一种提高铁精矿球团产量的成形方法及铁精矿的加工方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，且特别涉及一种提高铁精矿球团产量的成形方法及铁精矿的加工方法。

背景技术

球团法是一个将粉状物料在加水的条件下在专门的造球设备上经滚动而成球，然后经焙烧固结的造块方法，所得到的产品即为球团矿。随着现代高炉炼铁对精料要求越来越严格，以及钢铁冶炼短流程的兴起。球团矿在钢铁工业中的作用也越来越重要，球团矿的性价比高于烧结矿及块矿，且提高球团矿比例更有利于高炉炉矿的顺行。

因此，球团提产是保障高炉炉料结构稳定的基础。但是，现有的工艺存在着球团产量低的问题，且不能保障球团的抗压强度，成品球团的粉化问题严重。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，旨在提升球团的产量。

本发明的另一目的在于提供一种铁精矿的加工方法，其能够显著提升球团矿产量。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种提高铁精矿球团产量的成形方法，包括如下步骤：

将铁精矿、膨润土和除尘灰混合后加水进行造球，然后筛分出粒径为8-16mm的生球，生球的含水量为7.5-8.5％；

将生球以160-180mm的料层厚度进行布料后依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温，并在950-1000℃的温度条件下进行焙烧；

将焙烧后的球团进行冷却处理；

其中，在造球之前混合原料的粒径为150-250目，在造球中链篦机的机速为3-3.5m/min；

铁精矿、膨润土和除尘灰的质量比为100:1.30-1.50:0.2-0.8，铁精矿中的硫含量小于0.5％。

本发明还提出一种铁精矿的加工方法，包括上述提高铁精矿球团产量的成形方法。

本发明实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法的有益效果是：其通过将铁精矿、膨润土和除尘灰混合后进行造球，并筛分出符合要求的生球，通过控制生球含水量调控造球中加水量；布料后经过四段预热后再焙烧，最后冷却得到成品。通过控制生球的含水量为7.5-8.5％来调控加水用量；通过调控原料粒径，铁精矿的含硫量和链篦机的机速，在保证成球品质的前提下增加了球团的产量，提升了经济效益。本发明还提供了一种铁精矿的加工方法，其包括上述提高铁精矿球团产量的成形方法，同样能够在球团生产过程中提高球团产量，促进经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的提高铁精矿球团产量的成形方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的提高铁精矿球团产量的成形方法及铁精矿的加工方法进行具体说明。

本发明实施例提供的一种提高铁精矿球团产量的成形方法，请结合图1，其包括如下步骤：

s1、混合造粒

将铁精矿、膨润土和除尘灰混合后加水进行造球，然后筛分出粒径为8-16mm的生球。造球过程采用一般的造球机，通过两次筛分，筛分出粒径在8-16mm的生球，便于用于后续的加工过程。

具体地，生球筛上部间隙为8-9mm，下部间隙为15-16mm，在运行过程中需要经常检测，发现间隙因磨损变大或其他不合格现象时，立即进行更换生球筛，使得合格粒径的生球能有效进入皮带，进入链篦机降低返料率。

在造球过程中需要加入水，具体需要根据生球中的含水量进行加水量的调节，需要生球的含水量为7.5-8.5％，含水量在此范围内使生球中的水分含量较为适中，在后续的干燥和焙烧过程中不容易爆裂，保证了成球率。

在造球之前混合原料的粒径为150-250目，在造球中链篦机的机速为3-3.5m/min，其波动不超过0.15m/min。原料的粒径较细有利于快速成团，配合链篦机的机速有利于平稳运行。

具体地，三种原料的配比对于球团的成团效果和产量具有一定影响，铁精矿、膨润土和除尘灰的质量比为100:1.30-1.50:0.2-0.8，优选地，铁精矿、膨润土和除尘灰的质量比为100:1.35-1.45:0.3-0.5。三种原料的用量控制在上述范围内能够保证成团的黏合效果，最终保证球团的抗压强度更佳。铁精矿是主料，膨润土的加入主要是提升成型效果，提高物料间的黏合强度使生球更加紧密圆滑，除灰尘的加入有利于降低干返率。相比于传统工艺膨润土的用量增加0.1-0.2％，增加了原料的亲水性，保证成球球团的圆滑度和力学强度。若超出上述范围容易出现成团效果不好，黏结强度不够等问题。

