本發(fā)明屬于冶金和能源技術領域，具體涉及一種金屬化球團的造球系統(tǒng)和造球方法。

背景技術：

煤基球團直接還原技術是將含鐵原料與含碳原料按一定比例混合均勻后制成含碳球團，通過內(nèi)配碳的形式將含碳原料中鐵氧化物還原。其中含碳球團的制備方式主要有造球和壓球兩種。

有色或鋼鐵冶煉的含水尾渣一般都經(jīng)過過濾后堆存或再利用，直接還原處理這些原料時，需要對含鐵原料進行烘干，再與其他原料進行混合，加水進行造球或壓球。在工業(yè)化處理含水尾渣的過程中需要將大量的水先進行過濾、烘干，在烘干過程中耗費大量的能源。烘干后的原料要與還原劑、添加劑要加水進行混合，還需要添加大量的水。在整個流程中含水尾渣中的水要先去除再加進去，過程中耗費了大量的能源，水資源。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用含水尾渣噴灑造球的方法，直接利用含水尾渣進行含碳球團的制備，不需要對尾渣再進行烘干、磨細等預處理，能夠得到混料均勻的含碳球團，可以直接用于直接還原。

本發(fā)明提供了一種金屬化球團的造球系統(tǒng)，包括：

混料裝置，設有含碳物質(zhì)入口、添加劑入口和混合料出口；

調(diào)漿裝置，設有含鐵尾渣入口和尾渣泥漿出口；

攪拌裝置，設有尾渣泥漿入口和加壓泥漿出口，所述尾渣泥漿入口與所述調(diào)漿裝置的尾渣泥漿出口相連；

所述攪拌裝置的加壓泥漿出口設有加壓組件；

造球裝置，設有混合料入口、加壓泥漿入口和含碳球團出口，所述混合料入口與所述混料裝置的混合料出口相連，所述加壓泥漿入口與所述攪拌裝置的加壓泥漿出口相連；

還原裝置，設有含碳球團入口和金屬化球團出口，所述含碳球團入口與所述造球裝置的含碳球團出口相連。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述混料裝置還包括粘結(jié)劑入口。

本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)制備金屬化球團的方法，包括如下步驟：

將含碳物質(zhì)和添加劑送入所述混料裝置，混合均勻后獲得混合料；

將所述混合料送入所述造球裝置中進行造球，獲得母球；

將含鐵尾渣送入所述調(diào)漿裝置中進行調(diào)漿，控制所述含鐵尾渣的濃度在30wt％～70wt％，獲得尾渣泥漿；

將所述尾渣泥漿送入所述攪拌裝置中攪拌均勻，并進行加壓，獲得加壓泥漿；

將所述加壓泥漿送入所述造球裝置中，并均勻噴射到所述母球上，進行二次造球，獲得含碳球團；

將所述含碳球團送入所述還原裝置中進行還原，獲得金屬化球團。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述尾渣泥漿的濃度為35wt％～65wt％。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述尾渣泥漿的濃度為40wt％～60wt％。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述母球的直徑≤3mm。

在本發(fā)明的一些實施例中，將粘結(jié)劑送入所述混料裝置，與所述含碳物質(zhì)、所述添加劑制備所述混合料。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述含碳物質(zhì)、所述添加劑、所述粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(10～30)：(1～15)：(0～10)。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述加壓泥漿與所述母球的質(zhì)量比為(1-1.5):1。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述粘結(jié)劑為淀粉或膨潤土。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述含碳物質(zhì)為無煙煤、焦粉或蘭炭中的一種。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述添加劑為石灰石或白云石。

本發(fā)明通過噴入含水尾渣造球的方法進行造球，可以直接利用含水尾渣，不需要再對含水尾渣進行過濾、烘干、破碎等步驟的處理。

本發(fā)明采用噴灑的方法可以使尾渣與碳質(zhì)原料均勻很合，減輕前期混料負擔，提高混料效率。

本發(fā)明可以大幅度減少制備含碳球團成型過程中水的加入量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的一種金屬化球團的造球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的一種制備金屬化球團的工藝流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供的金屬化球團的造球系統(tǒng)包括混料裝置1、調(diào)漿裝置2、攪拌裝置3、造球裝置4和還原裝置5。

混料裝置1用于混合含碳物質(zhì)和添加劑，設有含碳物質(zhì)入口、添加劑入口和混合料出口。圖1所示的混料裝置1中還設有粘結(jié)劑入口，當混合物料有粘結(jié)性時，可以不添加粘結(jié)劑，此時混料裝置1可以不用設置粘結(jié)劑入口。

調(diào)漿裝置2用于調(diào)節(jié)含鐵尾渣的水分，設有含鐵尾渣入口和尾渣泥漿出口。

攪拌裝置3用于將尾渣泥漿攪拌均勻，并給泥漿加壓。攪拌裝置3設有尾渣泥漿入口和加壓泥漿出口，尾渣泥漿入口與調(diào)漿裝置2的尾渣泥漿出口相連；攪拌裝置3的加壓泥漿出口設有加壓組件。

