用于制备锰矿石球团的方法

用于制备锰矿石球团的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制备烧结锰矿石球团的方法。该方法包括制备造球进料，该造球进料包含细散的锰矿石和粘合剂；将该造球进料造球以制备生球团；和在钢带烧结炉中烧结该生球团。烧结步骤包括在钢带上将球团传送通过不同温度的工艺区，该工艺区包括至少一个干燥区、至少一个加热区、至少一个烧结区和至少一个冷却区，优选三个。
【专利说明】用于制备猛矿石球团的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及用于制备烧结的锰矿石球团的方法。本发明还涉及由所述方法制备的 烧结的猛矿石球团。
[0002] 发明背景
[0003] 与锰矿石的采矿、粉碎、运输和处理有关获得显著量的细散的矿石颗粒。具有晶粒 尺寸低于6_9mm的细散的锰矿石不能直接被用于锰合金熔炼。细散的矿石容易在电炉中的 装料顶部形成覆盖物和渣壳。渣壳形成可引起气体喷出，熔炼操作中的装料沉降和大量扰 动的问题。
[0004] 当需要大量制备锰矿石烧结体时，通常将锰矿石粉造块并采用带式烧结装置烧 结。烧结中使用的焦炭的量是大量的，甚至高达l〇w-%，因为锰矿石粉主要熔化于烧结工艺 中。然后，将产物一烧结的锰矿石一粉碎成颗粒尺寸低于50-75_。该产品是多孔的，硬的并 且是锐利的。将颗粒尺寸为6_75mm的粉碎产物供给到熔炼炉。使在该产品处理中产生的细 粒部分再循环回到造块单元和烧结炉。该再循环负载可以高达烧结产品的15-20%。这样大 百分比的再循环增加了烧结工艺的能量成本。
[0005] US 6063160公开了用于在传送器型烧结装置中以基本上连续的操作烧结具有颗 粒尺寸小于6mm的细散的含锰材料的方法。该工艺包括以下步骤：向细散的材料加入粘合剂 和任选的含碳材料，将所得混合物微造球，以及将微造球的组合物通过干燥和预加热区、反 应和烧结区以及冷却区。将烧结材料粉碎、筛选并输送至熔炼设备。由此制备的烧结体缺乏 机械抗性以经得起过量的处理和长距离运送。
[0006] 现有技术中另一锰球团制备工艺使用锰矿石，该锰矿石已经在还原性气氛下在流 化床中被煅烧。该工艺涉及锰矿石的热处理(也已知为煅烧），接着造球和烧结。煅烧的目的 在于产生磁铁矿并帮助通过磁分离去除铁，得到锰矿石富集。热处理的副作用是锰超氧化 物(manganese superior oxide)的分解，其干扰传统制备工艺中的猛球团烧成。
[0007] WO 2010/009527 Al公开了从非煅烧的锰矿石制备锰球团的工艺。该工艺包括矿 石尺寸准备、助熔剂添加、凝聚剂(粘合剂)添加、导致粗球团的造球、以及通过干燥、预加热 和加热该粗球团的热加工。
[0008] 在熔炼中，烧结球团相对于烧结体是优选的，这是由于它们更高的孔隙度、均匀的 尺寸和均匀的形状。
[0009] 尽管对于炼钢重要，锰矿石球团的制备迄今仍没有得到满意的解决。从锰矿石难 以获得物理性能足够的锰球团。物理性能不足的球团在处理时在运送中和在炉内还原过程 中可产生过量的粉。由于床渗透性的损失，粉的产生可而导致还原过程中的产物损失或差 的材料性能。
[0010] 发明目的
[0011] 本发明的目的是提供用于制备烧结的锰球团的新的和改进的工艺。本发明的另一 目的是提供适合于制备不锈钢的易用形式的锰矿石球团。
[0012] 发明概述
