本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及制备还原球团的方法。
背景技术：
一个产量100万吨的冷轧带钢厂，含铁油泥一年产生3000～4000吨。含铁油泥中的主要成分铁和氧化铁占70～80wt％，其余为乳化液和水分。对其做相关的处理可回收铁和乳化液中的油。目前。相关企业通常将含铁油泥作为固体废物处理，这样既要花费油泥处置费，又会浪费铁资源和造成环境二次污染。
处理含铁油泥的方法有焚烧法，特点是将含铁油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温烟气干燥并氧化四氧化三铁制得三氧化二铁。此方法没有回收利用含铁油泥中的油，而且在焚烧过程中容易产生烟尘和污水等二次污染。也有采用通过添加表面活性剂去除含铁油泥中油份的方法。此方法需要添加化学试剂，导致处理成本增加，而且油份脱除不彻底，同时产生新的污水。
将含铁油泥按一定比例同铁矿混合后，采用传统的“高炉—转炉”炼铁流程工艺，该流程虽然技术成熟和巨大生产能力等优点，但是仍然存在不足：一是对优质焦炭的强烈依赖要求；二是含铁油泥进入高炉内极易发生结焦，易堵塞高炉，并造成炉膛控制困难。
因此现有的处理含铁油泥的技术有待进一步改进。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备还原球团的方法，采用该方法可降低还原球团的原料成本，有效避免含铁油泥粘附在设备表面上，且能使得在后续处理工艺中，避免含铁油泥在冶炼过程中出现结焦问题，同时有效回收含铁油泥中的有机组分和铁元素，从而在保证系统稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备还原球团的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将含铁油泥进行干燥处理，以便得到干燥后的含铁油泥；
(2)将铁矿粉进行干燥处理，以便得到干燥后的铁矿粉；
(3)将所述干燥后的含铁油泥、所述干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉进行混合处理，以便得到混合物料；
(4)将所述混合物料进行压球处理，以便得到还原球团，
其中，
在步骤(3)中，将所述干燥后的含铁油泥、所述干燥后的铁矿粉、所述粘结剂和所述煤粉按照以下质量比混合，所述含铁油泥的添加量为所述铁矿粉的5～30％，所述煤粉的添加量以控制所述混合物料中Cmol/Omol为1.1～1.3，所述粘结剂的添加量为所述混合物料的0.01～0.5％。
由此，根据本发明实施例的制备还原球团的方法通过将含铁油泥和铁矿粉分别进行干燥处理，可有效减少含铁油泥和铁矿粉中的水分，从而利于后续压球处理；然后将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉进行混合处理，煤粉可取代炼铁所需的焦炭，从而可以降低原料成本，并且由于含铁油泥具有一定的粘性，可以替代部分粘结剂，可减少粘结剂的用量，从而可以进一步降低原料成本；然后将混合物料进行压球处理，一方面可实现含铁油泥、煤粉与铁矿粉充分接触，并且经过后续热处理后，含铁油泥中的有机组分以气体形式挥发出来，使得残留的炭和铁矿粉的接触面积增加，从而在其进行还原处理过程中，可以显著提高铁的还原效率，并且有效地避免了含铁油泥在还原过程中出现结焦问题；另一方面，通过将含铁油泥与铁矿粉混合压球，有效避免了含铁油泥因直接处理时粘附在反应器中难以脱除的问题。由此，采用该方法可以在保证系统稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。
另外，根据本发明上述实施例的制备还原球团的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含铁油泥主要来源于炼铁钢厂冷轧工序的废弃产物。由此，可实现废弃物资源的回收再利用，显著提高企业的经济效益。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含铁油泥中粒径低于380微米的固体比重不低于30wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述干燥后的含铁油泥中含水率不高于4wt％。由此，有利于后续进行压球处理。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述干燥后的铁矿粉中含水率不高于8wt％。由此，进一步有利于后续进行压球处理。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述混合球团的粒径为5～50mm。由此，可以在减少压球过程中的电耗的同时使得球团在后续预处理和转底炉还原过程中保持较高的热传递效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述混合球团中含水率为4～6wt％。由此，可有效提高后续压球处理的成球效率。
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。
附图说明
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是根据本发明一个实施例的制备还原球团的方法流程示意图。
具体实施方式
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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备还原球团的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将含铁油泥进行干燥处理
该步骤中，将含铁油泥进行干燥处理，以便得到干燥后的含铁油泥。由此，通过将含铁油泥进行干燥处理，可有效减少含铁油泥中的水分，有利于后续混合物料进行压球处理。需要说明的是，此处干燥处理的具体方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。例如可以采用蒸汽间接烘干、烟气直接接触烘干。
