專利名稱：以赤鐵精礦為主的多品種鐵料的燒結(jié)配礦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鐵原料燒結(jié)礦的造塊技術(shù)，尤其涉及鐵礦石燒結(jié)過(guò)程中的配礦方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)鐵礦石的需求量越來(lái)越大。近些年來(lái)，鐵礦石進(jìn)口連年大副度增長(zhǎng)，2004年我國(guó)進(jìn)口鐵礦石達(dá)2.08億噸。據(jù)研究報(bào)告披露，我國(guó)易選的、燒結(jié)性能好的磁鐵礦資源正面臨日益短缺的局面，而大量燒結(jié)性能差的貧赤鐵礦資源還有待開(kāi)發(fā)利用。
磁鐵礦的主要成份是Fe3O4，燒結(jié)時(shí)，在液相還未充分發(fā)展的情況下，就可互相粘結(jié)成型。因?yàn)榇盆F礦在燒結(jié)過(guò)程中其低價(jià)氧化物容易發(fā)生氧化放熱反應(yīng)。1公斤FeO氧化成Fe2O3可放出1787.76千焦耳的熱量，一般磁鐵礦的FeO含量都在25％左右或者更高。故用磁鐵礦燒結(jié)時(shí)，可以節(jié)省燃料。據(jù)計(jì)算用FeO為25％的磁鐵礦和含F(xiàn)eO為0.5％的赤鐵礦，生產(chǎn)含F(xiàn)eO為13％的燒結(jié)礦時(shí)，其固體燃料的單耗大約相差25公斤的標(biāo)準(zhǔn)煤/噸燒結(jié)礦。磁鐵礦還具有揮發(fā)物少、燒結(jié)失重?fù)p失少、收縮小、軟化熔化溫度低的特性，易于生成液相，因此，有利于燒結(jié)成型。赤鐵礦(Fe2O3)又稱紅礦，它的燒結(jié)性能與磁鐵礦有某些共性，但赤鐵礦開(kāi)始軟化溫度較高，要在料層各部均勻地達(dá)到這樣高的溫度，有一定困難，磁鐵礦在較低的溫度下，就能與其它脈石相互反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的礦物，而赤鐵礦則需要較高的溫度條件才能做到。故赤鐵礦燒結(jié)時(shí)，固體燃料的消耗量要大一些。為了達(dá)到增加液相的目的，通常在配礦時(shí)增加燃料用量，這樣往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)熔現(xiàn)象，生成質(zhì)脆、孔大、強(qiáng)度差、還原性劣的燒結(jié)礦，因此赤鐵礦比磁鐵礦的燒結(jié)性能差，而赤鐵精礦的燒結(jié)性能則更差。
配礦的目的是為了使燒結(jié)礦的化學(xué)成份和物料性質(zhì)穩(wěn)定，合乎高爐煉鐵的要求，并使燒結(jié)料具有足夠的透氣性，以獲得較高的燒結(jié)生產(chǎn)率，所以必須對(duì)各種不同成份的含鐵原料、熔劑和燃料等進(jìn)行精確的配料?，F(xiàn)有的配料方法只考慮鐵料的品位是否滿足燒結(jié)礦需求，將各種鐵料按一定的比例調(diào)配進(jìn)行生產(chǎn)，而不考慮鐵礦的種類、燒結(jié)特性的互補(bǔ)，也不考慮鐵料中FeO對(duì)燒結(jié)過(guò)程的影響以及成品燒結(jié)礦的礦物組成。要是按現(xiàn)有方法配料，鐵料中赤鐵礦的比例越高，燃料增加越多，燒結(jié)生產(chǎn)率就越低、能耗越高，燒結(jié)礦強(qiáng)度越差、還原度越低。特別是對(duì)經(jīng)反浮選處理后的赤鐵精礦進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，上述問(wèn)題更為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能滿足燒結(jié)礦強(qiáng)度和還原度要求又能盡可能多地利用赤鐵精礦進(jìn)行燒結(jié)，以赤鐵精礦為主輔以其它FeO含量高的鐵料的多品種鐵料的燒結(jié)配礦方法。
本發(fā)明以赤鐵精礦為主的多品種鐵料的燒結(jié)配礦方法是這樣實(shí)現(xiàn)的首先對(duì)赤鐵精礦和其它鐵料的化學(xué)成份進(jìn)行檢測(cè)，再按要求計(jì)算出各種鐵料的比例，其特征在于所述赤鐵精礦的比例為40％～70％，一種以上高FeO含量的其它鐵料的比例為30％～60％，當(dāng)燒結(jié)礦的堿度為1.5～2.5時(shí)，燒結(jié)混合料中的FeO含量控制在≥9％。