为了保证球团的成球品质，铁精矿中的硫含量需要精确控制。发明人发现铁精矿中的硫含量小于0.5％时，得到的球团的综合性能更好，有利于后续工序的利用。

具体地，铁精矿在与膨润土和除尘灰混合之前，进行脱硫处理。脱硫处理过程包括将铁精矿和混合脱除剂混合后，调节ph至6.5-7，再混浮分离；混合脱除剂包括盐酸、黄药和油酸，且盐酸、黄药和油酸的质量比为1:2-3:1.5-3，混合脱除剂的用量为每吨铁精矿加入1-1.5kg。混合脱除剂为发明人经过不断探索研究发现，在降低成本的前提下提升脱除效果。脱除剂的配比和用量需要进行调控，用量过大容易引入杂质，影响球团的品质；用量过小达不到脱除效果。混合脱除剂中的三种物料的配比也需要进行控制，如盐酸的用量过大影响后续ph的调控试剂的用量，还会降低脱硫的效果。

为了避免成品球团的粉化问题，将铁精矿、膨润土和除尘灰混合后进行造球之前，在造球原料中加入混合酸溶液，并搅拌均匀。混合酸需要在将三种物料混合后再加入，混合酸的整体用量较少，大致为占铁精矿的质量分数为0.3-2％，优选为0.5-1％。发明人通过不断探索，发现混合酸的加入有利于减轻球团粉化的问题，单独任意一种酸均不能达到降低球团粉化的问题，或者降低效果不明显，有部分常见酸的使用虽然能使球团粉化有所改善，但是球团容易出现爆裂现象，且球团的强度有所降低。

混合酸的选材是改善粉化问题的重要因素，混合酸溶液包括稀硫酸、柠檬酸和酒石酸。三种酸的比例需要进行严格控制，稀硫酸、柠檬酸和酒石酸的摩尔比为1:1.5-2.5:3-4。发明人发现，采用这三种酸且用量控制在上述范围内能够显著改善球团粉化现象，并且在成型后的抗压强度也十分理想。

需要补充的是，在造球过程中滴水点距离物料30-40cm，单个造球盘的给料量为70t/h，成球时间为15min。此外，在造球过程中的造球盘为圆形，造球盘上的刮刀在中心位置。

在一些实施例中，除尘灰来自抽风干燥段、预热一段和预热二段的除尘，在其他实施例中也可以另外添加。

s2、多段预热

将生球以160-180mm的料层厚度进行布料后依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温。布料中还经过布料筛的筛分，与生球筛的尺寸大致相同。经过多步的预热过程使生球缓慢升温，不容易产生内外球层的温度差，在焙烧过程中不容易发生裂缝的现象，提升了成球产量。

具体地，鼓风干燥段的烟罩温度为40-80℃，风箱温度为180-210℃；抽风干燥段的烟罩温度为250-450℃，风箱温度为80-160℃；预热一段的烟罩温度为500-800℃，风箱温度为250-350℃；预热二段的烟罩温度为850-1000℃，风箱温度为400-450℃。

需要指出的是，烟罩温度是指料层以上的温度，风箱温度是指料层以下的温度。通过多段预热的过程再进行焙烧能够降低焙烧过程中产生开裂现象，保证成型效果。发明人发现，分四段进行预热能够在保证生产效率的前提下提升焙烧后球团的品质，各段的温度控制在上述范围内成型效果和球团的品质均十分理想。

