一种烧结矿低温还原粉化助剂及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种烧结矿低温还原粉化助剂及其使用方法，属于冶金【技术领域】。该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸40~70%、碳酸氢钙10~40%、偏硼酸钙10~40%；将含有硼酸40~70wt.%、碳酸氢钙10~40wt.%、偏硼酸钙10~40wt.%的还原粉化助剂制成浓度1~15wt.%的水溶液分次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。该烧结矿低温还原粉化助剂不含Cl元素，克服Cl元素对设备的腐蚀及环境污染。
【专利说明】一种烧结矿低温还原粉化助剂及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烧结矿低温还原粉化助剂及其使用方法，属于冶金【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 烧结矿在还原煤气的作用下，易在40(T60(TC发生还原粉化现象，产生大量小颗粒 炉料，从而会降低料柱透气性，造成压差升高，从而会降低最终的金属化率和生产效率。
[0003] 目前，抑制铁矿石低温还原粉化的相关专利情况如下： 中国专利102747219介绍了一种烧结矿表面处理剂及用其处理烧结矿的方法，将质量 比3(Γ40%的CaCO3含量大于90%的方解石，与质量比6(Γ70%的质量浓度为3(Γ45%的盐酸 混合后，制成浓度3(Γ45%的CaCl 2溶液，稀释后喷洒到烧结矿表面，可使烧结矿低温还原粉 化指数RDI+3.15mm提高2(Γ30%，但此处理剂中Cl易腐蚀设备和污染环境。
[0004] 中国专利102409167介绍了一种烧结矿粉化抑制剂及其添加方法，化学组成为 MgCl265?85%、CaCl23?7%、H3B025?15%、Ca0B 2034H205?15%，分三次喷洒于烧结矿表面，可达到 抑制烧结矿低温还原粉化的目的，其中亦含有大量的Cl元素。
[0005] 中国专利CN102234718介绍了一种由氯化钙35?50%、氯化铁20?36%、硼酸：Γ5%和 硫酸锰25~30%组成的助剂，用于改善COREX熔融还原坚炉富氢还原煤气条件下块矿的低温 还原粉化性能，使用该助剂后，烧结矿的低温还原粉化指数RDI +6.3_指标可提升9. 7?88. 9%。
[0006] 中国专利 CNlO 1463423 介绍了一种由 B2032(T50%、Si024(T60%、Al20 3l(r20% 组成的 提高烧结矿低温还原粉化性能的抑制剂，将其制成水溶液喷洒于烧结矿表面，可提高烧结 矿低温还原粉化RDI +6.3_指数11~23%，但SiO2和Al2O 3不溶于水，难以制成水溶液。
[0007] 由以上内容可知，目前大部分烧结矿低温还原粉化抑制剂含有Cl元素或者碱金 属元素，易产生环境污染、设备腐蚀等问题。
【发明内容】
[0008] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种烧结矿低温还原粉化助剂 及其使用方法。该烧结矿低温还原粉化助剂不含Cl元素，克服Cl元素对设备的腐蚀及环 境污染，本发明通过以下技术方案实现。
[0009] -种烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸 40?70%、碳酸氢钙1(Γ40%、偏硼酸钙1(Γ40%。
[0010] 一种上述的烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法： (1) 将含有硼酸4(T70wt. %、碳酸氢钙l(T40wt. %、偏硼酸钙l(T40wt. %的还原粉化助剂 制成浓度l~15wt. %的水溶液； (2) 采用多点喷洒方式：将步骤（1)配置好的水溶液控制每吨烧结矿使用用量为 3?30kg，并把:T30kg的水溶液平均分成三份，每份助剂溶液用量为f 10kg，将三份助剂溶 液分次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0011] 该发明的原理为：该还原粉化助剂中的硼酸能够起到孔隙填充的作用，其溶于水 后，性质稳定，将抑制剂溶液喷洒到矿石表面后，能够渗入矿石表面孔隙中，硼酸在还原过 程中，会逐步分解成偏硼酸、四硼酸(焦硼酸)、硼酸矸等物质，从而阻隔还原煤气与烧结矿 的接触，起到抑制低温还原粉化的作用；该还原粉化助剂中的碳酸氢钙喷洒到烧结矿表面 后，会在升温过程中逐步分解成碳酸钙、氧化钙等物质；该还原粉化助剂中的偏硼酸钙在升 温过程中亦会逐步分解，形成硼酸矸，二者亦能阻隔还原煤气与烧结矿的接触，降低烧结矿 低温还原粉化程度；该还原粉化助剂均匀喷洒于烧结矿表面，水分蒸发后可在烧结矿表面 和内部孔隙形成一层保护膜，从而隔绝烧结矿与还原煤气的接触，达到抑制烧结矿低温还 原粉化的目的，而温度超过600°C以后，助剂开始分解脱落，从而烧结矿快速还原，最终的还 原速率及金属化率并未受到影响。
[0012] 本发明的有益效果是： 1、 使用效果显著，本发明可使烧结矿低温还原粉化性能RDI+6. 3mm提高21. 9飞8. 4% ; 2、 抑制剂中不包含Cl元素，杜绝了因使用抑制剂而引起的环境污染和设备腐蚀； 3、 抑制剂中不包含K、Na等碱金属，不会因使用抑制剂而引起碱金属循环富集问题。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0014] 实施例1 该烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸60%、碳 酸氢钙20%、偏硼酸钙20%。
[0015] 该烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，将含有硼酸60wt. %、碳酸氢钙20wt. %、 偏硼酸钙20wt. %的还原粉化助剂制成浓度5wt. %的水溶液，采用多点喷洒方式，每吨烧结 矿使用的助剂溶液用量控制在l〇kg。把需喷洒的助剂溶液平均分成三份，将三份助剂溶液 分次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0016] 将2kg烧结矿不喷洒任何还原粉化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下， 流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数 即1 +6.3_为 51. 2%。
[0017] 将2kg烧结矿按照每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在IOkg喷洒上述还原粉 化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下，流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓 30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数RDI +6.3mm为67. 2%，与不喷洒任何还原粉化 助剂溶液相比，低温还原粉化指数RDI+6.3_增幅为31. 2%。
[0018] 实施例2 该烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸70%、碳 酸氢钙20%、偏硼酸钙10%。