本發(fā)明所述赤鐵精礦的FeO含量＜10％，其它鐵料為磁鐵礦和鋼鐵工業(yè)廢料，所述磁鐵礦的FeO含量≥16％，其中FeO含量≤25％的稱為A磁鐵礦，其比例為0％～60％，F(xiàn)eO含量＞25％的稱為B磁鐵礦，其比例為0％～60％，所述鋼鐵工業(yè)廢料的FeO含量≥40％，其比例為0％～30％。所述磁鐵礦可以是磁鐵富礦粉或磁鐵精礦，所述的鋼鐵工業(yè)廢料可以是氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐含鐵塵泥、高爐灰或鋼渣。
本發(fā)明燒結(jié)配礦方法的關(guān)鍵是在赤鐵精礦占鐵料配比40％～70％的條件下，通過(guò)配加一定量的高FeO含量的其它鐵料，如磁鐵礦或鋼鐵工業(yè)廢料，將燒結(jié)混合料中的FeO含量控制在≥9％，從而達(dá)到優(yōu)化鐵料結(jié)構(gòu)，改善赤鐵精礦燒結(jié)特性的目的。這是因?yàn)?、研究證明燒結(jié)同量的赤鐵精礦與磁鐵精礦比較，燃料消耗量要升高9kg/t，因?yàn)槌噼F礦中FeO含量≯10％，一般都在3％以下。赤鐵礦石燒結(jié)主要是還原-再氧化反應(yīng)過(guò)程，生成以Fe3O4和Fe2O3為主的礦物組成。燒結(jié)過(guò)程中燃料生成的CO，首先與赤鐵礦(Fe2O3)起還原反應(yīng)Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2-37.14KJ/mol，這樣就消耗了一部分燃料，F(xiàn)e2O3礦物含量愈高，消耗的燃料就愈多。燒結(jié)赤鐵精礦時(shí)配入FeO含量高的磁鐵礦等鐵料后，使混合料中FeO含量提高到≥9％，不僅滿足燒結(jié)礦中FeO含量，還可以利用多余的氧化亞鐵在高溫燃燒層中的氧化反應(yīng)放出的熱量(FeO+O2→Fe2O3+260KJ/mol)來(lái)提高燒結(jié)料層的化學(xué)熱，進(jìn)而降低燃料消耗量。以此解決赤鐵精礦燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)溫度高、可燒性差、能耗高的問(wèn)題。
2、通過(guò)配加一定量的高FeO含量的磁鐵礦等鐵料，使混合料中的FeO含量≥9％，可使原料中脈石SiO2與其反應(yīng)生成少量低溫(2FeO.SiO2-FeO體系熔點(diǎn)1177℃，2FeO.SiO2-SiO2體系熔點(diǎn)1178℃)液相，由于少量低溫液相的產(chǎn)生，改善了傳質(zhì)、傳熱條件，降低混合物的熔化溫度，從而降低赤鐵精礦的燒結(jié)溫度，改善了混合料的燒結(jié)性能，使混合料在低溫?zé)Y(jié)條件下產(chǎn)生足夠的液相量固結(jié)未熔礦物，提高赤鐵精礦燒結(jié)的生產(chǎn)率。同時(shí)由于液相中游離SiO2的減少和燒結(jié)溫度的降低抑制硅酸二鈣的生成量，使燒結(jié)礦中硅酸二鈣含量降低，強(qiáng)度高還原性好的鐵酸鈣量增加，形成礦物組成合理的燒結(jié)礦，使燒結(jié)礦的強(qiáng)度提高。
3、隨著燒結(jié)混合料中的FeO含量的升高，配煤量相對(duì)減少，降低了燃煤時(shí)的耗氧量，這有利于實(shí)現(xiàn)赤鐵精礦在低溫氧化性氣氛條件下燒結(jié)，為赤鐵精礦燒結(jié)過(guò)程中鐵酸鈣的形成創(chuàng)造了必要的溫度、氣氛和物質(zhì)條件，使燒結(jié)礦中的礦物組成以強(qiáng)度高、還原性好的鐵酸鈣為主。從而使燒結(jié)礦鐵酸鈣的含量提高了10％～15％，達(dá)到30％～35％，還原性提高到80％以上。
本發(fā)明燒結(jié)配礦方法中其它鐵料的種類和比例的多少取決于赤鐵精礦的比例及其FeO的含量，以及燒結(jié)礦的堿度要求。燒結(jié)礦堿度要求越高，燒結(jié)混合料中的熔劑比例越大，要滿足燒結(jié)混合料中的FeO含量≥9％，應(yīng)相對(duì)提高混合鐵料中的FeO含量，這就需要根據(jù)鐵料中FeO含量的多少來(lái)選擇不同的鐵料及其配比。如果燒結(jié)混合料中的FeO含量太低，燒結(jié)機(jī)的利用系數(shù)就會(huì)降低，燒結(jié)礦的冶金性能就差。