为了提高原料的利用率，将生球筛分出的粒径大于16mm或小于8mm的球团返回造球装置中重新造球；将生球布料中粒径小于8mm的球团返回造球装置中重新造球。将筛分出的不符合规格的球团返回造粒机中重新造粒，避免了原料的浪费。

s3、焙烧

具体地，在950-1000℃的温度条件下进行焙烧，以焦炉煤气提供热源，可以在链篦机中进行。焙烧过程主要是温度的控制，焙烧温度过高成型效果不好，容易出现开裂现象，焙烧温度过低最终球团的抗压强度也不能满足要求。在有利于提高产量的前提下，控制焙烧温度在950-1000℃为宜。

s4、多段冷却

将焙烧后的球团进行冷却处理，冷却处理后即得到球团成品，输送至下一工序。冷却处理过程包括冷却一段、冷却二段、冷却三段和冷却四段；冷却一段的温度为800-950℃，冷却二段的温度为500-700℃，冷却三段的温度为250-450℃，冷却四段的温度为100-120℃。分为多段冷却处理主要是由于焙烧温度在1000℃左右，进行迅速降温后不利于保持成型效果，很容易出现球团的内外受热不均，也容易出现抗压强度不满足要求的问题。

需要补充的是，采用本发明实施例中的提高铁精矿球团产量的成形方法进行球团的加工能够显著提升球团的产量，可以达到6300t/d。在改进前的工艺过程中，采用相同的设备球团的产量仅为5000t/d。

本发明实施例还提供了一种铁精矿的加工方法，包括提高铁精矿球团产量的成形方法，其同样能够在铁精矿球团的加工过程中提升球团的产量，增加经济效益。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其包括以下步骤：

首先，将铁精矿进行脱硫处理；脱硫处理的步骤包括将铁精矿和用量为1kg/t的混合脱除剂混合后，调节ph至6.5，再混浮分离得到铁精矿原料；其中，混合脱除剂包括质量比为1:2:1.5的盐酸、黄药和油酸。

其次，将质量比为100:1.3:0.2的铁精矿、膨润土和除尘灰混合后粉碎至150目，加入链篦机中进行造粒，然后筛分出粒径为8-16mm的生球，并通过调节加水量保持生球的含水量为7.5％。将生球进行布料，布料的料层厚度为160mm，机速控制在3m/min，机器波动不超过0.15m/min。将生球筛分出的粒径大于16mm或小于8mm的球团返回造球装置中重新造球，并且将生球布料中粒径小于8mm的球团返回造球装置中重新造球。

再次，将生球依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温，并在950℃的温度条件下进行焙烧。其中，鼓风干燥段的烟罩温度为40℃，风箱温度为180℃；抽风干燥段的烟罩温度为250℃，风箱温度为80℃；预热一段的烟罩温度为500℃，风箱温度为250℃；预热二段的烟罩温度为850℃，风箱温度为400℃。

最后，将焙烧后的球团进行冷却处理，冷却至150度以下，即得球团成品。

实施例2

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其包括以下步骤：

首先，将铁精矿进行脱硫处理；脱硫处理的步骤包括将铁精矿和用量为1.5kg/t的混合脱除剂混合后，调节ph至7，再混浮分离得到铁精矿原料；其中，混合脱除剂包括质量比为1:3:3的盐酸、黄药和油酸。

其次，将质量比为100:1.5:0.8的铁精矿、膨润土和除尘灰混合后粉碎至250目，加入链篦机中进行造粒，然后筛分出粒径为8-16mm的生球，并通过调节加水量保持生球的含水量为8.5％。将生球进行布料，布料的料层厚度为180mm，机速控制在3.5m/min，机器波动不超过0.15m/min。将生球筛分出的粒径大于16mm或小于8mm的球团返回造球装置中重新造球，并且将生球布料中粒径小于8mm的球团返回造球装置中重新造球。

再次，将生球依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温，并在1000℃的温度条件下进行焙烧。其中，鼓风干燥段的烟罩温度为80℃，风箱温度为210℃；抽风干燥段的烟罩温度为450℃，风箱温度为160℃；预热一段的烟罩温度为800℃，风箱温度为350℃；预热二段的烟罩温度为1000℃，风箱温度为450℃。