[0013] 根据本发明的方法由权利要求1中所呈现的内容表征。
[0014] 更确切地说，该方法包括制备造球进料，该造球进料包含细散的锰矿石和粘合剂； 将该造球进料造球以制备生球团；以及在钢带烧结炉中烧结该生球团，该烧结步骤包括在 钢带上将球团传送通过不同温度的工艺区，该工艺区包括至少一个干燥区、至少一个加热 区、至少一个烧结区和至少一个冷却区，优选三个。
[0015] 在本发明的一个实施方案中，通过湿法研磨和过滤锰矿石粉制备细散的锰矿石。
[0016] 在本发明的另一个实施方案中，通过干法研磨锰矿石粉制备细散的锰矿石。
[0017] 在本发明的一个实施方案中，该方法包括研磨并筛选锰矿石以制备包含小于50 % 低于400目（38μπι)和40-85 %、更优选55-70 %低于200目（74μπι)的颗粒尺寸分布。
[0018]在本发明的一个实施方案中，使用膨润土作为粘合剂。膨润土的量可以为0.5-1 · 0w-%、优选为0 · 6-0 · 8w-%。
[0019] 在本发明的一个实施方案中，向该造球进料加入细碳（焦炭）。细碳的量可以为 0 · 1-2 · 0w-%、优选为0 · 5-1 · 0w-%。
[0020] 在本发明的一个实施方案中，向该造球进料加入助熔剂。合适的助熔剂包括例如 石灰石、白云石和石英岩。
[0021] 在本发明的一个实施方案中，在干燥区中的停留时间为6-8分钟，并且供给到干燥 区的干燥气体的温度为200-300 °C、优选220-280 °C。如果干燥进行得太剧烈，则球团在干燥 区中破裂。
[0022]在本发明的另一个实施方案中，在两个干燥区中干燥球团。在该情况下，在第一和 第二干燥区中的停留时间可以分别为7-8分钟和5-6分钟，并且供给到第一和第二干燥区的 干燥气体的温度可以分别为150_250°C和350-450°C。
[0023] 在本发明的一个实施方案中，在加热区中的停留时间为5-12分钟。
[0024] 在本发明的一个实施方案中，在烧结区中的停留时间为7-14分钟。
[0025]在本发明的一个实施方案中，将烧结区中的物料床加热至最高温度为1200-1450 °C、优选为 1250-1410°C、更优选为 1280-1390°C。
[0026]在本发明的一个实施方案中，将来自冷却区的空气再循环至前述区中的至少一个 区。
[0027]由根据本发明的工艺制备的烧结的锰矿石球团具有至少150kg/直径12mm的球团 的抗压强度。
[0028] 发明详述
[0029] 锰矿石的品质取决于矿床而大大改变。锰矿石典型地含有锰氧化物、硅酸盐、碳酸 盐和水合成分。锰矿石粉的挥发物含量可以为至多20.0%。一些锰矿石也含有方解石。例如 在锰矿石的挖掘、粉碎、筛选和洗涤中产生矿石粉。这种粉可以用作根据本发明制备烧结的 锰矿石球团的原料。
[0030] 锰矿石粉优选在湿球磨机中进行湿磨。过滤来自湿法研磨的浆料以去除过量的 水。无需进一步干燥。滤饼构成造球进料的基础。造球进料的目标细度是小于50%低于400 目（38以111)和40-85%、优选55-70%低于200目（744111)。
[0031] 当原始矿石只含有极小湿度时，锰矿石粉的干法研磨是可能的。
[0032] 若有必要，可以筛选研磨的锰矿石以制备所需颗粒尺寸的细散的锰矿石。