本發(fā)明對(duì)合理配置利用我國(guó)的磁鐵礦和赤鐵礦資源以及冶金行業(yè)的節(jié)能降耗等具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。采用本發(fā)明燒結(jié)配礦方法可大大改善了赤鐵精礦的燒結(jié)特性，使燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高6％～8％，使燒結(jié)礦的FeO由12％～13％下降到9％以下、還原度達(dá)到80％、燒結(jié)礦中＜5mm部分下降了3％、燒結(jié)礦的強(qiáng)度有所提高、固體燃料消耗下降5kg/t～6kg/t，改善并提高了高堿度燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量，燒結(jié)礦高溫冶金性能也得到大幅度提高，使燒結(jié)礦的礦物結(jié)構(gòu)更為合理。采用該方法生產(chǎn)的燒結(jié)礦的性能不僅能滿足高爐冶煉的要求，還能提高高爐利用系數(shù)、提高產(chǎn)量、降低焦比。此外，配入一定量的A、B磁鐵礦和鋼鐵工業(yè)廢料，還解決了因赤鐵精礦過(guò)細(xì)、水分偏高而引起的“泥”和“粘”的問(wèn)題，提高了燒結(jié)混合料的混勻性、改善了制粒效果，使燒結(jié)料透氣性變好。同時(shí)還充分利用了鋼鐵工業(yè)廢料。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
首先確定所用的其它鐵料，本發(fā)明實(shí)施例采用A磁鐵精礦(A磁鐵礦的一種)、B磁鐵精礦(B磁鐵礦的一種)和氧化鐵皮，然后對(duì)赤鐵精礦和其它鐵料的化學(xué)成份進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)出的各鐵料的化學(xué)成分及燒損見(jiàn)表1。為了更能說(shuō)明問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例選用粒度細(xì)、FeO含量低的赤鐵精礦為例。
表1鐵料的化學(xué)成分(％)

根據(jù)表1中各鐵料的FeO含量(赤鐵精礦1.35％、A磁鐵精礦21.01％、B磁鐵精礦28.65％、氧化鐵皮70.58％)以及資源情況，按要求計(jì)算出各種鐵料的比例。實(shí)施例將燒結(jié)礦的堿度設(shè)為2.0，赤鐵精礦比例分別為40％、50％、60％和70％的情況下進(jìn)行配礦，各組的鐵料配比及混合料中FeO含量的變化見(jiàn)表2。
表2混合料中FeO的含量及鐵料的配比

表2提供了4組不同的配比，包括混合鐵料中FeO的含量和燒結(jié)混合料中FeO的含量。實(shí)施例中所采用的其它鐵料的種類都在兩種以上，主要是出于磁鐵礦資源的有效利用考慮，當(dāng)然還需要考慮制粒效果等因數(shù)，因赤鐵精礦的粒度很細(xì)，-30μm部分＞70％，平均粒徑不足20μm。就例1組的配比而言，完全可以將B磁鐵精礦的比例調(diào)整為60％，而A磁鐵精礦為0。同樣，如果赤鐵精礦的FeO含量較高，也可將A磁鐵精礦的比例調(diào)整為60％，只要能滿足燒結(jié)混合料中FeO的含量≥9％即可。如赤鐵精礦的用量過(guò)高，為了使混合料中FeO含量不低于9.0％，可配人適量的氧化鐵皮，如表2中的例3和例4組所示。當(dāng)然，如果鋼鐵工業(yè)廢料的資源充足，還可適當(dāng)提高赤鐵精礦的使用量。
表3利用系數(shù)、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與混合料中FeO含量的關(guān)系

表3提供了混合料中FeO含量對(duì)赤鐵精礦燒結(jié)指標(biāo)的影響。通過(guò)對(duì)表2配比所做的試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)燒結(jié)礦堿度一定時(shí)，隨著燒結(jié)混合料中FeO含量由9.10％升高到12.15％時(shí)，燒結(jié)的利用系數(shù)也隨之由1.741t/m2·h上升到了2.159t/m2·h，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度也由57.9％提高到了61.9％，如表3所示。
