一種含鐵精礦球團的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種含鐵精礦球團的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：a、將鐵精礦與高溫瀝青或中溫瀝青、含碳補充還原劑按照100:5～20:0～20的質量比均勻混合得到混合料，控制所述混合料中的含水量為5～9wt％；b、將所述混合料造球得到球團，并將所述球團干燥后得到含鐵精礦球團。本發明結合含鐵精礦球團制備過程的生產工藝特點，在不外加粘接劑的基礎上，采用以碳為主要成分的高溫瀝青粉末作為還原劑和粘接劑，既不額外增加生產成本，同時也能夠保證制備的氧化球團或含碳球團的質量和強度要求。本發明解決了傳統工藝造球制備生產成本高的問題，同時可輔助解決采用無機粘接劑造球時帶入灰分等雜質的工藝缺陷。
【專利說明】一種含鐵精礦球團的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金【技術領域】，更具體地講，涉及一種含鐵精礦球團的制備方法。
【背景技術】
[0002]將鐵精礦制備氧化球團用于高爐煉鐵工藝，傳統的方法為采用膨潤土等為粘接劑進行球團制備，雖具有成本低廉的特點，但帶入了一定的雜質，增加了煉鐵工序的渣量和能耗。
[0003]近幾年，由于非高爐工藝和設備的特點，其逐步受到煉鐵界的重視，將其應用于鐵礦石直接還原的生產，獲得了快速發展。在實際生產中，包括釩鈦磁鐵礦在內的鐵精礦資源采用非高爐直接還原生產工藝，只能選擇鐵精礦與還原劑(如煤粉)混合后造球形成含碳球團的入爐原料制備方式。因此，鐵精礦與還原劑(如煤粉)混合后造球必須外加粘接劑，以滿足球團制備及轉運的強度要求。此外，對于轉底爐生產所使用的含碳球團也存在同樣的問題。
[0004]由于在上述含鐵精礦球團的制備氧化球團或含碳球團過程中需外加粘接劑，若粘接劑為無機 型時，造成球團制備生產成本增加的同時將增加后續工序的處理負擔，造成無謂處理量或電耗的增大；若采用有機型粘接劑時，受其價格總體較高的影響，成本增加幅度更大。
[0005]因此，需要尋求一種不額外增加生產成本但同時能夠保證球團的質量和強度要求的含鐵精礦球團的制備方法。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的不足，本發明的目的在于解決上述技術問題中的一個或多個。
[0007]本發明的目的在于提供一種不額外增加生產成本并同時保證球團的質量和強度要求的含鐵精礦球團的制備方法。
[0008]為了實現上述目的，本發明提供了一種含鐵精礦球團的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將鐵精礦與高溫浙青或中溫浙青、含碳補充還原劑按照100:5~20:0~20的質量比均勻混合得到混合料，控制所述混合料中的含水量為5~9wt%;b、將所述混合料造球得到球團，并將所述球團干燥后得到含鐵精礦球團。
[0009]根據本發明的含鐵精礦球團的制備方法的一個實施例，所述高溫浙青或中溫浙青為粉末或顆粒，所述高溫浙青粉末或中溫浙青粉末是由高溫浙青顆粒或中溫浙青顆粒在常溫下破碎得到的并且所述高溫浙青粉末或中溫浙青粉末中粒度在0.25mm以下的粉末的比重占20wt%以上。
[0010]根據本發明的含鐵精礦球團的制備方法的一個實施例，所述含碳補充還原劑為煤粉、焦粉或石墨。
[0011 ] 根據本發明的含鐵精礦球團的制備方法的一個實施例，在步驟b中，將所述混合料造球得到的球團的粒徑控制為8~35mm。[0012]根據本發明的含鐵精礦球團的制備方法的一個實施例，在步驟b中，采用圓盤或者壓球的方式造球。
[0013]根據本發明的含鐵精礦球團的制備方法的一個實施例，在步驟b中，干燥的溫度為100~550°C，干燥的時間為10~300min。