[0033]向造球进料加入粘合剂。粘合剂优选膨润土，其可以以0.5-1 .Ow-%、优选0.6-0.8wt-%的量向造球进料加入。在工业规模制备中，这样的膨润土的量是足够的，而在实验 室规模，制备可接受的球团所需的膨润土的量可以更高。
[0034] 取决于细散的锰矿石的组成，可任选向造球进料加入细碳（焦炭或其他含碳材 料）。细碳的量可以为〇. 1-2.Ow-%、优选为0.5-1. Ow-%。当锰矿石为含有大量MnO2的氧化 形式时，无需添加碳。在该情况下，在碳和氧之间的强放热反应倾向于使球团的结构破裂。 当锰矿石含有少量例如碳酸盐作为方解石时，可以使用碳。当锰矿石含有较大量的碳酸盐 时，也可以使用少量的碳。碳反应释放一氧化碳(CO);该反应是吸热的，限制床层温度的升 尚。
[0035] 取决于细散的锰矿石的组成，可任选向造球进料加入助熔剂。合适的助熔剂包括 石灰石、白云石、石英、石英岩、硅灰石及其任何混合物。当需要降低床层温度时可以加入助 熔剂。助熔剂的需要取决于矿石的矿物学。当制备自熔性球团时也需要加入助熔剂以使熔 炼中的助熔剂添加需要最小化。
[0036]将由细散的锰矿石、膨润土、细碳和任选的助熔剂组成的造球进料充分混合。必须 非常小心地控制造球进料的湿度含量。可以在旋转造球筒中或在造球盘上进行造球。优选 在位于造球装置的排出端下方的辊筛中筛选来自造球装置的排出物。通常，将过大尺寸的 块粉碎并与筛下部分(screen undersize)作为再循环载料返回造球进料制备。所需尺寸的 生球团可以落在供给至烧结炉的梭式装料器的带式输送器上。
[0037] 可以在钢带烧结炉或带式烧结炉中进行生球团的烧结。将烧结炉的球团尘和除尘 再循环回到造球进料。
[0038] 钢带型烧结炉包括环形传送带以运输烧结进料经过烧结炉的阶段。烧结设备中的 热处理包括球团的干燥、加热、烧结和冷却的步骤。
[0039] 烧结炉优选是多隔室炉，在多孔钢传送带上携带生球团经过该炉。设置冷却气体 的逆流流动来将来自烧结球团的废热携带至进入前端隔室的那些。典型地，抽吸气体并通 过位于传送带下方的风箱鼓吹冷却空气。优选地，使用烧结球团作为钢带上的底层以保护 其免受过高温度。
[0040] 烧结炉典型地包括作为第一区的至少一个干燥隔室。在干燥隔室中，优选自第三 冷却区再循环的热气可以通过床层被抽吸并因此床层开始干燥。干燥气体的温度优选为 200-400°C。干燥区可以被分成两个部分，特别是当球团的湿度大于10%时。然后第一干燥 区中的温度范围为200-300 °C。可以通过调节通过第三冷却区的冷却空气流来控制干燥温 度。典型地，可以引导额外的再循环气体绕过干燥隔室。
[0041] 烧结炉还包括作为第二区的至少一个加热隔室。在该加热隔室中，优选自第二冷 却区再循环的热气通过床层被抽吸以提高床层温度。床层优选被加热至这样的温度，其中 生球团床层中的碳燃烧以开始烧结反应。热气的温度优选为1050-1150°C。优选地，通过在 位于循环气体管道中的燃烧器中燃烧燃料气体来获得所需的热。
[0042]此外，烧结炉包括作为第三区的烧结隔室以获得烧结球团。在烧结隔室中，优选自 第一冷却区循环的热气通常通过床层被抽吸。床的温度优选被提高至烧结温度，取决于矿 物学其可以为1200-1450°C。烧结床层的最高温度优选为1250-1410°C、更优选为1280-1390 °C。可以通过在燃烧器中燃烧燃料气体获得烧结阶段必需的热。
[0043] 优选地，可以分开地从每个前端区工艺气体取出以控制烧结炉中的烧结温度、压 力和气流曲线。典型地，在湿法洗涤器中清洁气体。气流可以通过控制废气扇的速度进行调 -K- To
