本发明涉及炼铁技术领域，具体涉及一种制备高铁铝土矿球团的方法。
背景技术：
高铁铝土矿是指氧化铁的质量含量大于15％的铝土矿。我国高铁铝土矿资源丰富，矿床型式主要有沉积型、堆积型和红土型，主要分布在广西、云南、山西和河南等地。高铁铝土矿类型主要为一水硬铝石，并含有少量三水铝石。并且，嵌布粒度较细，矿物种类多，成分复杂，存在类质同像现象。高铁铝土矿粉粘度大，无需添加膨润土、水玻璃及其他有机粘结剂，造球过程母球成型困难且形状多不规则，需增加母球制备时间。
制备高铁铝土矿球团过程中，存在的核心问题之一为母球成型困难。高铁铝土矿粉在雾化喷水的条件下，形成母球所需的时间较长，导致造球效率较低。
技术实现要素：
本发明旨在结合高铁铝土矿的特点，在传统圆盘造粒工艺的基础上，针对高铁铝土矿造球过程中母球成型困难的问题，提出一种制备高铁铝土矿球团的方法。
本发明提供了一种制备高铁铝土矿球团的方法，包括步骤：
配矿：向高铁铝土矿矿粉中加入3～5wt％的氧化钙粉末、9.5～10.5wt％的石墨粉、6～8.5wt％的水分，得到混合物料。
造球：向圆盘造粒机中加入所述混合物料、高铁铝土矿颗粒、水，进行造球处理可得到生球。
干燥：将所述生球干燥，得到干燥后生球。
焙烧：所述干燥后生球焙烧，得到球团。
进一步的，所述高铁铝土矿颗粒的粒径为2～5㎜。
上述制备高铁铝土矿球团的方法中，所述高铁铝土矿颗粒为高铁铝土矿氧化球团、高铁铝土矿金属化球团、高铁铝土矿原矿中的一种。
进一步的，所述混合物料经造球-干燥-焙烧-球团破碎处理后，可得到所述高铁铝土矿氧化球团。
上述制备高铁铝土矿球团的方法中，在所述配矿步骤之前还包括步骤：将高铁铝土矿磨矿得到所述高铁铝土矿矿粉。
优选的，所述高铁铝土矿矿粉中，粒径≤74μm的矿粉质量占所述矿粉总质量的百分数≥65％。
上述制备高铁铝土矿球团的方法中，所述高铁铝土矿中的TFe＞20wt％。
上述制备高铁铝土矿球团的方法中，所述造球处理过程中，控制所述圆盘造粒机的转速为18～23r/min。
进一步的，所述干燥温度为100～110℃，干燥时间为2～2.5h。
进一步的，所述焙烧温度为1200～1400℃，焙烧时间为1～2h。
本发明提出的制备高铁铝土矿球团的方法中，选用一定粒径范围内的高铁铝土矿颗粒，作为本发明造球过程中的成球核心。有效的解决了高铁铝土矿造球过程中母球成型困难、造球时间长、效率低的问题。本发明的方法与传统方法制备的高铁铝土矿球团相比，其抗压强度更高，粉化率更低，可满足后序生产要求。
附图说明
图1(a)为本发明制备高铁铝土矿氧化球团的方法流程示意图。
图1(b)为本发明利用高铁铝土矿颗粒制备高铁铝土矿球团的方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明在传统圆盘造粒工艺的基础上，针对高铁铝土矿造球过程中母球成型困难、造球时间长、效率低的问题，提出了一种制备高铁铝土矿球团的方法。由图1(a)和图1(b)所示，该两个过程均包括磨矿过程和配矿过程。
磨矿：高铁铝土矿进行磨矿，得到矿粉。其中，粒径≤74μm的矿粉质量占矿粉总质量的百分数≥65％。
本发明选用的高铁铝土矿中，主要成分的含量为：TFe＞20wt％，Al2O3＞25wt％，SiO2＞4wt％。
配矿：向上述矿粉中加入3～5wt％的氧化钙粉末、9.5～10.5wt％的石墨粉以及6～8.5wt％的水，均匀混合得到混合物料。其中，本发明选用的石墨粉中，粒径≤74μm的石墨粉质量占石墨粉总质量的百分数≥80％。
本发明提出的方法中，包括两个阶段：
(一)制备高铁铝土矿颗粒
本发明实施例中，高铁铝土矿颗粒选用高铁铝土矿氧化球团。本发明制备高铁铝土矿氧化球团的方法流程示意图，如图1(a)所示。所示步骤为传统圆盘造粒工艺制备高铁铝土氧化球团的过程。
造球：取上述混合物料置于圆盘造粒机的圆盘内。调整圆盘倾角α为54°～60°，转速为18～23r/min。坚持“少量多次”原则、采用雾化喷水的方式向混合物料中加水。雾化喷水的同时向圆盘内连续加入混合物料。本步骤的操作有利于所得母球的成型长大，从而得到高铁铝土矿生球。所得生球中水分含量为6～8.5wt％。
干燥：将上述生球置于干燥箱中，在100～110℃的温度下，干燥2～2.5h。得到干燥后生球。本发明中，可选用任一可达到本发明干燥要求的装置，不局限于干燥箱。
焙烧：将干燥后生球置于马弗炉中。向马弗炉中通入氮气作为保护气体。干燥后生球在马弗炉中于1200～1400℃温度下焙烧1～2h，得到高铁铝土矿氧化球团。本发明中，可选用任一可达到本发明焙烧过程要求的焙烧装置，不局限于马弗炉。
