专利名称：一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤及制造方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金，特别涉及一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤及制造方法。
背景技术：
为了减少物料输送、转运和使用过程中的粉尘排放，现有的钢铁厂一般都配有大型的除尘装置。钢铁厂中除尘装置回收的粉尘主要有两大类，一类是含碳的除尘粉，如除尘煤粉和除尘焦粉，另一类是含铁的除尘粉，即除尘矿粉。钢铁厂希望这些除尘粉回收后能够重新利用，一方面节约资源，另一方面也保护了环境。含碳除尘粉回收后常用的利用方式包括高炉喷煤，或者用于炼焦。但由于除尘粉的成分不稳定，灰分较高，品质较差，大量使用会影响喷吹效果和焦炭质量。含铁除尘粉通常可以返回烧结利用，但由于除尘粉的粒度非常细，影响烧结透气性，使用量受到限制。上述的利用途径都无法做到一套装置既可以处理含碳除尘粉又可以处理含铁除尘粉。随着熔融还原炼铁技术的出现，为钢铁厂粉尘的回收利用提供了新的途径。例如，中国专利CN1596^3A公开了一种采用粉煤、钢铁厂粉尘(含铁或含碳)或淤泥、粘结剂生产型煤，并将该型煤用于铁水冶炼的方法。在该方法中，粉尘或淤泥的比例不超过总物料的50%，其余为粉煤。以总物料量为100，粘结剂用量为5 20(重量份)，硬化剂用量为5(重量份)。所采用的粘结剂为糖蜜，硬化剂为生石灰。该发明的优点是型煤冷强度较好，但工艺过程复杂，硬化剂和粘结剂要分二次添加，原料要经过二次混合。添加硬化剂后要让混合物料老化2分钟 2小时后才能添加粘结剂，生产流程长，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤及制造方法，同时回收含铁除尘粉和含碳除尘粉，生产流程简捷，型煤质量优良，生产的型煤可用于熔融还原工艺冶炼铁水。为达到上述目的，本发明的的技术方案是一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤，其成分配比为配合料，100重量份；配合料包括，不超过30%重量份的除尘粉和不少于70%重量份、粒度3mm以下的煤粉混合而成；复合粘结剂，外加剂，5 15重量份；复合粘结剂为0. 5 5. 0%的水溶液，其中，羧甲基纤维素占0.3 3%，羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素，或乙基纤维素占0.2 2%，以重量百分比计。进一步，煤粉的挥发份Vdaf在10 37%之间，或为一种以上挥发份Vdaf在10 37 %之间的不同煤种的配合煤。本发明的回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤的制造方法，其包括如下步骤
1)将不超过30%重量份的除尘粉与不少于70%重量份的3mm以下煤粉混合得到配合料；所用煤粉的挥发份Vdaf在10 37%之间，可以为单种煤或一种以上挥发份Vdaf在 10 37%之间不同煤种的配合煤；2)将羧甲基纤维素与羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素、或乙基纤维素复配成0. 5 5. 0%的水溶液，该水溶液将作为成型所用的复合粘结剂；在该水溶液中，羧甲基纤维素占0. 3 3%，羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素、或乙基纤维素占0. 2 2%，以重量百分比计；3)将每100重量份步骤(1)得到的配合料与5 15重量份步骤(2)得到的复合粘结剂混合搅拌均勻；4)将步骤(3)的搅拌混合物用对辊成型机成型，得到型煤产品。进一步，除尘粉包括钢铁厂铁矿石和煤处理工序干法除尘器所收集到的含铁除尘粉和含碳除尘粉。本发明得到的型煤可用于熔融还原冶炼工艺冶炼铁水，含有除尘粉的型煤使用比例不超过熔融还原冶炼工艺总燃料用量的30%。本发明的有益效果1、无需添加无机硬化剂(如生石灰、消石灰等)，不会增加型煤的灰分，型煤品质好。2、不使用无机硬化剂，复合粘结剂可以一次加入煤中，粘结剂和煤粉只要通过一次搅拌后即可压制成型煤，工艺过程更简单，节省设备投资。3、将含铁除尘粉与煤粉共同压球为铁的直接还原创造了更好的反应条件。传统的熔融还原冶炼工艺中，型煤中的碳元素先与氧气反应生成CO，CO再将铁矿石还原成金属铁，这一反应过程被称为铁矿石的间接还原。而将含铁除尘粉与煤粉共同压球后，煤粉与含铁矿粉充分、紧密地接触，煤粉中的碳可以直接与铁矿石反应生成金属铁，此即为铁矿石的直接还原。间接还原生成的气体产物是CO2,直接还原生成的气体产物是CO。所以，含铁除尘矿粉与煤粉共同压球后改变了型煤在冶炼铁水过程中的反应形为，直接还原生成的CO 可以进一步再通过间接还原反应将铁矿石还原，从总体上提高了碳元素的利用率。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1参见图1，首先，将10%重量份的含铁除尘粉与90%重量份粒度小于3mm、挥发份 (Vdaf)为35%的煤粉配合，得到成型所需要的固体配合料。同时，制备成型所需要的液体复合粘结剂。复合粘结剂由羧甲基纤维素CMC450和羟丙基甲基纤维素HPMC复配而成。首先将CMC450和HPMC分别制成浓度为的水溶液， (以重量百分比计)然后将两种溶液按11配合成复合粘结剂。