[0044] 在优选实施方案中，在一个或多个连续冷却隔室中冷却烧结球团。通过来自带下 通过床层鼓吹空气来冷却烧结球团。可以将冷却气体循环至前端腔室。典型地，根据床层上 方隔室中的压力设定，将空气分别鼓吹至每个风箱。在冷却区烧结反应常常仍然继续一至 少部分地继续一以进一步强化产物球团。
[0045] 典型地，将新鲜的烧结球团与底层球团一起排出并在传送带上输送至筛选和球团 料仓。可以将适合用作熔炼装料的最终产物球团筛选成颗粒尺寸约6-16_。
[0046] 烧结球团的抗压强度优选超过150kg/直径12mm的球团。该抗压强度代表球团抗压 缩力而不破裂的能力。通过将球团置于两个钢板之间并均匀施加测量的压力直到球团断裂 来测定抗压强度。抗压强度表述为以千克/球团计的施加压力。可以根据下式计算抗压强度 Fl2mm ：
[0047] Fl2mn= (12/D)2*Fd，
[0048] 其中
[0049] -D是测量的球团直径[mm];
[0050] _12是所需球团的参比直径[mm];
[0051] -ro是测量的球团的抗压强度[kg/球团]。
[0052] 烧结球团的总孔隙度优选为10-50%、更优选为12-40%。烧结球团的真密度优选 为 3_5g/cm3、更优选为 3 · 5-4 · 5g/cm3。
[0053]由锰球团烧结炉接收的产品是硬的多孔球团，其具有恒定的物理和化学性质。根 据本发明制备的锰矿石球团可以被用作制造锰铁、硅锰和铬锰铁合金的原料。
[0054] 在制备烧结球团中的尘再循环负载比制备常规烧结产品低得多，因为不需要烧结 产品的粉碎。球团耐受处理和运送而不会破裂或产生过量的尘。
[0055] 实施例1
[0056]采用巴西锰矿石样品以实验室规模进行造球和烧结测试。该矿石为氧化型，并且 它含有不同类型的氢氧化物。样品的主相包括锰氧化物、软锰矿、水羟锰矿(vernadite)、钙 镁锰矿、三水铝矿、珍珠石、高岭石、氧化硅和莫来石。矿粉的化学分析示于表1中。
[0057] 在直径400mm的实验室盘上进行造球测试。将由干锰矿石粉、膨润土以及在一些测 试中作为助熔剂的方解石组成的造球混合物先人工混合，然后在实验室混合器中混合。将 混合批料人工供给到造球盘上。按照形成球团用水喷雾器将进料润湿。所需的球团直径是 12_。造球之后，测量湿球团和干球团的直径和抗压强度。测量湿球团的湿度。
[0058]表1
[0060]在感应炉中进行烧结测试。将球团装入IlOml的氧化铝坩埚中。将坩埚置入感应炉 中的大石墨坩埚中。将石墨坩埚盖上盖子。在整个测试过程中向坩埚中鼓吹空气并测量温 度。根据用于实验室规模的钢带烧结的所需温度曲线来加热球团。抗压强度目标是150kg/ 球团（与12mm尺寸成比例）。三个测试中的最高温度为1350°C、1300°C和1250°C。在最高温度 的停留时间为9-12分钟。
[0061 ]当造球进料含有100单位矿石、5.2单位方解石和1.0单位膨润土时，潮湿球团的抗 压强度为1.5kg/球团，而干球团的抗压强度为7.8kg/球团。该级别的抗压强度是足够高的。 球团的湿度含量为大约15%。
[0062] 在1300°C烧结后实现了200kg/直径12mm的球团的抗压强度目标。在不同最高温度 进行烧结步骤后的抗压强度示于表2中。
[0063]表 2
