一种利用镁冶炼废渣制备的球团的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属冶炼废弃物资源化再利用和球团制造领域，更具体地说，涉及一 种利用镁冶炼废渣制作的球团及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，球团矿是钢铁的主要原料之一，我国球团矿产量呈快速增长的发展态势， 至2010年中国的球团矿产能己达2. 16亿吨，但因原料成本、燃料和设备等因素限制了我国 球团矿的生产，至2010年球团矿的年产量为1. 40亿吨左右。
[0003] 球团法是将细精矿或含铁废料与粘结剂、添加剂等按一定比例配料混合均匀，由 造球机或压团机压块成生球。球团法是有效改善钢铁冶炼质量的方法之一。球团中的溶剂 可覆盖熔汤中和空气接触的部分，防止钢铁熔汤与空气接触产生氧化反应，提高钢铁的质 量。常用的熔剂主要为石灰石、白云石等，常用的粘结剂主要为膨润土、消石灰等。但是球 团制作的熔剂和粘结剂用量大和成本高导致产量跟不上产能。
[0004] 近年来，中国已经成为了世界上镁生产、出口大国。但是，镁生产过程中产生大量 的废渣。每生产1吨金属镁约排放15-20吨的镁渣。镁渣包括煤气炉渣、精炼渣和还原渣， 其中煤气炉渣的主要成分为二氧化硅（SiO2)和三氧化二铝（Al2O3),精炼渣中的主要成分为 水溶性氯化物，如氯化镁（MgCl2)、氯化钠（NaCl)等，还原渣的主要成分是氧化钙（CaO)、二 氧化硅（SiO2)等。以往，这些金属冶炼废渣都简单地进行就地堆放或填埋，造成土地资源浪 费、环境污染、土壤盐碱化等环境问题，寻找合适的处理方式显得尤为重要。
[0005] 镁冶炼过程中产生的还原渣、精炼渣等成分与石灰石、膨润土的成分相近，可替代 或部分替代石灰石、膨润土作为球团制作的熔剂和粘结剂使用，资源化金属冶炼废弃物的 同时，可有效降低生球团制作成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中，金属冶炼废弃物难以资源化再利用，球团制 造成本过高等问题。本发明所述的球团主要是利用镁冶炼过程中产生的精炼渣作为粘结 剂，还原渣作为熔剂，与铁矿粉或含铁废粉料，亦或是两者混合物混合，并添加适量水泥，制 造球团。
[0007] 本发明涉及的制作方法的具体方案为： (i) 将0. 5-5重量份的镁冶炼工序中产生的镁还原渣作为熔剂、0. 1-2重量份的镁精炼 渣、8-13重量的水泥以及100重量的铁矿粉或含铁废粉料粉末，亦或是两者混合物混合均 匀，制成粒状混合物； (ii) 在每100重量份的上述粒状混合物中加入10-20重量份的水，混合均匀后由造球 机或压球团制成粒径为10-25毫米的球团状或块状的球团。
[0008] (iii)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0009] 所述的镁还原渣的主要成分为2Ca0 · SiO2;*述的镁精炼渣的主要成分为MgCl 2; 所述的水泥为为硅酸盐水泥。
[0010] 本发明专利的有益效果： 本发明是将镁冶炼工序中产生的废弃物再利用，从而制造钢铁冶炼的生球团。镁冶炼 工序中产生的精炼渣可以作为粘结剂，防止生球团低温分解（500°C至550°C)，可使炉内温 度维持在950°C以上，提高高炉的通气性及原料的利用率；镁冶炼工序中产生的还原渣可 以作为钢铁冶炼的熔剂，提高冶炼产品纯度；添加的水泥可以提高球团的强度，从而使所得 球团能够工业化应用。因此，本发明在废弃物资源化再利用，节省原材料成本及防止环境污 染方面都有卓越的成效。
[0011] 具体实施方法 实施例1 根据以下步骤制造实施例1的球团： (1) 将100克的含铁尘泥，0. 5克的镁还原渣粉末(硅酸二钙)、0. 1克的镁精炼渣(氯化 镁）及8克的娃酸盐水泥混合均匀 (2) 在每100克的混合物中加入10克的水，利用圆盘形制粒机（Pan Pelletizer)制作 粒径为25mm大小的球团。
[0012] (3)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0013] 将按上述步骤制作出来的5个球团样本进行压缩强度测验，结果如表1所示。
