用于制备造粒和烧结用的铬铁矿精矿的方法和装置以及造粒进料与流程

本发明涉及如独立权利要求1的前序部分所限定的制备用于造粒和烧结的铬铁矿精矿的方法。本发明还涉及如独立权利要求6的前序部分所限定的制备用于造粒和烧结的铬铁矿精矿的装置。本发明还涉及如独立权利要求13的前序部分所限定的造粒进料。公开物wo2013/071955提出了一种制造铬铁合金的方法，其包括提供造粒进料的步骤，其中造粒进料包含铬铁矿精矿和碳化硅作为唯一的含碳材料和唯一的还原剂；将造粒进料造粒以获得粒料；烧结粒料以获得经烧结粒料；将经烧结粒料与外部还原剂混合以获得熔炼进料；并熔炼该熔炼进料。公开物wo2013/071955提出了含有铬铁矿矿石，至少一种镍盐和碳化硅(作为唯一的含碳材料和唯一的还原剂)的造粒进料。该发明还涉及制造造粒进料的方法，其包括提供铬铁矿，至少一种镍盐和碳化硅并且混合铬铁矿，至少一种镍盐和碳化硅的步骤。该发明还涉及使用造粒进料作为制造烧结进料的原料。本发明还涉及包含造粒进料的粒料形式的烧结进料。该发明还涉及包含烧结进料的经烧结粒料。该发明还涉及经烧结粒料的制造方法。该发明还涉及经烧结粒料作为熔炼进料的组分的用途。该发明还涉及包含经烧结粒料的熔炼进料。该发明还涉及制造铬铁合金的方法。该发明还涉及可通过该方法获得的铬铁合金。公开物wo2013/071955和公开物wo2013/071955都提出造粒进料(由此制备经烧结粒料)可以包含助熔剂，例如石灰石，白云石，石英，方解石或硅灰石及其任何混合物。向造粒进料添加助熔剂的原因是，通过使用造粒进料获得在随后烧结过程中产生的经烧结粒料的足够抗压强度。足够的抗压强度f12mm通常在180和220kg之间。通过使用公开物wo2013/071955和公开物wo2013/071955中提及的助熔剂，石灰石，白云石，石英，方解石或硅灰石及其任何混合物的缺点是这些是相对昂贵的。公开物us3,825,638提出了一种使用蒸汽可硬化结合剂从含有颗粒状氧化铁的矿物精矿产生冷结团聚物的方法。在高能量输入下，将结合剂与氧化铁材料一起研磨以产生细晶粒添加剂材料。然后，将添加剂材料与矿物精矿混合，并从混合物形成团聚物并蒸汽硬化。公开物wo2015/003669涉及用于基于来自二次冶金的渣料的团聚过程的助熔剂，这些助熔剂在制造团聚物的团聚过程中的用途，该团聚物被设计用作高炉中的金属装料，以及基于来自二次冶金的渣料或基于二次冶金渣料与其他材料的混合物生产助熔剂的方法。本发明的目的本发明的目的是提供一种制备用于造粒和烧结的铬铁矿矿石的方法和装置，并且相应地提供一种造粒进料，可以通过使用较便宜的原料获得该造粒进料，该造粒进料含有用于获得经烧结粒料的足够强度的助熔剂，该经烧结粒料是通过使用该造粒进料在随后的烧结过程中制得的。技术实现要素：本发明的制备用于造粒和烧结的铬铁精矿的方法的特征在于独立权利要求1的限定。在权利要求2至5中限定了该方法的优选实施方案。本发明还涉及根据权利要求1至5中任一项所述的方法在由铬铁矿精矿生产铬铁合金的方法中的用途。本发明的制备用于造粒和烧结的铬铁精矿的装置的特征在于独立权利要求6的限定。在从属权利要求7至10中限定了该装置的优选实施方案。本发明还涉及根据权利要求6至10中任一项所述的装置在从铬铁矿精矿生产铬铁合金的装置中的用途。相应地，造粒进料的特征在于独立权利要求13的限定。造粒进料的优选实施方案限定在从属权利要求14至17中。本发明还涉及如权利要求18所限定的经烧结粒料，其含有根据权利要求13至17中任一项所述的造粒进料。本发明还涉及权利要求19所限定的根据权利要求18所述的经烧结粒料作为熔炼进料的组分的用途。本发明还涉及权利要求20所限定的熔炼进料，其含有根据权利要求18所述的经烧结粒料。本发明还涉及权利要求21所限定的制造铬铁合金的方法，其包括熔炼根据权利要求20所述的熔炼进料的步骤。