LUU03」 测讯结米衣明，η」以仕丄M规悮丄乙屮市I」食民壯茆顷紹结砵团。
[0066] 实施例2
[0067] 采用两种南非锰矿石Zl和Ζ2以及巴西锰矿石Ζ3以中试规模进行分批烧结测试。 [0068] 测试步骤
[0069] 研磨测试样品以制备用于分批造球和烧结测试的期望细度的锰矿石粉。采用压力 磨机和振动式Pal Ia磨机在干燥状态下进行研磨。
[0070] 分批造球的目的是研究细散的锰矿石的造球性质以及制备用于分批烧结测试的 球团。将研磨的锰矿石粉与膨润土进行混合。在一些情况下，还加入焦炭。使用造球盘进行 造球测试。将批料人工供给到盘上。按照形成球团用水喷雾器将进料润湿。所需的球团晶粒 尺寸是12mm。
[0071] 使用分批烧结系统进行烧结测试，该系统由丁烷燃烧器、燃烧室、烧结反应器和必 要的气体线路组成。气体线路配备有必要的水冷阀以引导燃烧气体至反应器和引导废气至 气体清洁系统。通过自动工艺控制系统连续控制烧结过程。
[0072]分批烧结工艺包括以下区：
[0073] 1)用燃烧气体干燥；
[0074] 2)使用氧富集用燃烧气体加热；
[0075] 3)使用氧富集用燃烧气体烧结；以及 [0076] 4)用空气或氮冷却。
[0077] 在一些测试中，干燥区和加热区被分成两个不同的区。针对每个区预先选择气体 进料量和停留时间。通过丁烷的量、空气比以及氧富集来控制燃烧气体的温度。燃烧气体从 上部进入反应器。此外，将冷却气体液从上部输送进入反应器。在工业规模工艺中，会从下 方将燃烧气体和冷却气体供给到物料床。
[0078] 将潮湿生球团装入反应器中的底层上，该底层由先前烧结的棕色球团组成。两层 的高度为大约200mm。烧结程序完成之后，将分批反应器冷却至低于100°C并且从反应器排 出烧结球团。将烧结球团床层分成用于实验室测试的三个不同的段。这些区是上部段 (50mm)、中部段(IOOmm)和下部段(50mm)。在每个测试之后改变保护底层。
[0079] 测试材料
[0080] 用作测试材料的锰矿石粉最初对于造球来说太粗，这是它们不得不被研磨的原 因。在干燥状态下研磨测试材料。目标细度是小于50 %低于400目（38μπι)和65-70 %低于200 目（74μπι)。这些目标值比在铬铁矿造球和烧结中常用的值更粗，以避免球团由于矿石的挥 发性成分的分解作用而破裂。
[0081 ]在分批造球和烧结测试中使用的研磨过的锰矿石粉Ζ1-Ζ3的晶粒尺寸示于表3中。 Zl和Ζ2代表来自南非矿床的锰矿石粉，而Ζ3代表来自巴西矿床的锰矿石粉。
[0082]衷 3
[0084] 测试的锰矿石材料Ζ1-Ζ3的化学分析示于表4中。
[0085] 由于其高含量的方解石，Zl锰矿石含有比Ζ2锰矿石多得多的挥发物。在熔炼中需 要考虑Zl猛矿石的尚f丐含量。
[0086] Z2锰矿石比Zl锰矿石富含锰，但其Mn/Fe比明显低于Zl锰矿石。在Z2锰矿石中，水 与不同的氢氧化物组合。
[0087] Z3锰矿石也具有非常高的挥发物含量。Z3锰矿石是氧化矿石，并且它还含有许多 氢氧化物。
[0088] 表 4
[0090] 至于测试材料的主相，Zl锰矿石粉可以被分成三种矿物学类型:锰氧化物、硅酸盐 和碳酸盐。基于碳酸盐的颗粒中锰相是浸染的。氧化锰相表现为方铁锰矿(Mn 2O3)和黑锰矿 (Mn3〇4)晶粒。娃酸盐相由娃酸猛晶粒(诸如褐猛矿和caryoplite)组成。碳酸盐相表现为镁 猛方解石(kutnor i t e)和方解石晶粒。
