结剂作用冷压成型。通过采用本发明上述实施例的方法将海砂矿制备成海砂矿压块可以显著降低预处理加工成本，提高化学反应速度和传热效率，最终可显著提高利用海砂矿制备直接还原铁的产量。另外，除本发明外，还没有一种可以将海砂矿制备成压块的方法。
[0051]下面描述根据本发明实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法，该方法包括:通过前面所述的海砂矿的预处理方法制备得到海砂矿压块；以及将海砂矿压块在转底炉内进行冶炼处理，以便获得直接还原铁。
[0052]由此，本发明实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法将海砂矿制备成海砂矿压块，并在转底炉内进行冶炼处理获得直接还原铁。
[0053]首先，将海砂矿制备成海砂矿压块后进行冶炼处理，由于海砂矿压块块度较大，矿堆透气性好、辐射对流传热效率好，可显著加快还原反应效率和在电炉内的熔化分离效率。进而可以省去了对海砂矿进行预焙烧处理，直接进行冶炼处理，从而节省了能耗。其次，采用转底炉进行冶炼，海砂矿压块在转底炉底盘上发生还原反应，没有滚动、摩擦、跌落，所以海砂矿压块还原后的还原铁也是坚硬的块料，有利于电炉熔分。
[0054]根据本发明的具体实施例，将上述海砂矿压块在转底炉内进行冶炼处理可以在1300?1400摄氏度下进行15?30分钟而完成的。由此，采用本发明上述实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法可使海砂矿的金属化率达到75?85%。采用转底炉制备直接还原铁的容积利用系数是回转窑的2倍以上。
[0055]根据本发明的具体实施例，海砂矿压块在转底炉内高温作用下，氧化铁快速还原成铁胡须网状，拉住了压块；同时块料中的无机物高温渣化成糊状，将压块牢牢地粘成一体；同时，压块在转底炉内是静卧在底盘上不动，没有滚动、摩擦、跌落，所以压块还原后的还原铁也是坚硬的块料，有利于电炉熔分。
[0056]本发明上述实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法是针对解决现有海砂矿在冶炼前的预处理方式存在的缺陷。本发明实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法，无需将海砂矿磨成粉((0.074mm);只做水分烘干(含水I?2%即可)；无需再700?1000摄氏度的高温下预焙烧；不加皂土无机物作粘结剂；不用加水、粘粉、滚球团，只需采用压块机利用静压力和粘结剂作用冷压成型；采用高温(1300?1400°C )快速还原的转底炉设备替代回转窑，还原时间仅15?30分钟，只是回转窑的1/24，效率提高了 24倍；在压块前加入煤粉，使煤粉能够与海砂矿紧密接触，加快还原速度。综上所述，本发明上述实施例的利用海砂矿制备直接还原铁的方法预处理加工成本低，化学反应速度快，传热效率高，可显著提高产量。
[0057]实施例1
[0058]将钒钛磁铁海砂矿进行烘干处理，使其水分含量在I?2重量％范围内；将无烟煤进行粉碎得到粒径不大于Imm的煤粉。将225Kg的干燥后的钒钛磁铁海砂矿与55Kg的无烟煤煤粉和IKg的羧甲基纤维素和玉米淀粉采用旋转底盘加多轴浆液组合进行混合均匀，均匀度达到90 %。采用对辊式压块机将混合物料进行压制，得到长宽高分别为40*22*13的长方体海砂矿压块。
[0059]将得到海砂矿压块转底炉内布料，控制转底炉内的温度为1300?1400摄氏度，进行冶炼处理15?30分钟得到还原铁。通过将钒钛磁铁海砂矿制备成海砂矿压块后进行冶炼，每吨还原铁产品的耗煤约为600kg。
[0060]该方法预处理加工成本低，化学反应速度快，传热效率高，金属化率75?85%。转底炉生产还原铁容积利用系数是回转窑的2倍以上。省去了磨矿和高温焙烧工序，降低了还原铁的生产成本，减少了焙烧对环境污染的影响；由于加了内配碳，加快了还原，增加了装置的还原铁产量，提高了转底炉装置的生产能力，单机规模可以是回转窑的2?3倍。
[0061]对比例I
[0062]用钒钛磁铁海砂矿+褐煤+石灰石一块送入多层炉，在500?900°C温度下焙烧，得到高温海砂矿+半焦+石灰，再一块送入Φ4.6X65m直接还原回转窑中，在1100°C温度下，还原反应8?10小时，得到金属化率78%的还原铁产品，每吨砂状还原铁耗煤860kg。最后这些砂状还原铁+半焦+石灰又被热装(600°C )入电炉中进行熔化分离，生产出含钒铁水和含二氧化钛的炉澄。每吨铁水耗电950?lOOOkwh。
[0063]缺点:
[0064]①未造粒。海砂矿料在多层炉、还原炉、熔分电炉中透气性差，影响传热效率，烘烤、还原及熔分时间长；
[0065]②海砂矿要高温(500?900°C )烘烤耗能多；
[0066]③回转窑还原温度低(?IlO(TC)，还原时间太长，生产效率低，生产装置规模小，會K寒毛1? ;
[0067]④未将碳与矿紧密接触，所以还原时间长。
[0068]优点:不磨矿和不造粒，省去部分加工费，但带来的负面影响较大。
[0069]对比例2