本发明还涉及权利要求22所限定的铬铁合金，其可通过权利要求21所述的方法获得。本发明基于所使用的助熔剂，其至少部分得自黑色金属的加工。通过该方法、装置和造粒进料，可以制备压缩强度f12mm大于200kg的经烧结粒料。可以根据下式计算经烧结粒料的抗压强度f12mm：f12mm＝(12/d)2*fd，其中d：粒料的直径(mm)12:所需粒料的参比直径(mm)fd：测得的粒料的抗压强度(kg/粒料)附图说明在下文中，将参考附图更详细地描述本发明，其中图1是包含根据本发明的实施方案的装置的设备的第一实施方案的示意性流程图，图2是包含根据本发明的实施方案的装置的设备的第二实施方案的示意性流程图，图3是包含根据本发明的实施方案的装置的设备的第三实施方案的示意流程图，图4是包含根据本发明的实施方案的装置的设备的第四实施方案的示意性流程图。具体实施方式首先将更详细地描述制备用于造粒和烧结的铬铁矿精矿5的方法和该方法的一些优选实施方案和变体。铬铁矿是从铬铁矿矿床开采的矿石。铬铁矿精矿是选矿厂的产物。主要将脉石组分分离为废料，用于改善造粒和烧结用的铬铁矿的品位。该方法包括提供铬铁矿精矿进料1的提供步骤和用于向铬铁矿精矿进料1添加至少助熔剂2以获得造粒进料12的添加步骤。助熔剂2的目的是降低造粒进料12中的造渣组分的熔点，并为造粒进料12提供更多的造渣组分。助熔剂的另一个目的是在烧结过程中(其中先前由造粒进料12形成的粒料被烧结成经烧结粒料)通过熔化和随后固化助熔剂2中的结合性硅酸盐在经烧结粒料中提供更多连接和更好质量的连接。该方法可以包括例如在磨机3中的细分步骤，用于将铬铁矿精矿进料1细分至70-90％低于74微米，优选80±2％低于74微米，更优选约80％低于74微米的颗粒尺寸分布。在该方法的添加步骤中，向铬铁矿精矿进料1添加得自黑色金属(包括铁合金)加工的渣料4形式的助熔剂2。助熔剂2的颗粒尺寸分布可以为80-100％，优选100％低于74μm(200目)。该方法可以在添加步骤之前包括例如通过在磨机3中研磨的细分步骤，用于对渣料4进行细分。在该方法的添加步骤中，另外可以向铬铁矿精矿进料1添加以下中的至少一种：(i)含碳材料6，例如焦炭，(ii)粉尘7和(iii)结合剂8，例如膨润土，例如钠活化的钙膨润土(betonite)，水基结合剂和/或有机结合剂。可能的结合剂8的目的是对由造粒进料12产生的粒料赋予足够的干和湿强度，使得粒料可以首先承受从用于形成粒料的器具例如造粒鼓或盘16到烧结器具例如钢带烧结炉19的转变，其中通过进行烧结制造经烧结粒料强化所述粒料，并且二次承受烧结器具中的干燥，加热，烧结，直到通过烧结达到期望的强度。与烧结中的铬铁矿精矿中的助熔剂和脉石矿物导致的强化效果相比，结合剂在所得经烧结粒料中的强化效果相当低。以重量百分比计，膨润土形式的结合剂8例如可以包含：sio2：30-80％al2o3：0-40％cao：0-20％mgo：0-20％na2o：0-20％k2o：0-20％fe2o3：0-20％tio2：0-20％挥发物：0-50％在该方法的添加步骤中，可以向铬铁矿精矿进料1添加一定量的含碳材料6，使得在所得造粒进料12中添加的含碳材料6的量以造粒进料12的重量百分比计为0.5％-3％。含碳材料6的颗粒分布优选为70-80％低于74μm，更优选75±2％低于74μm，例如75％低于74μm，且40-60％低于37微米，更优选55％低于37微米。在该方法的添加步骤中，可以添加一定量的粉尘7，使得在所得造粒进料中添加的粉尘7的量以造粒进料12的重量百分比计为3％-12％。粉尘7的颗粒分布优选为75-100％低于74μm。在该方法的添加步骤中，可以添加一定量的结合剂8，使得在所获得的造粒中添加的结合剂8的量以造粒进料12的重量百分比计为0.5-3％，优选0.75-2.5％，甚至更优选1.0-2.5％，例如1.5％。