其次，每100重量份的固体配合料与15重量份的复合粘结剂混合并搅拌均勻，然后通过成型机制成型煤。经测试，成型4小时后型煤的抗碎性为86. 8%。采用落下强度作为衡量型煤质量的指标。测试时每组取2kg型煤从2米高处自由摔落到IOmm厚钢板上，共落下4次，然后筛分大于18mm颗粒的比例，以此表示型煤的抗碎性。实施例2首先将30%重量份的含碳除尘粉与70%重量份粒度小于3mm、挥发份(Vdaf)为的煤粉配合，得到成型所需要的固体配合料。同时，制备成型所需要的液体复合粘结剂。复合粘结剂为含羧甲基纤维素CMC450 和羟乙基甲基纤维素的水溶液，制备时先在水中加入CMC450，使CMC450的浓度达到2%;再加入羟乙基甲基纤维素，使羟乙基甲基纤维素的浓度达到1%。其次，每100重量份的固体配合料与5重量份的复合粘结剂混合并搅拌均勻，然后通过成型机制成型煤。经测试，成型2小时后型煤的抗碎性为81. 5%。实施例3首先将10%重量份的含铁除尘粉、10%重量份的含碳除尘粉、40%重量份挥发份为35% (粒度小于3mm)的煤粉和40%重量份挥发份为(粒度小于3mm)的煤粉配合在一起，得到成型所需要的固体配合料。同时，制备成型所需要的液体复合粘结剂。复合粘结剂为含羧甲基纤维素CMC450 和乙基纤维素的水溶液，制备时先在水中加入CMC450，使CMC450的浓度达到3% ；再加入乙基纤维素，使乙基纤维素的浓度达到2%。其次，每100重量份的固体配合料与10重量份的复合粘结剂混合并搅拌均勻，然后通过成型机制成型煤。经测试，成型2小时后型煤的抗碎性为88. 9%。实施例4首先将20%重量份的含铁除尘粉、60%重量份挥发份Vdaf为35% (粒度小于3mm) 的煤粉和20%重量份挥发份为(粒度小于3mm)的煤粉配合在一起，得到成型所需要的固体配合料。同时，制备成型所需要的液体复合粘结剂。复合粘结剂为含羧甲基纤维素CMC450 和羟丙基甲基纤维素HPMC的水溶液，制备时先在水中加入CMC450，使CMC450的浓度达到 1 % ；再加入羟丙基甲基纤维素HPMC，使羟丙基甲基纤维素HPMC的浓度达到2%。其次，每100重量份的固体配合料与7重量份的复合粘结剂混合并搅拌均勻，然后通过成型机制成型煤。经测试，成型4小时后型煤的抗碎性为84. 7%。
权利要求
1.一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤，其成分配比为配合料，100重量份；配合料包括，不超过30%重量份的除尘粉和不少于70%重量份、 粒度3_以下的煤粉混合而成；复合粘结剂，外加剂，5 15重量份；复合粘结剂为0. 5 5. 0%的水溶液，其中，羧甲基纤维素占0. 3 3%，羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素，或乙基纤维素占0. 2 2%，以重量百分比计。
2.如权利要求1所述的回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤，其特征是，煤粉的挥发份Vdaf在10 37%之间，或为一种以上挥发份Vdaf在10 37%之间的不同煤种的配合煤。
3.如权利要求1所述的回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤的制造方法，其包括如下步骤1)将不超过30%重量份的除尘粉与不少于70%重量份的3mm以下煤粉混合得到配合料；所用煤粉的挥发份Vdaf在10 37%之间，可以为单种煤或一种以上挥发份Vdaf在10 37%之间不同煤种的配合煤；2)将羧甲基纤维素与羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素、或乙基纤维素复配成 0. 5 5. 0%的水溶液，该水溶液将作为成型所用的复合粘结剂；在该水溶液中，羧甲基纤维素占0. 3 3%，羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素、或乙基纤维素占0. 2 2%， 以重量百分比计；3)将每100重量份步骤(1)得到的配合料与5 15重量份步骤( 得到的复合粘结剂混合搅拌均勻；4)将步骤(3)的搅拌混合物用对辊成型机成型，得到型煤产品。
4.如权利要求3所述的回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤的制造方法，其特征是，所述的除尘粉包括钢铁厂铁矿石和煤处理工序干法除尘器所收集到的含铁除尘粉和含碳除尘粉。
全文摘要
一种回收钢铁厂粉尘生产用于冶炼铁水的型煤及其制造方法，其成分配比为配合料，100重量份；配合料包括，不超过30％重量份的除尘粉和不少于70％重量份、粒度3mm以下的煤粉混合而成；复合粘结剂，外加剂，5～15重量份；复合粘结剂为0.5～5.0％的水溶液，其中，羧甲基纤维素占0.3～3％，羟丙基甲基纤维素、或羟乙基甲基纤维素，或乙基纤维素占0.2～2％，以重量百分比计。本发明同时回收含铁除尘粉和含碳除尘粉，生产流程简捷，型煤质量优良，生产的型煤可用于熔融还原工艺冶炼铁水。
文档编号C10L5/14GK102533374SQ201210022020
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月31日 优先权日2012年1月31日
发明者李肇毅, 沈红标, 石洪志, 钱晖, 顾德仁 申请人:宝山钢铁股份有限公司