最后，将焙烧后的球团进行冷却处理，冷却至150度以下，即得球团成品；其中，冷却处理过程包括冷却一段、冷却二段、冷却三段和冷却四段；冷却一段的温度为800℃，冷却二段的温度为500℃，冷却三段的温度为250℃，冷却四段的温度为100℃。

实施例3

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其包括以下步骤：

首先，将铁精矿进行脱硫处理；脱硫处理的步骤包括将铁精矿和用量为1.25kg/t的混合脱除剂混合后，调节ph至6.8，再混浮分离得到铁精矿原料；其中，混合脱除剂包括质量比为1:2.5:2的盐酸、黄药和油酸。

其次，将质量比为100:1.35:0.3的铁精矿、膨润土和除尘灰混合后粉碎至200目，加入链篦机中进行造粒，然后筛分出粒径为8-16mm的生球，并通过调节加水量保持生球的含水量为8％。将生球进行布料，布料的料层厚度为170mm，机速控制在3.3m/min，机器波动不超过0.15m/min。将生球筛分出的粒径大于16mm或小于8mm的球团返回造球装置中重新造球，并且将生球布料中粒径小于8mm的球团返回造球装置中重新造球。

再次，将生球依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温，并在980℃的温度条件下进行焙烧。其中，鼓风干燥段的烟罩温度为60℃，风箱温度为200℃；抽风干燥段的烟罩温度为300℃，风箱温度为120℃；预热一段的烟罩温度为600℃，风箱温度为300℃；预热二段的烟罩温度为900℃，风箱温度为425℃。

最后，将焙烧后的球团进行冷却处理，冷却至150度以下，即得球团成品；其中，冷却处理过程包括冷却一段、冷却二段、冷却三段和冷却四段；冷却一段的温度为950℃，冷却二段的温度为700℃，冷却三段的温度为450℃，冷却四段的温度为120℃。

实施例4

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其包括以下步骤：

首先，将铁精矿进行脱硫处理；脱硫处理的步骤包括将铁精矿和用量为1.25kg/t的混合脱除剂混合后，调节ph至6.8，再混浮分离得到铁精矿原料；其中，混合脱除剂包括质量比为1:2.5:2的盐酸、黄药和油酸。

其次，将质量比为100:1.45:0.5的铁精矿、膨润土和除尘灰混合后粉碎至200目，加入链篦机中进行造粒，然后筛分出粒径为8-16mm的生球，并通过调节加水量保持生球的含水量为8％。将生球进行布料，布料的料层厚度为170mm，机速控制在3.3m/min，机器波动不超过0.15m/min。将生球筛分出的粒径大于16mm或小于8mm的球团返回造球装置中重新造球，并且将生球布料中粒径小于8mm的球团返回造球装置中重新造球。

再次，将生球依次经过鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段的进行升温，并在980℃的温度条件下进行焙烧。其中，鼓风干燥段的烟罩温度为60℃，风箱温度为200℃；抽风干燥段的烟罩温度为300℃，风箱温度为120℃；预热一段的烟罩温度为600℃，风箱温度为300℃；预热二段的烟罩温度为900℃，风箱温度为425℃。

最后，将焙烧后的球团进行冷却处理，冷却至150度以下，即得球团成品；其中，冷却处理过程包括冷却一段、冷却二段、冷却三段和冷却四段；冷却一段的温度为900℃，冷却二段的温度为600℃，冷却三段的温度为350℃，冷却四段的温度为100℃。

实施例5

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其具体步骤与实施例4中的步骤大致相同，不同之处均在于：铁精矿、膨润土和除尘灰混合后进行造球之前，在造球原料中加入混合酸溶液，并搅拌均匀；混合酸溶液包括摩尔比为1:1.5:3的稀硫酸、柠檬酸和酒石酸，其中稀硫酸、柠檬酸和酒石酸的浓度均为2mol/l，且混合酸和铁精矿的质量比为2:100。