结合剂的颗粒分布优选为100％低于74μm。在该方法中，可以在添加步骤之前向助熔剂2添加得自黑色金属的加工的渣料4，使得以石灰石、白云石、石英或硅灰石的至少一种及其任何混合物的形式的助熔剂2和渣料4形式的助熔剂2在添加步骤之前至少部分地混合在一起。在图1和图3中示出了这些实施方案。在该方法中，可以在添加步骤中分别向铬铁矿精矿进料1添加石灰石、白云石、石英或硅灰石的至少一种及其任何混合物形式的助熔剂2和渣料4形式的助熔剂2。在图2和图4中示出这些实施方案。在该方法的添加步骤中，可以向铬铁矿矿石1添加以重量百分比计含有10％-100％，优选50％-100％，更优选75％-100％的得自黑色金属加工的渣料4的助熔剂2。还可在该方法的添加步骤中向铬铁矿精矿进料1添加将仅由得自黑色金属的加工的渣料4组成的助熔剂2。在该方法的添加步骤中，可以向铬铁矿精矿进料1添加一定量的助熔剂2，使得所得造粒进料12以重量百分比计含有1-10％，优选2-7％，更优选3％-6％，例如4％-5％的助熔剂2。在该方法的添加步骤中用作助熔剂2的得自黑色金属加工的渣料4以重量百分比计可以含有：cao：20-50％，优选35-45％sio2：20-50％，优选30-40％mgo：1-20％，优选5-15％al2o3：1-20％，优选5-15％tio2：0-50％，优选0-15％k2o：小于5％，优选小于1％na2o：小于5％，优选小于1％该方法可以用于从铬铁矿精矿5制造铬铁合金的方法，例如在wo2012/172174中公开的方法。接下来将更详细地描述制备用于造粒和烧结的铬铁矿精矿5的装置以及该方法的一些实施方案和变体。该装置包括用于提供铬铁矿精矿进料1的第一进料装置9和包含至少第一进料器具(未用附图标记标识)的第二进料装置10，其用于向铬铁矿矿石进料1添加助熔剂2以获得造粒进料12。该装置可以包括用于细分铬铁矿精矿进料1的磨机2。该装置可以包括用于减少铬铁矿精矿进料1的水分含量的干燥器具11。第二进料装置10的第一进料器具配置成向铬铁矿精矿进料1添加含有得自黑色金属加工的渣料4的助熔剂2。第二进料装置10还可以包括以下至少一种：用于向铬铁矿矿石进料1添加含碳材料6(例如焦炭)的第二进料器具(未用标记附图标记)，用于向铬铁矿矿石进料1添加粉尘7的第三进料器具(未用标记附图标记)，用于向铬铁矿矿石进料1添加结合剂8例如膨润土的第四进料器具(未用标记附图标记)。第二进料装置10的第一进料器具可以配置成向铬铁矿精矿进料1添加助熔剂2，所述助熔剂2以重量百分比计含有10-100％，优选50-100％，更优选75-100％的来源于黑色金属加工的渣料4。第二进料装置10的第一进料器具可以配置成向铬铁矿精矿进料1添加助熔剂2，使得获得的造粒进料12以重量百分比计含有1％-10％，优选2％-7％，更优选3％-6％，例如4％-5％的助熔剂2。第二进料装置10的第一进料器具可以配置成以得自黑色金属加工的渣料4的形式添加助熔剂2，其以重量百分比计含有：cao：20-50％，优选35-45％sio2：20-50％，优选30-40％mgo：1-20％，优选5-15％al2o3：1-20％，优选5-15％k2o：小于5％，优选小于1％na2o：小于5％，优选小于1％该装置可用于从铬铁矿精矿5制造铬铁合金的设备中，例如在公开物wo2012/172174中所述的设备中。图1和图3所示的设备包括浆料混合器13，其配置成混合从磨机3排出的铬铁矿精矿进料1。图1和图3所示的设备包括过滤器14，其配置成使铬铁矿精矿进料1脱水。图中所示的设备包括混合器15，其配置成混合由铬铁矿精矿进料1和助熔剂2形成的造粒进料14，该助熔剂2含有渣料4和任选的含碳材料6、粉尘7和结合剂8。