及其制备方法。按重量百分比，所述锰铁复合球团包含27.68％的锰、5.37％的铁、0.09％的磷、9.86％的二氧化硅、11.7％的氧化钙和4.42％的镁，其中锰铁重量比为5.15∶1，以及所述锰铁复合球团的抗压强度为35～45MPa。根据本发明的实施例，通过降低复合球团的锰铁重量比，可以提高入炉品位，进而提高锰回收率，降低电耗。
文档编号C22B1/24GK102367514SQ201110298050
公开日2012年3月7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, 李传云, 杭祖辉, 江朝文, 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