球团破碎：将高铁铝土矿氧化球团破碎至粒径为2～5㎜。
本发明不限制高铁铝土矿氧化球团的制备方式，在其他实施例中，可采用其他方式制备复合第二阶段造球过程所需的高铁铝土矿氧化球团。
本发明所述的高铁铝土矿颗粒，在不同的技术方案中，还可选用高铁铝土矿金属化球团或高铁铝土矿原矿。
(二)制备高铁铝土矿球团
本发明中，将高铁铝土矿颗粒作为制备高铁铝土矿球团造球过程的成球核心，可节约母球成型阶段的时间，缩短造球过程，提高工作效率。该阶段的流程示意图如图1(b)所示。
造球：将高铁铝土矿颗粒置于圆盘造粒机的圆盘内。同时，向圆盘中添加配矿步骤得到的混合物料，作为本步骤造球的成球核心。调整圆盘造粒机的圆盘倾角α为54°～60°，转速为18～23r/min。坚持“少量多次”原则，采用雾化喷水的方式向圆盘内中加水，雾化喷水的同时向圆盘内连续加入混合物料。得到高铁铝土矿生球。
干燥：将得到的高铁铝土矿生球置于干燥箱中，在100～110℃的温度下，干燥2～2.5h。得到干燥后生球。本发明中，可选用任一可达到本发明干燥要求的装置，不局限于干燥箱。
焙烧：将干燥后生球置于马弗炉中。向马弗炉中通入氮气作为保护气体。干燥后生球在马弗炉中于1200～1400℃温度下焙烧1～2h，得到球团。本发明中，可选用任一可达到本发明焙烧过程要求的焙烧装置，不局限于马弗炉。
本发明中，第一阶段为传统工艺制备高铁铝土矿颗粒的过程。第二阶段是利用传统工艺制备的高铁铝土矿颗粒作为造球步骤中的成球核心。
实施例1
选用广西平果的高铁铝土矿，其中TFe含量为22.54wt％，Al2O3含量为44.76wt％，SiO2含量为7.32wt％。将高铁铝土矿磨细至粒径≤74μm的矿粉质量占矿粉总质量的百分数为66％。向矿粉中加入3wt％的氧化钙粉末、9.5wt％的石墨粉、6wt％的水分，均匀混合得到混合物料。
第一阶段中，圆盘倾角α为54°，转速为20r/min。干燥温度为100℃，干燥时间为2h。焙烧温度为1200℃，焙烧时间为1h。
将上述球团破碎后，筛选出粒径为4～5㎜的高铁铝土矿颗粒，用于第二阶段。
第二阶段中，圆盘倾角α为54°，转速为18r/min。干燥温度为100℃，干燥时间为2h。焙烧温度为1400℃，焙烧时间为2h。
本实施例中，分别测量了两个阶段生球干燥前后的落下强度、干燥后生球的粉化率、球团的抗压强度，测量结果如表1所示。
表1第一阶段和第二阶段制备的高铁铝土矿球团的性能对比
实施例2
选用广西平果的高铁铝土矿，其中TFe含量为22.54wt％，Al2O3含量为44.76wt％，SiO2含量为7.32wt％。将高铁铝土矿磨细至粒径≤74μm的矿粉质量占矿粉总质量的百分数为73％。向矿粉中加入5wt％的氧化钙粉末、10.5wt％的石墨粉8.5wt％的水分，均匀混合得到混合物料。
第一阶段中，圆盘倾角α为57°，转速为18r/min。干燥温度为105℃，干燥时间为2.5h。焙烧温度为1400℃，焙烧时间为2h。
将上述球团破碎后，筛选出粒径为3～4㎜的高铁铝土矿颗粒，用于第二阶段。
第二阶段中，圆盘倾角α为57°，转速为20r/min。干燥温度为105℃，干燥时间为2.5h。焙烧温度为1400℃，焙烧时间为1h。
本实施例中，分别测量了两个阶段生球干燥前后的落下强度、干燥后生球的粉化率、球团的抗压强度，测量结果如表2所示。
表2第一阶段和第二阶段制备的高铁铝土矿球团的性能对比
实施例3
选用广西平果的高铁铝土矿，其中TFe含量为22.54wt％，Al2O3含量为44.76wt％，SiO2含量为7.32wt％。将高铁铝土矿磨细至粒径≤74μm的矿粉质量占矿粉总质量的百分数为73％。向矿粉中加入4wt％的氧化钙粉末、10wt％的石墨粉、7wt％的水分，均匀混合得到混合物料。
第一阶段中，圆盘倾角α为60°，转速为23r/min。干燥温度为110℃，干燥时间为2.5h。焙烧温度为1400℃，焙烧时间为1.5h。
将上述球团破碎后，筛选出粒径为2～3㎜的高铁铝土矿颗粒，用于第二阶段。
第二阶段中，圆盘倾角α为60°，转速为23r/min。干燥温度为110℃，干燥时间为2h。焙烧温度为1200℃，焙烧时间为1.5h。
本实施例中，分别测量了两个阶段生球干燥前后的落下强度、干燥后生球的粉化率、球团的抗压强度，测量结果如表3所示。
表3第一阶段和第二阶段制备的高铁铝土矿球团的性能对比
由上述实施例可知，本发明的方法制备的高铁铝土矿球团具有更高的抗压强度，更能满足后序生产的要求。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。