[0014] 表 1 (单位：Kg/个） 实施例2
根据以下步骤制造实施例2的球团： (1) 将100克的铁矿粉，1克的镁还原渣粉末(硅酸二钙)、0. 5克的镁精炼渣(氯化镁)及 9克的硅酸盐水泥混合均匀 (2) 在每100克的混合物中加入15克的水，利用圆盘形制粒机（Pan Pelletizer)制作 粒径为22mm大小的球团。
[0015] (3)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0016] 将按上述步骤制作出来的5个球团样本进行压缩强度测验，结果如表2所示。
[0017] 表 2 (单位：Kg/个） 实施例3
根据以下步骤制造实施例3的球团： (1) 将100克的铁尘泥和铁矿粉混合物，铁尘泥与铁矿粉的质量比为5:5, 3克的镁还原 渣粉末(硅酸二钙)、1克的镁精炼渣(氯化镁）及10克的硅酸盐水泥混合均匀 (2) 在每100克的混合物中加入20克的水，利用圆盘形制粒机（Pan Pelletizer)制作 粒径为18mm大小的球团。
[0018] (3)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0019] 将按上述步骤制作出来的5个球团样本进行压缩强度测验，结果如表3所示。
[0020] 表 3 (单位：Ks?/ 个） 实施例4
根据以下步骤制造实施例4的球团： (1) 将100克的铁尘泥和铁矿粉混合物，铁尘泥与铁矿粉的质量比为3:7,4克的镁还原 渣粉末(硅酸二钙)、2克的镁精炼渣(氯化镁）及12克的硅酸盐水泥混合均匀 (2) 在每100克的混合物中加入20克的水，利用圆盘形制粒机（Pan Pelletizer)制作 粒径为15mm大小的球团。
[0021] (3)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0022] 将按上述步骤制作出来的5个球团样本进行压缩强度测验，结果如表4所示。
[0023] 表 4 (单位：Kg/ 个） 实施例5
根据以下步骤制造实施例5的球团： (1) 将100克的铁尘泥和铁矿粉混合物，铁尘泥与铁矿粉的质量比为7:3, 5克的镁还原 渣粉末(硅酸二钙)、2克的镁精炼渣(氯化镁）及13克的硅酸盐水泥混合均匀 (2) 在每100克的混合物中加入20克的水，利用圆盘形制粒机（Pan Pelletizer)制作 粒径为IOmm大小的球团。
[0024] (3)将球团进行干燥、固化养生等处理。
[0025] 将按上述步骤制作出来的5个球团样本进行压缩强度测验，结果如表5所示。
[0026] 表 5 (单位：Kg/ 个）
【主权项】
1. 一种利用镁冶炼废渣制作的球团，其特征是在于通过以下步骤制备得到，每100重 量份的含铁废弃物或铁矿粉或两者混合物中，加入用作熔剂的0. 5-5重量份的镁还原渣， 及用作粘结剂的〇. 1-2重量份的精炼渣和8-13重量份的水泥，得到混合物；在每100重量 份的混合物中添加10-20重量份的水，经固化养生，干燥阶段后制成球团。2. 根据权利要求1所述的一种利用镁冶炼废渣制作的球团，其特征在于镁还原渣的主 要成分是硅酸二钙C2S(2CaO?Si02)。3. 根据权利要求1所述的一种利用镁冶炼废渣制作的球团，其特征在于镁精炼渣的主 要成分是氯化镁（MgCl2)。4. 根据权利要求1所述的一种利用镁冶炼废渣制作的球团，其特征在于所用的水泥为 硅酸盐水泥。
【专利摘要】本发明涉及一种将金属镁冶炼过程中产生的还原渣和精炼渣制作的球团及其制作方法，属于金属冶炼废弃物资源化再利用和球团制造领域。本发明涉及的球团以含铁废弃物（含铁尘泥）或铁矿粉或两者混合物为原料，以镁还原渣硅酸二钙C2S（2CaO·SiO2)为熔剂，以精炼渣氯化镁（MgCl2）和水泥为粘结剂制成的球团。利用镁冶炼废渣制作烧结用小球团既可减少这些废弃物的处理成本，减少其对环境的污染，又可大量替代昂贵的熔剂和粘结剂，降低球团的生产成本。
【IPC分类】C22B1/24
【公开号】CN105177280
【申请号】
【发明人】朴大兴, 夏抒, 李丙先
【申请人】杭州碧清环保科技有限公司, 朴大兴, 夏抒
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月5日