一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法与流程

1.本技术涉及炼铁原料生产工艺技术领域，尤其涉及一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法。


背景技术：

2.炼铁生产过程主要为：将烧结矿、球团矿、块矿按照一定的比例作为铁元素的来源，加上焦炭、熔剂按照一定的比例，通过主皮带布到高炉中。在高炉中焦炭的燃烧产生热量作为热源，将铁矿冶炼还原出铁水。
3.但块矿石中含有硫，硫是钢铁中的有害元素，在钢水凝固过程中以fe-fes共晶形成凝固在晶体边界上，显著降低钢的塑性。虽然在炼铁炼钢过程中可以脱出大量的硫，但需要消耗大量脱硫剂，大大增加了生产成本。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法，以解决炼铁生产过程中脱除原料块矿中硫元素的生产成本过高的技术问题。
5.本技术实施例提供了一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法，所述方法包括：
6.将制备烧结矿的配料与待处理块矿混合，得到第一混合体系；
7.将所述第一混合体系进行烧结，得到预处理后的块矿；
8.其中，所述第一混合体系中待处理块矿的质量分数为5～10％；以质量分数计，预处理后的块矿中含硫率低于0.05％。
9.进一步地，以质量分数计，预处理后的块矿中含水率低于0.05％。
10.进一步地，以质量分数计，所述待处理块矿的含硫率0.1％～0.3％，和/或
11.所述待处理块矿的含水率大于3％。
12.进一步地，所述待处理块矿包括褐铁矿、菱铁矿等铁矿石。
13.进一步地，所述待处理块矿的粒度为6.3-31.5mm。
14.进一步地，所述制备烧结矿的配料包括：含铁矿粉、熔剂和燃料。
15.进一步地，所述制备烧结矿的配料的碱度为1.7～2.3。
16.进一步地，所述烧结的工艺参数包括：烧结温度为1200～1300℃，烧结时间为25～40min。
17.进一步地，将制备烧结矿的配料与待处理块矿混合，得到第一混合体系具体包括：
18.将制备烧结矿的配料与待处理块矿加水混合，后制粒，得到第一混合体系；或
19.将制备烧结矿的配料加水混合，后制粒，得到烧结矿料颗粒；
20.将所述烧结矿料颗粒与待处理块矿混合，得到第一混合体系。
21.进一步地，将所述第一混合体系进行烧结，得到预处理后的块矿具体包括：
22.将所述混合料进行烧结，后冷却，得到含有块矿和烧结矿的第二混合体系；
23.将所述第二混合体系进行筛分，得到预处理后的块矿。
24.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
25.本技术实施例提供的该方法，通过将块矿与烧结矿配料一起烧结，一方面，在烧结过程中，块矿中的以单质和硫化物形式存在的硫通常在氧化反应中脱除，还有以硫酸盐形式存在的硫则在分解反应中脱除，避免了后续大量脱硫剂的使用；另一方面，由于块矿在烧结过程中不会熔化，部分融合反应仅仅发生在块矿表面，控制待处理块矿加入量在5～10％，块矿在烧结过程中不会影响烧结矿配料的碱度。因此，在不影响烧结矿制备的同时，充分利用整个烧结矿制备过程中多余的热量，脱除了原料块矿中硫元素，大大降低了生产能耗。通过上述两点，本技术提供的块矿预处理方法大大降低了炼铁生产过程中脱除原料块矿中硫元素的生产成本。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法的流程示意图。
具体实施方式
29.下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
30.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