[0070]使用钛铁海砂矿，先将钛铁矿在Φ 3.6*6.6m湿式球磨机中磨成粉，让它比表面积达到2300m2/g，含水12%，再用真空脱水至9.5%水分，配入0.75 %的皂土，在圆筒造球机中制成Φ9?16mm的湿球，然后送入链篦机经900?1000°C的烘干和焙烧固结，最后进入还原回转窑(Φ5.8Χ71.5πι)中，喷入煤粉，在1050°C温度下进行还原反应，产品金属化率60?75%，热还原铁经冷却从1000°C降为50°C，分选杂质后，送电炉冶炼，得到Ti0275%的高钛渣和生铁。
[0071]缺点:
[0072]①要先用球磨机将海砂矿磨成高含水量的矿粉浆，耗能大；
[0073]②高含水分的湿球要在链篦机上用900?1000°C烘烤焙烧，耗能多；
[0074]③回转窑中还原温度低(?1100°C )，时间长，生产效率低，装置生产规模小；
[0075]④未将碳粉与矿粉紧密接触，还原时间长，能耗高；
[0076]⑤造球配入0.75%皂土，增加了还原铁杂质成分，电炉渣量增加，多耗冶炼用电。
[0077]优点:有了造粒，提高了矿料层的透气性，提高了传热效率，可加快矿料在还原回转窑的还原速度和在电炉中的
[0078]熔化速度，可提高生产效率，降低冶炼能耗。
[0079]对比例3
[0080]采用钛铁海砂矿，先用700?800°C的流化床焙烧，再加入煅烧无烟煤直接送电炉冶炼，得到Ti02?85%的高钛渣。吨渣耗电2400?2600kwh。
[0081]缺点:
[0082]①钛铁海砂矿先要在流化床中高温700?800°C焙烧，耗能多；
[0083]②没有造块，在电炉熔分和深还原化学反应时透气性差，影响传热效率和化学反应效率，能耗高，冶炼时间长；
[0084]③未将碳粉紧密与海砂矿接触，铁的还原很慢；
[0085]④固体碳与铁、钒氧化物在电炉里的深还原(直接还原)是高吸热反应，耗能大；
[0086]⑤矿料入电炉前未预还原，因此吨渣产品耗电高达2400?2600kwh。
[0087]优点:不磨矿、不造块、不预还原、省了工序，省些加工费，但最终生产指标不好，经济上不合算。
[0088]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。
[0089]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。
【主权项】
1.一种海砂矿的预处理方法，其特征在于，包括: 将原海砂矿和煤粉分别进行烘干，以便得到干燥海砂矿和干燥煤粉； 将所述干燥海砂矿、所述干燥煤粉和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；以及 将所述混合物料进行压制，以便得到海砂矿压块。
2.根据权利要求1所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述煤粉的粒径不大于I毫米。
3.根据权利要求1或2所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述干燥海砂矿的含水量为I?2重量％，所述干燥煤粉的含水量为I?2重量％。
4.根据权利要求1-3任一项所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述干燥海砂矿、干燥煤粉和粘结剂按照222:55:1的质量比进行混合。
5.根据权利要求1-4任一项所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述煤粉为无烟煤、烟煤、焦炭、木炭和褐煤中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、糖蜜、玉米淀粉、木质素、腐植酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述压制采用对辊式压球机、冲压式压块机或者挤压式压块机进行。
8.根据权利要求1-7任一项所述海砂矿的预处理方法，其特征在于，所述海砂矿压块为长方体。
9.一种利用海砂矿制备直接还原铁的方法，其特征在于，包括: 将海砂矿通过权利要求1-8任一项所述的方法进行预处理，以便得到海砂矿压块；及 将所述海砂矿压块加入到转底炉内进行冶炼，以便获得直接还原铁。
10.根据权利要求9所述的利用海砂矿制备直接还原铁的方法，其特征在于，所述冶炼是在1300?1400摄氏度下进行15?30分钟而完成的。
【专利摘要】本发明提出了一种海砂矿的预处理方法，包括：将原海砂矿和煤粉进行烘干处理，以便得到干燥海砂矿和干燥煤粉；将干燥海砂矿、干燥煤粉和粘结剂进行混合处理，以便得到混合物料；将混合物料进行压制，以便得到海砂矿压块。利用该方法可有效地将海砂矿制备成海砂矿压块，进而可以显著提高利用海砂矿制备直接还原铁的效率和产率。
【IPC分类】C22B1-244, C21B13-00
【公开号】CN104593590
【申请号】CN201510003130
【发明人】张 诚, 屈野
【申请人】张 诚, 屈野
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月4日