[0014] 本發明結合含鐵精礦球團制備過程的生產工藝特點，在不外加粘接劑的基礎上，采用以碳為主要成分的高溫浙青或中溫浙青作為還原劑和粘接劑，既不額外增加生產成本，同時也能夠保證球團的質量和強度要求。本發明解決了傳統工藝造球制備生產成本高的問題，同時可輔助解決采用無機粘接劑造球時帶入灰分等雜質的工藝缺陷。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，將詳細描述本發明的含鐵精礦球團的制備方法。
[0016]本發明的制備方法主要適用于用于高爐生產的氧化球團，同時也適用于轉底爐等非高爐工藝所使用的含碳球團，上述氧化球團和含碳球團均含有鐵精礦，故在本發明中統稱為含鐵精礦球團。其中，本發明的鐵精礦至少包括釩鈦磁鐵礦在內，本發明不限于此。
[0017]本發明不采用常規的無機或有機型粘接劑，轉而采用具備含碳特性和粘接性的高溫浙青或低溫浙青同時作為還原劑和粘接劑與鐵精礦混合造球制備含鐵精礦球團，既不額外增加生產成本，同時能夠保證球團的質量和強度要求。
[0018]具體地，根據本發明示例性實施例的含鐵精礦球團的制備方法包括以下步驟:
[0019]首先，將鐵精礦與高溫浙青或低溫浙青、含碳補充還原劑按照100:5~20:0~20的質量比均勻混合得到混合料，控制所述混合料中的含水量為5~9wt%。
[0020]其中，高溫浙青是煤焦油蒸餾殘液部分，它是由三環以上的芳香族化合物和含氧、含氮、含硫雜環化合物及少量高分子碳素物質組成，高溫浙青在常溫下是體積密度為
1.25~1.35g/cm3的黑色固體，其含碳量約在45wt%左右，灰分含量一般低于0.5wt%，加熱到95~120°C的軟化點溫度即呈軟化狀態。中溫浙青與高溫浙青的主要成分基本相同，只是中溫浙青的軟化點溫度為70~100°C。
[0021]本發明采用高溫浙青或中溫浙青作為粘接劑和還原劑，一方面利用了其常溫下的冷脆性，因而易于制粉；另一方面利用了其在95~120°C或70~100°C的條件下軟化時具備的良好粘性，因而便于制備球團。此外，所制備的球團中高溫浙青或中溫浙青內大量的碳也可在后續工序中作為還原劑制備金屬化球團，還原過程中由于金屬鐵的產生，即使其粘性失效也不會降低球團的強度，并且高溫浙青或中溫浙青中極低的灰分含量基本對球團沒有污染。
[0022]根據本發明，高溫浙青或中溫浙青為粉末或顆粒，高溫浙青粉末或中溫浙青粉末是由高溫浙青顆粒或中溫浙青顆粒在常溫下破碎得到的。為了保證高溫浙青或中溫浙青與鐵精礦的混合均勻性并提高其還原性和粘接性，優選地采用高溫浙青粉末或中溫浙青粉末并保證所述高溫浙青粉末或中溫浙青粉末中粒度在0.25mm以下的粉末的比重占20wt%&上。由于用于制備球團的鐵精礦通常都是采用破磨后選礦的方式獲得，粒度較細，故對于鐵精礦的粒度不作特別要求。除了上述方式，本發明還可以采取將顆粒狀高溫浙青或中溫浙青與鐵精礦混合后再進行混磨操作的方式，混料均勻即可。
[0023]根據本發明，由于高溫浙青的軟熔溫度較高可在常溫下直接制備粉末，操作較為簡單，優先選擇高溫浙青制備混合料。
[0024]根據本發明，若生產氧化球團，則只將鐵精礦與作為粘結劑的高溫浙青按照配比混合制備混合料。若生產含碳球團，則先根據按干基折算的鐵精礦與碳質還原劑的所需配料比例來配加鐵精礦和高溫浙青，但若計算的高溫浙青的加入比例較高，可另配加適宜的含碳補充還原劑如煤粉、焦粉、石墨等含碳物質替代部分高溫浙青，各物料的加入量總體滿足混合料所需的配料比例關系即可，本發明對鐵精礦、高溫浙青及含碳補充還原劑的加入方式不作特別要求。各物料的混料操作可在各類攪拌機、碾混機上進行在線連續或間斷式的混料，混料效果以滿足各物料充分混勻即可。此外，在上述配制混合料的過程中還可以輔助添加石灰、其它粘接劑等，不影響本發明的方法。
[0025]其中，控制混合料中的含水量為5~9wt%后再進行造球。根據本發明的一個實施例，在步驟b中，將混合料造球得到的球團的粒徑控制為8~35_，并且可以采用圓盤或者壓球等方式造球。
[0026]若采用壓球機壓球或圓盤造球方式時，上述范圍內含水量可以保證壓球的成球率和強度指標，有利于圓盤造球的生產，若混合料中的含水量過高或過低，成球率難于保證并且球團強度不高，易造成返料量過大或圓盤無法成球從而影響生產效率。進一步地，上述混合料的含水量也可根據后續壓球設備的實際情況和要求進行靈活地調整。[0027]然后，將所得的混合料造球得到球團，并將所述球團干燥后得到含鐵精礦球團。本發明具體是通過后續干燥過程中高溫浙青粉末軟熔的特性，使球團強度迅速提升。