31.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
32.炼铁生产过程主要为：将烧结矿、球团矿、块矿按照一定的比例作为铁元素的来源，加上焦炭、熔剂按照一定的比例，通过主皮带布到高炉中。在高炉中焦炭的燃烧产生热量作为热源，将铁矿冶炼还原出铁水。
33.但块矿石中含有硫，硫是钢铁中的有害元素，在钢水凝固过程中以fe-fes共晶形成凝固在晶体边界上，显著降低钢的塑性。虽然在炼铁炼钢过程中可以脱出大量的硫，但需要消耗大量脱硫剂，大大增加了生产成本。
34.本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
35.本技术实施例提供了一种基于制备烧结矿的块矿预处理方法，所述方法包括：
36.将制备烧结矿的配料与待处理块矿混合，得到第一混合体系；
37.将所述第一混合体系自然偏析布料后进行烧结，得到预处理后的块矿；
38.其中，所述第一混合体系中待处理块矿的质量分数为5～10％；以质量分数计，预
处理后的块矿中含硫率低于0.05％。
39.烧结矿生产过程可以概括为：将制备烧结矿的配料(配料主要包括含铁矿粉、熔剂和燃料；还可以添加返矿等组分)配以适量水分，经过混合、制粒后铺到烧结机上，在下部风箱抽风作用下，料层表面点火并从上往下进行烧结的过程，料层中的燃料(无烟煤、焦炭)燃烧产生高温物料发生一系列的物理化学变化，最后变成烧结矿。
40.基于制备烧结矿的过程，本技术实施例提供的块矿预处理方法，通过将块矿与烧结矿配料一起烧结，一方面，在烧结过程中，块矿中的以单质和硫化物形式存在的硫通常在氧化反应中脱除，还有以硫酸盐形式存在的硫则在分解反应中脱除，避免了后续大量脱硫剂的使用；另一方面，由于块矿在烧结过程中不会熔化，部分融合反应仅仅发生在块矿表面，控制待处理块矿加入量在5～10％，块矿在烧结过程中不会影响烧结矿配料的碱度。因此，在不影响烧结矿制备的同时，充分利用整个烧结矿制备过程中多余的热量，脱除了原料块矿中硫元素和水分，大大降低了后续高炉中高价值焦炭的能耗。通过上述两点，本技术提供的块矿预处理方法大大降低了炼铁生产过程中脱除原料块矿中硫元素的生产成本。
41.作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，预处理后的块矿中含水率低于0.05％。
42.本技术实施例提供的块矿预处理方法，通过将块矿与烧结矿配料一起烧结，在脱除原料块矿中硫元素的同时，消除块矿中含有的水分和结晶水，使得预处理后的块矿中含水率低于0.05％，有效避免了高炉炼铁中块矿的热爆裂现象，提高了块矿的的高温冶金性能。
43.作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述待处理块矿的含硫率0.1％～0.3％，和/或
44.所述待处理块矿的含水率大于3％。
45.本技术实施例提供的块矿预处理方法，可同时消除高含硫量、高含水量或高含硫且高含水量块矿中水分和硫元素，从而大大降低了块矿对高炉炼铁的不利影响。
46.作为本发明实施例的一种实施方式，所述待处理块矿包括褐铁矿、菱铁矿等铁矿石。
47.褐铁矿、菱铁矿等铁矿石，其含有硫和一定量的结晶水。其中，硫是钢铁中的有害元素，在钢水凝固过程中以fe-fes共晶形成凝固在晶体边界上，显著降低钢的塑性。虽然在炼铁炼钢过程中可以脱出大量的硫，但需要消耗大量脱硫剂，提高生产成本，降低设备生产效率。高炉冶炼过程中结晶水分解产生水分对炉况有影响，如产生热爆裂现象。结晶水分解过程中需要的热量来源于焦炭燃烧所产生，不利于碳排放。通过本技术实施例提供的块矿预处理方法，可有效避免上述问题。
48.作为本发明实施例的一种实施方式，所述待处理块矿的粒度为6.3-31.5mm。