[0091] Z2锰矿石粉的微结构不同于Zl锰矿石粉的微结构。Z2锰矿石没有含有与Zl锰矿石 一样多的碳酸盐。Z2锰矿石可以被分成两种形态学类型:锰氧化物和硅酸盐。锰氧化物表现 为方铁锰矿和黑锰矿。硅酸盐相由褐锰矿、硅酸锰钙和蜡硅锰矿组成。这些氧化物和硅酸盐 相是非常细浸染的。硅酸盐晶粒还含有铁氧化物夹杂物。碳酸盐表现为方解石。
[0092] Z3锰矿石粉为氧化类型。该锰矿石主要含有三种水合成分:水羟锰矿、三水铝矿和 针铁矿。氢氧化物含有杂质。氢氧化锰含有少量铁和铝。锰和铝还形成水合硅酸盐。铁表现 为针铁矿，其含有铝。Z3锰矿石还含有纯MnO 2和SiO2晶粒。钾和钡出现于氢氧化锰中。
[0093] 测试结果
[0094] 造球和烧结测试的目标是找到合适的烧结条件以制备用于在电炉中熔炼的合适 球团等级。所研究的参数是焦炭添加和不同烧结区中的停留时间和温度。在每个测试中使 用相同量的膨润土。
[0095]总共进行了 23个造球和分批-烧结测试。在8个测试中使用Z2锰矿石，并在11个测 试中使用Zl锰矿石。用Zl和Z2的混合物进行两个测试。在两个测试中使用Z3锰矿石。在下文 中，每种矿石的结果被分别呈现和注释。Z3矿石的许多结果取自一些由相同的矿石完成的 更早的研究并与这些研究的结果进行比较。
[0096] Z2球团的强度
[0097] Z2锰矿石的烧结球团的抗压强度非常高。在矿石造球过程中非常小心地控制水的 添加。由于过量的湿度，球团变粘并且它们也失去了其圆形，易于变成椭圆的。焦炭添加使 得造球更难。
[0098] 生球团的湿度含量范围为6.1-7.5%。湿强度为2.2-2.7kg/球团，干强度为4.6-6.4kg/球团。这些强度值足够高。
[0099] 在一些测试中烧结球团的抗压强度非常高。可以测得超过300kg/球团的抗压强 度。在烧结过程中，球团尺寸缩小了 一点。
[0100] 在导致制备可接受的球团的测试中，干燥气体的最高温度为300°C。当开始冷却 时，将进料气体温度提高至1150°C。床层中的最高温度在底部为大约1200°C，中部为1250 °C，在床层的顶部为1280°C。在干燥区、加热区和烧结区中的总停留时间为22.5分钟。
[0101] 在许多工艺条件下，Z2锰矿石的烧结球团的抗压强度是好的。无冷却的最小总停 留时间为21.5分钟。干燥时间在6-8分钟之间变化。加热时间为5-12分钟，烧结时间为7-14 分钟。
[0102] 当没有使用焦炭或者碳添加为，强度值是令人满意的。
[0103] Zl球团的强度
[0104] Zl锰矿石的造球是容易的，并且焦炭添加使得其甚至更加容易。由Zl锰矿石粉制 得的球团的抗压强度起初明显低于Z2锰矿石的球团。确定了制备用于熔炼的好球团所需的 参数。
[0105] 生球团的湿度含量范围为6.8-7.2%。湿强度为2.6-3.4kg/球团，干强度为11.8-16.2kg/球团。这些强度值足够高。Zl锰矿石球团的干强度大约是Z2锰矿石球团的干强度的 两倍。
[0106] 在烧结中球团缩小得相当多。这可能是由于大量的方解石，其在烧结过程中分解。
[0107] 分批烧结测试显示，Zl锰矿石球团在大约1400 °C开始熔化，其因此形成烧结中的 温度上限。
[0108]在一些测试中的烧结球团的抗压强度是可以接受的（超过200kg/球团，不与12mm 成比例）。当在干燥、加热和烧结步骤中的总停留时间为24-26分钟时获得最佳结果。