根据本发明的一个实施例，含铁油泥的来源并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，含铁油泥可以来源于炼铁钢厂冷轧工序的废弃产物。由此，可有效实现资源回收再利用。
根据本发明的再一个实施例，含铁油泥中粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，含铁油泥中粒径低于380微米的固体比重可以为不低于30wt％。
根据本发明的又一个实施例，干燥后的含铁油泥中含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，干燥后的含铁油泥中含水率可以为不高于4wt％。发明人发现，干燥后的含铁油泥中的含水率过高，会导致后续压球困难，并且会增加后续热处理过程中的能耗。
S200：将铁矿粉进行干燥处理
该步骤中，将铁矿粉进行干燥处理，以便得到干燥后的铁矿粉。由此，通过将铁矿粉进行干燥处理，可有效减少铁矿粉中的水分，有利于后续混合物料进行压球处理。需要说明的是，此处干燥处理的方法并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。例如可以采用蒸汽间接烘干、烟气直接接触烘干。
根据本发明的一个实施例，干燥后的铁矿粉中含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，干燥后的铁矿粉中含水率可以为不高于8wt％。发明人发现，干燥后的铁矿粉中的含水率过高，会导致后续压球困难，并且也会增加后续热处理过程中的能耗。
S300：将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉进行混合处理
该步骤中，将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉进行混合处理，以便得到混合物料。由此，煤粉可取代炼铁所需的焦炭，从而可以降低原料成本，并且由于含铁油泥具有一定的粘性，可以替代部分粘结剂，可减少粘结剂的用量，从而可以进一步降低原料成本。
根据本发明的一个实施例，将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉按照以下质量比混合，含铁油泥的添加量为铁矿粉的5～30％，煤粉的添加量以控制混合物料中Cmol/Omol为1.1～1.3，粘结剂的添加量为混合物料的0.01～0.5％。
S400：将混合物料进行压球处理
该步骤中，将混合物料进行压球处理，以便得到还原球团。由此，通过将含有干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉的混合物料进行压球处理，一方面可实现含铁油泥与铁矿粉充分接触，一方面可实现含铁油泥、煤粉与铁矿粉充分接触，并且经过后续热处理后，含铁油泥中的有机组分以气体形式挥发出来，使得残留的炭和铁矿粉的接触面积增加，从而在其进行还原处理过程中，可以显著提高铁的还原效率，并且有效地避免了含铁油泥在还原过程中出现结焦问题；另一方面，通过将含铁油泥与铁矿粉混合压球，有效避免了含铁油泥因直接处理时粘附在反应器中难以脱除的问题。需要说明的是，造球过程除了采用压球外也可选用圆盘滚球。
根据本发明的一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为5～50mm。具体的，当造球采用压球处理时，混合球团可以为粒径为15～50mm椭球形球团；当造球采用圆盘滚球时，混合球团可以为粒径为5～20mm圆球形球团。发明人发现，在整个生产运行过程中，当混合球团的粒径过小时，压球过程中电耗明显增加，成球明显困难；而当混合球团粒径过大时，在后段预处理和转底炉还原过程中，热传递效果显著降低，热效率明显变差。
根据本发明的再一个实施例，混合球团中含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，混合球团中含水率可以为4～6wt％。发明人发现，过低或是过高的含水率都会导致混合料难以成球。
根据本发明实施例的制备还原球团的方法通过将含铁油泥和铁矿粉分别进行干燥处理，可有效减少含铁油泥和铁矿粉中的水分，从而利于后续压球处理；然后将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、粘结剂和煤粉进行混合处理，煤粉可取代炼铁所需的焦炭，从而可以降低原料成本，并且由于含铁油泥具有一定的粘性，可以替代部分粘结剂，可减少粘结剂的用量，从而可以进一步降低原料成本；然后将混合物料进行压球处理，一方面可实现含铁油泥、煤粉与铁矿粉充分接触，并且经过后续热处理后，含铁油泥中的有机组分以气体形式挥发出来，使得残留的炭和铁矿粉的接触面积增加，从而在其进行还原处理过程中，可以显著提高铁的还原效率，并且有效地避免了含铁油泥在还原过程中出现结焦问题；另一方面，通过将含铁油泥与铁矿粉混合压球，有效避免了含铁油泥因直接处理时粘附在反应器中难以脱除的问题。由此，采用该方法可以在保证系统稳定运行的同时实现含铁油泥的资源化利用。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
由鞍钢提供的含铁油泥，通过工业分析测得其固定碳含量为10±1wt％，挥发分含量＞50wt％，灰渣(以铁组分为主)含量为39±0.8wt％。铁矿粉为攀枝花钒钛磁铁精矿，其化学成分如表1所示。在进行混合处理之前，分别将含铁油泥和铁矿粉进行干燥处理，使得干燥后的含铁油泥中含水率不高于4wt％，铁矿粉中含水率不高于8wt％，然后将干燥后的含铁油泥、干燥后的铁矿粉、甲基纤维素和煤粉按照以下质量比混合，含铁油泥的添加量为矿粉量的5～10％，煤粉的添加量以控制混合物料中Cmol/Omol为1.2，甲基纤维素的添加量为混合物料的0.2％，接着将混合均匀后所得的混合物料进行压球处理，制得粒径为5～50mm的混合球团，并且该混合球团的含水率为4～5wt％。
表1钒钛磁铁精矿各成分及占比，wt％
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。