49.控制待处理块矿的粒度为6.3-31.5mm的原因是粒度过小，待处理块矿发送表面部分融合会对烧结矿配料的碱度造成一定影响，影响烧结矿的制备；粒度过大均会一定程度上降低对待处理块矿脱硫效果。
50.作为本发明实施例的一种实施方式，所述制备烧结矿的配料包括：含铁矿粉、熔剂和燃料。
51.采用常规的烧结矿的配料，如可采用如现有技术(中国专利201610878484.9)中所
公开的配料组分等，或根据生产实际需要确定好碱度中心值和配矿品种，计算各配料的用量，然后与块矿混合进行烧结，在不影响烧结矿制备的同时，充分利用整个烧结矿制备过程中多余的热量，脱除了原料块矿中硫元素或水分。在一些具体的实施例中，熔剂可选自石灰石、白云石粉、生石灰和其他合适的熔剂中的一种或几种；燃料可选自无烟煤、焦炭和其他合适燃料中的一种或几种；烧结矿的配料还可包括：高炉返矿(高炉返矿指未完全烧好的烧结矿)。
52.作为本发明实施例的一种实施方式，所述制备烧结矿的配料的碱度为1.7～2.3。
53.控制制备烧结矿的配料的碱度为1.7～2.3的原因是此碱度范围是正常生产时烧结矿产品质量的范围。
54.作为本发明实施例的一种实施方式，所述烧结的工艺参数包括：烧结温度为1200～1300℃，烧结时间为25-40min。
55.申请人在烧结实验中发现沿着烧结料层的高度方向呈现出清晰的分层，依次为烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、过湿带、原始料层带；干燥预热带主要特征是含水量低于原始物料，部分结晶水开始析出；温度区间在100～700℃之间，燃烧带主要特征是燃料燃烧，碳酸盐分解，铁锰氧化物开始氧化、热分解，硫化物的脱硫和低熔点矿物生产和融化，固-固反应及熔融，分子水、结晶水完全消失；温度区间在700～1200℃，最高温度可以达到1250～1400℃。燃烧带其厚度一般为20-40mm，并以15～30mm/min的速度向下移动。因此，控制烧结温度为1200～1300℃，烧结时间为25-40min。
56.作为本发明实施例的一种实施方式，将制备烧结矿的配料与待处理块矿混合，得到第一混合体系具体包括：
57.将制备烧结矿的配料与待处理块矿加水混合，后制粒，得到第一混合体系；或
58.将制备烧结矿的配料加水混合，后制粒，得到烧结矿料颗粒；
59.将所述烧结矿料颗粒与待处理块矿混合，得到第一混合体系。
60.本技术实施例中，可将制备烧结矿的配料与待处理块矿加水混合，后制粒，得到第一混合体系，配合后续烧结工艺，得到含有烧结矿和处理后块矿的第二混合体系可直接进入后续的炼铁工艺；或者将制备烧结矿的配料加水混合，后制粒，得到烧结矿料颗粒，再将烧结矿料颗粒与待处理块矿混合，配合后续的烧结和筛分工艺，可将得到预处理后的块矿直接入炉使用。
61.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
62.实施例1
63.本例提供一种基于制备烧结矿的块矿(具体为澳块，属于褐铁矿(mfe2o3·
nh2o),以质量分数计，其理论含铁量为59.8％，含硫率为0.2％，含水率为5.2％，粒度为6.3-31.5mm预处理方法，如图1所示，包括：
64.将制备烧结矿的配料与待处理块矿混合，得到第一混合体系；
65.将所述第一混合体系进行烧结，得到预处理后的块矿；
66.其中，以质量分数计，制备烧结矿的配料的碱度中心值1.85倍，具体包括：铁料混
匀粉62％，高炉返矿22％，煤粉3.8％，石灰石4.3％，白云石4.4％，生石灰3.5％；第一混合体系中待处理块矿的质量分数为8％；烧结的工艺参数包括：烧结温度为1250℃，烧结时间为35分钟。
67.以质量分数计，本例所得预处理后的块矿中含硫率为0.03％，含水率低于0.05％。
68.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。