[0109] 0.5%Cfix的碳添加似乎高到足以保持物料床的底层温度足够高。更大的焦炭量似 乎使得球团甚至更弱。焦炭在球团内部建立还原性气氛，其可以还原锰氧化物并消耗能量。 方解石的分解释放C0 2,其与球团内部的碳反应。这消耗能量并且气体体积增加。这些因素 可以降低球团的抗压强度。
[0110] 作为实例，在一个成功的烧结测试中，在干燥期结束时干燥气体的温度为大约300 °C。床层的最高温度稍低于1400°C。开始冷却之前，进料气体的温度为1200°C。床层中部的 温度为 1300_1350°C。
[0111] Z3球团的强度
[0112] Z3锰矿石的颗粒尺寸分布与Z2和Zl锰矿石的颗粒尺寸分布几乎相同。造球非常成 功。生球团的湿强度和干强度均足够高。
[0113]在烧结过程球团缩小得相当多。如果烧结工艺中总停留时间太短，则Z3烧结球团 的抗压强度不是非常好。
[0114] 在用Z3锰矿石进行的研究中，得到大约300kg/直径IOmm的球团的抗压强度，这是 非常好的。在测试中，烧结工艺(干燥、加热和烧结，无冷却）中的总停留时间为29分钟，这是 足够长的。在干燥的两个阶段中的停留时间为7-8分钟和5-6分钟。因此，总干燥时间为12-14分钟。
[0115] 烧结球团的其他性质
[0116] 使用改进的Tumbler方法研究烧结球团的耐磨性。批由Ikg的样品组成。在配备有 六个提升机构的钢筒中进行测试。90分钟的旋转时间之后，用0.6mm和5.Omm的筛子筛选整 个批料。耐磨性值显示球团对抗磨损的耐久性。该值越低，球团的耐磨性越高。烧结球团的 耐磨性值示于表5中。
[0117] Zl和Z3球团的改进Tumbler值优异。Z2球团的耐磨性最高，但它们的抗压强度优 异。但是Z2球团的Tumb I er值与络铁矿矿石球团的Tumb I er值在相同水平。
[0118] 表5
[0120] 密度和孔隙度常常被用于描述烧结球团的结构。取自物料床的中层的烧结球团的 密度和孔隙度示于表6中。
[0121] 真密度是球团的质量除以体积，该体积不包括球团内的孔隙空间。使用氦比重计 测量真密度。对于该测定，将球团研磨成_74μπι的晶粒尺寸。
[0122] 表6
[0124] 堆密度是球团的质量除以体积，该体积还包括颗粒间空间，即孔隙度因子。测量了 二十个球团的直径，每个均从三个方向，并计算平均直径。球团一起称重。计算球团的平均 重量和堆密度。
[0125] 基于堆密度和真密度计算总孔隙度。
[0126] 在真空下在去离子水中测定表观密度。称重二十个球团并置于烧杯中且一起称 重。烧杯填充去离子水至确切体积。对具有球团和水的烧杯进行称重。将球团与水轻轻倒入 含有水的抽吸瓶。将瓶与真空栗连接。在真空下从球团除去空气。对具有充满水的开孔孔隙 度的球团进行称重。基于干球团的质量、干球团的堆体积、开孔孔隙度形式的水的质量和水 的密度计算表观密度。
[0127] Zl球团的总孔隙度非常高并且比Ζ2球团的总孔隙度大得多。孔隙度不同的主要原 因可能是因为这样的事实:Zl锰矿石含有比Ζ2锰矿石多得多的挥发物。
[0128] Ζ3锰矿石球团具有最低的孔隙度。在烧结中这些球团缩小得相当多。此外，在Ζ3球 团的表面上似乎有熔化相。
[0129] Ζ2球团的真密度和堆密度大于其他球团的这些密度。
[0130] 对来自所选烧结测试的球团进行化学分析。这些化学分析的结果呈现于表7中。