图中所示的设备包括造粒鼓或盘16，其配置成造粒所述造粒进料14以形成粒料17。图中所示的设备包括辊筛18，其配置成确保仅将均匀尺寸的粒料作为均一粒料床供给到钢带烧结炉19的连续传送带，以形成粒料17的经烧结粒料20。附图中所示的设备包含第三进料装置21，用于将经烧结粒料21与添加剂诸如块状矿石、焦炭和石英一起进料到预热窑22，该预热窑22配置成在将经烧结粒料21装入熔炼炉23之前预热经烧结粒料21。从熔炼炉排出铬铁合金24。附图中所示的设备还包括用于清洁得自熔炼炉的气体的高压水洗涤器25。图3和图4所示的设备还包括燃烧器具25，其设置成从高压水洗涤器25接收一氧化碳(co)并燃烧一氧化碳(co)以产生用于干燥器具11的热能。接下来将更详细地描述包含铬铁矿精矿5和助熔剂2的造粒进料12以及造粒进料12的一些实施方案和变体。助熔剂2含有得自黑色金属的加工的渣料4。造粒进料12可另外含有以下至少一种：(i)含碳材料6如焦炭，(ii)粉尘7和(iii)结合剂8如膨润土。助熔剂2可以包含含有10-100重量％，优选50-100重量％，更优选75-100重量％的得自黑色金属加工的渣料4。造粒进料12可以含有1-10重量％，优选2-7重量％，更优选3-6重量％，例如4-5％的助熔剂2。以重量百分比计，得自黑色金属加工的渣料4可含有：cao：20-50％，优选35-45％sio2：20-50％，优选30-40％mgo：1-20％，优选5-15％al2o3：1-20％，优选5-15％k2o：小于5％，优选小于1％na2o：小于5％，优选小于1％实施例使用作为结合剂的膨润土和作为助熔剂的硅灰石、方解石、白云石和源自高炉的渣料，用测试材料c1和c2进行十二(12)次实验室测试。测试材料c1和c3具有以表1中提到的重量百分比计的组成。表1.铬铁矿的化学分析。组分铬铁矿c1铬铁矿c2(crtot)(30.5)(39.7)cr2o344.658.0(fetot)(15.8)(10.6)fe2o322.114.5feo0.40.6sio24.90.9al2o312.010.0mgo8.611.5cao<0.028<0.028挥发物,晶体水4.51.6渣料的重量百分比如下：-mgo：8.3％-al2o3：10.1％-sio2:35.9％-cao：40.9％在直径为400mm，深度为150mm的实验室盘上进行造粒。测量颗粒的水分含量、湿和干强度。在造粒中使用膨润土作为结合剂。造粒混合物由磨碎的铬铁矿精矿和硅灰石、石灰石和高炉渣料(作为助熔剂)组成。在双壳混合器中非常小心地混合造粒批料120分钟。将混合的批料手动进料到盘上。根据粒料的形成，用喷水瓶将该批次进行润湿。粒料的期望直径为12mm。根据粒料的特性添加助熔剂量。造粒后，测量湿和干粒料的直径和抗压强度。还测量了粒料的水分含量。烧结的目的是进行测试，用于实现经烧结粒料的令人满意的强度的，约200kg/粒料(直径12mm)。烧结在感应炉中的高铝坩埚(0.25升)中进行。烧结温度估计在1300-1450℃的范围内。将空气吹到坩埚中以实现氧化性烧结条件。根据通常实践，在测试期间测量装料的温度。将批料通过空气冷却，并取样进行分析。表2：测试结果：从表2可以看出，通过制备含有1重量％的膨润土(作为结合剂)和4-5重量％的由100％的渣料或者50％的渣料和50％的硅灰石组成的助熔剂的造粒进料，通过造粒所述造粒进料以获得粒料，且通过烧结粒料以获得经烧结粒料，结果是抗压强度f12mm大于200kg的经烧结粒料。对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本思想可以以各种方式实现。因此，本发明及其实施方案不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内变化。当前第1页12