[0019] 该烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，将含有硼酸70wt. %、碳酸氢钙20wt. %、 偏硼酸钙IOwt. %的还原粉化助剂制成浓度5wt. %的水溶液。采用多点喷洒方式，每吨烧结 矿使用的助剂溶液用量控制在l〇kg。把需喷洒的助剂溶液平均分成三份，将三份助剂溶液 分三次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0020] 将2kg烧结矿不喷洒任何还原粉化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下， 流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数 即1+6.3_为 51. 2%。
[0021] 将2kg烧结矿按照每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在IOkg喷洒上述还原粉 化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下，流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓 30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数RDI +6.3mm为78. 8%，与不喷洒任何还原粉化 助剂溶液相比，低温还原粉化指数RDI+6.3_增幅为53. 9%。
[0022] 实施例3 该烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸70%、碳 酸氢钙10%、偏硼酸钙20%。
[0023] 该烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，将含有硼酸70wt. %、碳酸氢钙IOwt. %、 偏硼酸钙20wt. %的还原粉化助剂制成浓度5wt. %的水溶液。采用多点喷洒方式，每吨烧结 矿使用的助剂溶液用量控制在l〇kg。把需喷洒的的助剂溶液平均分成三份，将三份助剂溶 液分六次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0024] 将2kg烧结矿不喷洒任何还原粉化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下， 流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数 即1 +6.3_为 51. 2%。
[0025] 将2kg烧结矿按照每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在IOkg喷洒上述还原粉 化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下，流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓 30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数RDI +6.3mm为81. 1%，与不喷洒任何还原粉化 助剂溶液相比，低温还原粉化指数RDI+6.3_增幅为58. 4%。
[0026] 实施例4 该烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸40%、碳 酸氢钙40%、偏硼酸钙20%。
[0027] 该烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，将含有硼酸40wt. %、碳酸氢钙40wt. %、 偏硼酸钙20wt. %的还原粉化助剂制成浓度lwt. %的水溶液，采用多点喷洒方式，均匀喷洒 于烧结矿表面，每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在30kg，把需喷洒的助剂溶液平均分 成三份，将三份助剂溶液分十二次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0028] 将2kg烧结矿不喷洒任何还原粉化助剂溶液，在CO =N2为30 :70的还原煤气下， 流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数 RDI+6.3mm 为 45. 6%。
[0029] 将2kg烧结矿按照每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在30kg喷洒上述还原粉 化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下，流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓 30min后，低温还原粉化指数RDI+6. 3mm为62. 4%，与不喷洒任何还原粉化助剂溶液相比，低温 还原粉化指数RDI+6.3_增幅为21. 9%。
[0030] 实施例5 该烧结矿低温还原粉化助剂，该还原粉化助剂化学成分及质量百分比为：硼酸50%、碳 酸氢钙10%、偏硼酸钙40%。
[0031] 该烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，将含有硼酸50wt. %、碳酸氢钙IOwt. %、 偏硼酸钙40wt. %的还原粉化助剂制成浓度15wt. %的水溶液，采用多点喷洒方式，均匀喷洒 于烧结矿表面，每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在3kg，把需喷洒的助剂溶液平均分成 三份，将三份助剂溶液分十八次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
[0032] 将2kg烧结矿不喷洒任何还原粉化助剂溶液，在CO =N2为30 :70的还原煤气下， 流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓30min后，其效果如表1所示，低温还原粉化指数 RDI+6.3i_ 为 45. 6%。
[0033] 将2kg烧结矿按照每吨烧结矿使用的助剂溶液用量控制在3kg喷洒上述还原粉 化助剂溶液，在CO :N2为30 :70的还原煤气下，流量12L/min，550°C恒温还原60min，转鼓 30min后，低温还原粉化指数RDI+6. 3mm为73. 1%，与不喷洒任何还原粉化助剂溶液相比，低温 还原粉化指数RDI+6.3_增幅为42. 8%。
[0034] 表1还原粉化助剂组成及使用效果
【权利要求】
1. 一种烧结矿低温还原粉化助剂，其特征在于：该还原粉化助剂化学成分及质量百分 比为：硼酸40?70%、碳酸氢钙1(T40%、偏硼酸钙1(T40%。
2. -种如权利要求1所述的烧结矿低温还原粉化助剂的使用方法，其特征在于： (1) 将含有硼酸4(T70wt. %、碳酸氢钙l(T40wt. %、偏硼酸钙l(T40wt. %的还原粉化助剂 制成浓度l~15wt. %的水溶液； (2) 采用多点喷洒方式：将步骤（1)配置好的水溶液控制每吨烧结矿使用用量为 3?30kg，并把:T30kg的水溶液平均分成三份，每份助剂溶液用量为f 10kg，将三份助剂溶 液分次连续地均匀喷洒于烧结矿表面。
【文档编号】C22B1/16GK104313307SQ201410547699
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】王 华, 雷超, 魏永刚, 李博, 李谦 申请人:昆明理工大学