[0028]該步驟中干燥的溫度為100~550°C，干燥的時間為10~300min。將干燥溫度設定在100°C以上，是為了利用高溫浙青在95~120°C條件下軟化時具備的良好粘性從而增加球團的強度，但若干燥溫度超過550°C，則通常受相變的影響，難以避免球團的開裂破碎。其中，當干燥溫度略高于100°C時，應選擇較長的干燥時間，則球團內、外部的高溫浙青都能發揮粘接作用，總體使球團強度提高；當干燥溫度接近550°C時，為了避免球團內、外部溫度不均勻導致球團膨脹破裂，應選擇較短的干燥時間，則球團表層的高溫浙青能夠充分熔化并發揮粘接作用使球團強度提高。
[0029]下面結合具體示例進一步說明本發明。
[0030]示例 1:
[0031]高溫浙青粉末中粒度為0.25mm以下的粉末比例為21wt%，將鐵精礦與高溫浙青粉末按照100:5.9的質量比均勻混合得到混合料，檢測混合料中的含水量為5.8wt%;采用壓球機將混合料壓球，控制球團粒徑為25mm左右,之后將球團在530°C的條件下干燥Ilmin后得到含鐵精礦球團，球團強度達到21次/m。
[0032]示例2:
[0033]高溫浙青粉末中粒度為0.25mm以下的粉末比例為95wt%，將鐵精礦、浙青粉末和煤粉按照100:15:18的質量比均勻混合得到混合料，檢測混合料中的含水量為7.8wt% ；采用圓盤將混合料造球，控制球團粒徑為10~15mm，之后將球團在120°C的條件下干燥290min后得到含鐵精礦球團，球團強度達到35次/m。
[0034]本發明采用高溫浙青自身的含碳特性和粘接性制備含鐵精礦球團，不額外增加生產成本，設備要求低且通用性好，同時能夠保證球團的質量和強度要求，徹底解決了含鐵精礦球團生產成本過高或灰分雜質的問題。[0035]盡管上面已經通過結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域技術人員應該清楚，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本發明的示例性實施例進行各種修改和改 變。
【權利要求】
1.一種含鐵精礦球團的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: a、將鐵精礦與高溫浙青或中溫浙青、含碳補充還原劑按照100:5~20:0~20的質量比均勻混合得到混合料，控制所述混合料中的含水量為5~9wt% ; b、將所述混合料造球得到球團，并將所述球團干燥后得到含鐵精礦球團。
2.根據權利要求1所述的含鐵精礦球團的制備方法，其特征在于，所述高溫浙青或中溫浙青為粉末或顆粒，所述高溫浙青粉末或中溫浙青粉末是由高溫浙青顆粒或中溫浙青顆粒在常溫下破碎得到的并且所述高溫浙青粉末或中溫浙青粉末中粒度在0.25mm以下的粉末的比重占20wt%以上。
3.根據權利要求1所述的轉底爐直接還原生產工藝用球團的造球方法，其特征在于，所述含碳補充還原劑為煤粉、焦粉或石墨。
4.根據權利要求1所述的轉底爐直接還原生產工藝用球團的造球方法，其特征在于，在步驟b中，將所述混合料造球得到的球團的粒徑控制為8~35_。
5.根據權利要求1所述的轉底爐直接還原生產工藝用球團的造球方法，其特征在于，在步驟b中，采用圓盤或者壓球的方式造球。
6.根據權利要求1所述的轉底爐直接還原生產工藝用球團的造球方法，其特征在于，在步驟b中，干燥的 溫度為100~550°C，干燥的時間為10~300min。
【文檔編號】C22B1/245GK103924071SQ201410158032
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】劉功國, 秦潔, 何紹剛 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司