实施例6

本实施例提供一种提高铁精矿球团产量的成形方法，其具体步骤与实施例4中的步骤大致相同，不同之处均在于：铁精矿、膨润土和除尘灰混合后进行造球之前，在造球原料中加入混合酸溶液，并搅拌均匀；混合酸溶液包括摩尔比为1:2.5:4的稀硫酸、柠檬酸和酒石酸，其中稀硫酸、柠檬酸和酒石酸的浓度均为2mol/l，且混合酸和铁精矿的质量比为2:100。

对比例1

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：铁精矿、膨润土和除尘灰的质量比为100:1.6:0.9。

对比例2

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：铁精矿不进行脱硫处理，作为原料的铁精矿的含硫量大致为1％。

对比例3

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：预热过程不分段进行，直接在800-900℃的温度条件下进行预热。

对比例4

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：在混合酸中稀硫酸、柠檬酸和酒石酸的摩尔比为1:1:1。

对比例5

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：在混合酸中稀硫酸、柠檬酸和酒石酸的摩尔比为1:3:5。

对比例6

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：加入的酸中仅包括柠檬酸，其用量和实施例6中的混合酸的整体用量相同。

对比例7

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：加入的酸中仅包括酒石酸，其用量和实施例6中的混合酸的整体用量相同。

对比例8

本对比例提供了一种铁精矿球团的成形方法，其具体步骤与实施例6中的步骤大致相同，不同之处均在于：加入的酸中仅包括稀硫酸，其用量和实施例6中的混合酸的整体用量相同。

试验例1

分别测试实施例1-6以及对比例1-8中的球团产量、抗压强度和粉化率。

(1)测试单日的产量，实施例1-6中的单日产量分别为6250t/d、6300t/d、6280t/d、6325t/d、6290t/d、6310t/d；对比例1-8中的单日产量分别为6150t/d、5930t/d、5320t/d、6310t/d、6290t/d、6300t/d、6280t/d、6290t/d。

由此可见，三种原料的配比、脱硫处理以及预热过程均对球团的产量产生较大影响。发明人认为三种原料的配比主要是由于膨润土的用量过高后会使球团的最终强度有所影响，在焙烧过程中不合格品产生的概率更高，影响了最终产量。

(2)采用常规的方法测定生团的抗压强度以及成品球团的抗压强度。测定结果见表1。

表1球团的抗压强度测试结果

由表1可知，本发明实施例提供的球团的成形方法中对提升成品球团的抗压强度作用十分明显，其中混合酸的加入对于提升球团的抗压强度具有一定作用，且其选材和用量均影响较大。

(3)粉化率采用常规的方法进行测定(gb/t13242-1991)测定粒径大于6.3mm的球团矿的还原粉化率(筛分出大于6.3mm的球团，测定筛得的球团质量与转鼓前试样总质量的质量之比)。实施例1-6中的粉化率分别为21％、19％、17％、19％、6％、7％；对比例1-8中的粉化率分别为13％、12％、15％、18％、16％、16％、18％、15％。

可知，本发明实施例给出的球团成形方法还原粉化率均较低，加入混合酸对于降低还原粉化率作用十分明显，且混合酸的选材和配比对于粉化率的降低具有十分显著的作用，混合酸需要选择本发明中提供的配方才能保证处理后球团的粉化率控制在较低范围内。

综上所述，本发明提供的一种提高铁精矿球团产量的成形方法的有益效果是：其通过将铁精矿、膨润土和除尘灰混合后进行造球，并筛分出符合要求的生球，通过控制生球含水量调控造球中加水量；布料后经过四段预热后再焙烧，最后冷却得到成品。通过控制生球的含水量为7.5-8.5％来调控加水用量；通过调控原料粒径，铁精矿的含硫量和链篦机的机速，在保证成球品质的前提下增加了球团的产量，提升了经济效益。

本发明还提供了一种铁精矿的加工方法，其包括上述提高铁精矿球团产量的成形方法，同样能够在球团生产过程中提高球团产量，促进经济效益。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。