专利名称：用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法和由该方法得到的附聚物的制作方法
技术领域：
这是基于未经煅烧的锰矿石的锰粒料制备方法。本发明得到的产物(锰矿石粒 料)用于电炉中的铁合金制备(Fe-MruFe-Si-Mn)中、鼓风炉锰高品味生铁中和/或在制备 特种钢中用作合金元素。
背景技术：
锰在炼钢中具有较大的重要性。全世界锰产量的约90%特定作为铁合金用于炼钢 方法。巴西在Parti、Mato Grosso和Minas Gerais州拥有锰矿石储量，且这些矿石的地 质构成不同。在矿井的矿石开采以及在锰处理站中产生大量微粒。由于其粒度，这种材料在制 备铁合金的电炉或其它炉中没有直接的用途。其对于床渗透性是有害的，降低了设备的生 产能力并提高了能耗，还造成了环境问题。锰矿石生产商(尤其是产生大量微粒的那些)不懈地寻找替代方式来提高这些矿 石的用途。在考虑中的技术替代方式是通过烧结、制粒和压块的微粒附聚。锰烧结生产线是公知的。该矿石呈现出适度烧结的行为并制备适合的烧结物以用 于还原电炉中(尤其是在当地应用中的)，因为烧结物缺少足以维持过度的处理和长距离 运输的机械耐受力。对于通过压块和制粒的冷附聚已经进行了一些研究，但这些研究尚未成功，因为 在制备的附聚物的物理和冶金质量中存在较大的问题。之前一些公司和研究中心已经研究了热锰粒料的制备。这些研究显示由于产生了 密集的裂缝使得燃烧后的粒料非常脆。在所有可能方式中，这是由于大量由烧制造成的矿 石损失和锰氧化物相的转化所致。这些情况导致在该生产链中的矿石热处理中包括目标是 使得高物理质量Mn粒料的制备可行的初始阶段。最常用的锰粒料制备方法在流化床还原气氛中使用之前经过煅烧的锰矿石。该方 法包括锰矿石热处理然后制粒并燃烧生粒料。该热处理(也称作还原煅烧)的目标主要在 于产生磁铁矿并便于通过磁分离除去铁，导致矿石富集。该热处理的副作用是锰高级氧化 物的分解，这在传统制备方法(链篦机-回转窑(Grate Kiln)和移动炉排)中会干扰锰粒 料的燃烧。因此，传统的锰粒料制备路径除了包括之前在流化炉气氛中的煅烧之外，还包括 研磨、过滤、磁分离、制粒和在移动炉排型炉中燃烧的阶段。该技术需要克服的主要障碍是在由未经煅烧的矿石制备其时获得物理上适当的 锰粒料的困难。在燃烧由未经煅烧的矿石得到的锰粗粒料的方法中，在该粒料结构中出现 很多缺陷，例如显著降低抗压性的裂缝和裂纹。在极端情况中，这能够导致完全的粒料结构 破坏，即散裂。这种现象是由于由水的蒸发和锰高级氧化物的分解造成的在干燥和预加热 阶段中产生过量的蒸汽所致。在其中粒料没有适度的孔隙率的情况中，产生的蒸汽在该粒料结构中产生内部张力，这足以使其变脆或甚至使其破坏。物理上不适当的粒料在处理时 在运输中和/或在炉内还原过程中可以产生过量的微粒。如果在炉子之前存在筛子筛分， 那么这种微粒的产生可以导致产品损失，或者由于床渗透性的损失而在还原过程中导致较 差的物料性能。尽管对于炼钢是重要的，但迄今为止很少研究锰矿石粒料的制备，已经公开了很 少的论文。文件JP 001040426涉及由经预还原的锰矿石得到粒料。文件UA 16847U涉及由质量差的锰矿石得到锰铁。文件US 4273575涉及通过添加附聚剂然后制粒并在300°C热处理而将具有在150 微米以下粒度的铁矿石微粒或锰微粒转化为最大粒度不超过6. Omm的球体。文件JP 57085939涉及用于制备铁-锰的原料，限定锰矿石微粒经过添加7. 0%的 ftOtland型水泥附聚剂，其可以接受7.0% -10. 0%的水添加量。然后将粒料固化能够在3 天-1周的范围内的时期。ICOMI-IncMstria e Comercio de Minerios do Amapci 建造并操作制粒设 备，目标在于使用来自其自己的矿山的锰矿石。该设备是由美国的Bethlehem Steel Corporation (BSC)开发的。该设备的月生产容量为20，000吨。能够将锰粒料的物理性质与铁矿石粒料中得到/已知的那些进行比较。设备管理和操作由ICOMI处理，技术协助由BSC提供。来自krra do Navio Mine (SNV)的矿石是具有以下构成的锰氧化物矿石 (65wt% )
权利要求
1.用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于其包括以下阶段(a)通过根据粒度的矿石分级进行矿石粒度准备，从该矿石颗粒分组过程中保留小于 或等于Imm的颗粒，以具有小于或等于Imm的粒度，以及粉碎这些颗粒；(b)添加熔剂；(c)添加附聚剂；(d)制粒得到粗粒料；和(e)通过对粗粒料的干燥、预加热和加热进行热处理。