表4燒結(jié)礦的還原性及還原粉化指數(shù)

表5燒結(jié)礦礦物組成(面積百分含量，％)

采用本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)的燒結(jié)礦的冶金性能見(jiàn)表4。由表4可知，500℃低溫還原粉化RDI+315mm高于80％，900℃還原度也達(dá)到80％以上，冶金性能優(yōu)良。這是由燒結(jié)礦的微觀結(jié)構(gòu)和礦物組成決定的。燒結(jié)礦的結(jié)構(gòu)比較均勻。從表5可以看出，燒結(jié)礦的粘結(jié)相以針狀鐵酸鈣為主，達(dá)25％以上。磁鐵礦主要被鐵酸鈣、少量的玻璃質(zhì)膠結(jié)呈交織熔蝕結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明方法改善了赤鐵精礦燒結(jié)溫度高、燒結(jié)性差的燒結(jié)特性，同時(shí)也解決了赤鐵精礦“泥”和“粘”帶來(lái)的配料操作及混勻、造球諸多方面的技術(shù)問(wèn)題，改善了料層透氣性。降低了燃料用量，改善了氧化性氣氛，得到了以鐵酸鈣為主要粘結(jié)相的燒結(jié)礦。
權(quán)利要求
1.一種以赤鐵精礦為主的多品種鐵料的燒結(jié)配礦方法，對(duì)赤鐵精礦和其它鐵料的化學(xué)成份進(jìn)行檢測(cè)后，按要求計(jì)算出各種鐵料的比例，其特征在于所述赤鐵精礦的比例為40％～70％，一種以上高FeO含量的其它鐵料的比例為30％～60％，當(dāng)燒結(jié)礦的堿度為1.5～2.5時(shí)，燒結(jié)混合料中的FeO含量控制在≥9％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)配礦方法，其特征在于所述赤鐵精礦的FeO含量＜10％，其它鐵料為磁鐵礦和鋼鐵工業(yè)廢料，所述磁鐵礦的FeO含量≥16％，其中FeO含量≤25％的稱為A磁鐵礦，F(xiàn)eO含量＞25％的稱為B磁鐵礦，所述鋼鐵工業(yè)廢料的FeO含量≥40％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)配礦方法，其特征在于所述磁鐵礦可以是磁鐵富礦粉或磁鐵精礦，所述的鋼鐵工業(yè)廢料可以是氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐含鐵塵泥、高爐灰或鋼渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燒結(jié)配礦方法，其特征在于所述A磁鐵礦的比例為0％～60％，所述B磁鐵礦的比例為0％～60％，鋼鐵工業(yè)廢料的比例為0％～30％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以赤鐵精礦為主的多品種鐵料的燒結(jié)配礦方法，該方法對(duì)各種鐵料檢測(cè)后計(jì)算出配比，其特點(diǎn)是所述赤鐵精礦的比例為40％～70％，其它高FeO含量鐵料的比例為30％～60％，當(dāng)燒結(jié)礦的堿度為1.5～2.5時(shí)，燒結(jié)混合料中的FeO含量≥9％。所述赤鐵精礦的FeO含量＜10％，其它鐵料中磁鐵礦的FeO含量≥16％、鋼鐵工業(yè)廢料的FeO含量≥40％。采用本發(fā)明方法可大大改善了赤鐵精礦的燒結(jié)特性，提高燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量，使燒結(jié)礦高溫冶金性能得到大幅度提高，使燒結(jié)礦的礦物結(jié)構(gòu)更為合理。同時(shí)還解決了赤鐵精礦過(guò)細(xì)、水分偏高而引起的“泥”和“粘”的問(wèn)題，提高了燒結(jié)混合料的混勻性、改善了制粒效果，使燒結(jié)料透氣性變好。采用該方法生產(chǎn)的燒結(jié)礦的性能不僅能滿足高爐冶煉的要求，還能提高高爐利用系數(shù)、提高產(chǎn)量、降低焦比。
文檔編號(hào)C22B1/16GK1970800SQ200510047830
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者王常秋, 于淑娟 申請(qǐng)人:鞍鋼集團(tuán)鞍山礦業(yè)公司, 鞍鋼股份有限公司