[0131]表7
[0133] Z3和Zl球团的锰含量比原始矿石的锰含量高得多。这是由于矿石在烧结中的大量 重量损失，特别是挥发物的分解。Z3球团的铝含量比Zl和Z2球团高得多。Zl球团的钙含量 高。这将使得在熔炼中使用"抛弃炉渣方法"成为可能。
[0134] 这些中试规模的测试给出了关于在锰矿石粉的造球和烧结中将要使用的优化条 件的信息。研磨的锰矿石粉适合造球。湿和干球团的抗压强度足够高。在干燥过程中锰球团 非常容易分裂，这是为何应当非常小心地进行干燥的原因。应当基于锰矿石粉的组成来选 择烧结条件。
【主权项】
1. 用于制备烧结锰矿石球团的方法，该方法包括以下步骤： 一制备造球进料，该造球进料包含细散的锰矿石和粘合剂； 一将该造球进料造球以制备生球团；以及 一在钢带烧结炉中烧结该生球团，该烧结步骤包括在钢带上将球团传送通过不同温度 的工艺区，该工艺区包括至少一个干燥区、至少一个加热区、至少一个烧结区和至少一个冷 却区，优选三个。2. 根据权利要求1的方法，包括通过湿法研磨和过滤从锰矿石粉制备细散的锰矿石的 步骤。3. 根据权利要求1的方法，包括通过干法研磨从锰矿石粉制备细散的锰矿石的步骤。4. 根据权利要求2或3的方法，包括研磨并筛选锰矿石以制备包含小于50%低于400目 (38μπι)和40-85 %、更优选55-70 %低于200目（74μπι)的颗粒尺寸分布。5. 根据权利要求1-4任一项的方法，其中使用膨润土作为粘合剂，膨润土的量为0.5- 1 · 0w-%、优选为0 · 6-0 · 8w-%。6. 根据权利要求1-5任一项的方法，包括向该造球进料加入细碳，细碳的量为0.1- 2 · 0w-%、优选为0 · 5-1 · 0w-%。7. 根据权利要求1-6任一项的方法，包括向该造球进料加入助熔剂。8. 根据权利要求1-7任一项的方法，其中在干燥区中的停留时间为6-8分钟，并且供给 到干燥区中的干燥气体的温度为200-300°C、优选220-280°C。9. 根据权利要求1-7任一项的方法，包括在两个干燥区中干燥球团，在第一和第二干燥 区中的停留时间分别为7-8分钟和5-6分钟，并且供给到第一和第二干燥区的干燥气体的温 度分别为 150-250 °C 和350-450 °C。10. 根据权利要求1-9任一项的方法，其中在加热区中的停留时间为5-12分钟。11. 根据权利要求1-10任一项的方法，其中在烧结区中的停留时间为7-14分钟。12. 根据权利要求1 -11任一项的方法，其中将烧结区中的物料床加热至最高温度为 1200-1450°C、优选为 1250-1410°C、更优选为 1280-1390°C。13. 根据权利要求1-12任一项的方法，其中在干燥区、加热区和烧结区中的总停留时间 为20-35分钟、优选为21-30分钟、更优选为22-26分钟。14. 根据权利要求1-13任一项的方法，其中将来自冷却区的空气再循环至前述区中的 至少一个区。15. 由根据权利要求1 -14任一项的方法制备的烧结锰矿石球团，其中烧结球团的抗压 强度为至少150kg/直径12mm的球团。
【文档编号】C22B1/24GK105829551SQ201480069282
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月16日
【发明人】P·梅克拉, H·克罗格鲁斯, V·基维嫩
【申请人】奥图泰(芬兰)公司