2.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于其能够适用 于具有特定粒度分布的任意更多氧化物锰矿石和相同类型的其它金属的矿石。
3.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于该矿石干燥 阶段发生在该粒度准备阶段之前以确保9 %的最大湿度。
4.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该粉碎方 法过程中，在该粒度准备阶段根据矿石粒度进行压碎和压制操作。
5.权利要求4的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该矿石粒 度准备阶段，用滚压机处理粒度大于或等于1. Omm的锰矿石部分。
6.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该准备过 程结束时，矿石颗粒具有800-2000cm2/g的比表面。
7.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该准备过 程结束时，在通过0. 044mm筛的物料质量方面，矿石颗粒具有在40-60%变化的粒度。
8.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该熔剂添 加阶段过程中添加的熔剂是方解石或白云石石灰石或其混合物或任意其它MgO源。
9.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该附聚剂 添加阶段过程中添加的附聚剂选自包括以下的组膨润土、水合石灰、羧甲基纤维素(CMC) 或其混合物。
10.权利要求7的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于关于总膨 润土质量使用0. 5% -2%的质量。
11.权利要求10的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于关于总质 量，使用2% -3%的水合石灰质量。
12.权利要求10的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于关于总质 量，使用0. 05% -0. 10%的羧甲基纤维素质量。
13.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于在该制粒 阶段结束时，分别生成具有ι和^g/粒料最小抗压性的粗粒料，回弹性为至少5次下落。
14.权利要求1的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于该粗粒料 热处理阶段是在移动炉排、链篦机-回转窑或钢带型炉中进行的。
15.权利要求14的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于该热处理 阶段具有在1280-1340°C变化的最大温度。
16.权利要求14的用于由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料的方法，其特征在于该热处理 阶段总时间在34-42分钟范围内。
17.铁-锰附聚体，其特征在于其是通过权利要求1-16的方法得到的。
18.权利要求17的铁-锰附聚体，其特征在于包括8-18mm的平均直径。
19.权利要求17的铁-锰附聚体，其特征在于其具有250daN/粒料的最小抗压性。
全文摘要
描述了由未经煅烧的锰矿石制备锰粒料，包括以下阶段(a)通过根据粒度的矿石分级进行矿石粒度准备，从该矿石颗粒分组过程中保留小于或等于1mm的颗粒，以具有小于或等于1mm的粒度，以及粉碎这些颗粒；(b)添加熔剂；(c)添加附聚剂；(d)制粒得到粗粒料；和(e)通过对粗粒料的干燥、预加热和加热进行热处理。
文档编号C22B47/00GK102137944SQ200980132995
公开日2011年7月27日 申请日期2009年7月27日 优先权日2008年7月25日
发明者J·B·C·D·苏萨, W·L·马弗拉 申请人:瓦勒股份有限公司