造球裝置4用于成型，設有混合料入口、加壓泥漿入口和含碳球團出口，混合料入口與混料裝置1的混合料出口相連，加壓泥漿入口與攪拌裝置3的加壓泥漿出口相連。

還原裝置5用于將含碳球團還原為金屬化球團，設有含碳球團入口和金屬化球團出口，含碳球團入口與造球裝置4的含碳球團出口相連。

如圖2所示，本發(fā)明提供利用上述系統(tǒng)制備金屬化球團的方法，包括如下步驟：

將含碳物質(zhì)和添加劑送入混料裝置1，混合均勻后獲得混合料；

將混合料送入造球裝置4中進行造球，獲得母球；

將含鐵尾渣送入調(diào)漿裝置2中進行調(diào)漿，獲得尾渣泥漿；

將尾渣泥漿攪拌裝置3中攪拌均勻，并進行加壓，獲得加壓泥漿；

將加壓泥漿送入造球裝置4中，并均勻噴射到母球上，與混合料進行二次造球，獲得含碳球團；

將含碳球團送入還原裝置5中進行還原，獲得金屬化球團。

本發(fā)明使用的含鐵尾渣為冶煉金屬后的含水尾渣。有色或鋼鐵冶煉尾渣包括赤泥、濕法冶煉的鉛鋅渣、火法冶煉后貧化后的銅渣、煉鋼廠污泥等含水含鐵原料。有色或鋼鐵冶煉中的含水尾渣一般要經(jīng)過壓濾等步驟后才能堆存或使用，本發(fā)明的造球方法直接利用含水的二次尾渣進行造球，省去前面的壓濾步驟，且在后續(xù)的造球過程中不需要額外加水，節(jié)約水用量。

在造球過程中，將含碳物質(zhì)作為母球進行造球，在還原的過程中，內(nèi)核的碳氣化，穿過外層的泥漿，能增加球團氣孔，有利于還原反應的進行。同時氣化的co能與鐵進行還原，提高還原效果。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，含碳物質(zhì)為無煙煤、焦粉或蘭炭中的一種。

采用噴灑的方法可以使尾渣與碳質(zhì)原料均勻很合，減輕前期混料負擔，提高混料效率。

圖2中，制備混合料時還加了粘結(jié)劑。若混合物料具有粘結(jié)性，可以不添加粘結(jié)劑。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，粘結(jié)劑為淀粉或膨潤土。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，添加劑為石灰石或白云石。

含碳物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比影響球團的還原效果與球團的強度。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，含碳物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(10～30)：(1～15)：(0～10)。

泥漿的濃度對最終制得的含碳球團的強度影響較大，濃度太高，泥漿與母球的結(jié)合強度差；濃度太低，泥漿無法粘結(jié)到母球上。本發(fā)明中，控制尾渣泥漿的濃度在30wt％～70wt％之間。優(yōu)選地，尾渣泥漿的濃度為35wt％～65wt％。更優(yōu)選地，尾渣泥漿的濃度為40wt％～60wt％。

母球的直徑太大，造球比較困難。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，母球的直徑≤3mm。

加壓泥漿與母球的質(zhì)量比直接影響所得含碳球團的強度。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，加壓泥漿與母球的質(zhì)量比為(1-1.5):1。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行說明。下述實施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述發(fā)明內(nèi)容中所示。下述實施例所用的檢測方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測方法。

實施例1

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖2所示的工藝流程制備金屬化球團，具體如下：

本實施例使用的含鐵尾渣為赤泥泥漿，濃度為60wt％，將其送入調(diào)漿裝置2中進行調(diào)漿，獲得濃度為30wt％的尾渣泥漿。將尾渣泥漿攪拌裝置3中攪拌均勻，并進行加壓，獲得加壓泥漿，壓力為60kg/cm²。

本實施例使用的含碳物質(zhì)為無煙煤，添加劑為石灰石。將無煙煤和石灰石送入混料裝置1，按照質(zhì)量比為25:10的比例混合均勻，獲得混合料。將混合料送入造球裝置4中進行造球，獲得直徑為2mm左右的母球。

將加壓泥漿送入造球裝置4中，并均勻噴射到母球上，與混合料進行二次造球，獲得含碳球團。加壓泥漿的加入量與加入的混合料的重量相同。

將含碳球團送入還原裝置5中進行還原，獲得金屬化球團。

經(jīng)過檢測，含碳球團的平均球團干、濕球落下強度＞8次。

實施例2

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖2所示的工藝流程制備金屬化球團，具體如下：

本實施例使用的含鐵尾渣為銅渣泥漿，濃度為65wt％，將其送入調(diào)漿裝置2中進行調(diào)漿，獲得濃度為40wt％的尾渣泥漿。將尾渣泥漿攪拌裝置3中攪拌均勻，并進行加壓，獲得加壓泥漿，壓力為90kg/cm²。

本實施例使用的含碳物質(zhì)為焦粉，添加劑為石灰石，粘結(jié)劑為淀粉。將焦粉、石灰石和淀粉送入混料裝置1，按照質(zhì)量比為30：10：3的比例混合均勻，獲得混合料。將混合料送入造球裝置4中進行造球，獲得直徑為3mm左右的母球。

將加壓泥漿送入造球裝置4中，并均勻噴射到母球上，進行二次造球，獲得含碳球團。加壓泥漿的加入量為加入的混合料重量的1.2倍。

將含碳球團送入還原裝置5中進行還原，獲得金屬化球團。

經(jīng)過檢測，含碳球團的平均球團干、濕球落下強度＞10次。

實施例3

采用圖1所示的系統(tǒng)及圖2所示的工藝流程制備金屬化球團，具體如下：

本實施例使用的含鐵尾渣為鉛鋅渣泥，濃度為60wt％，將其送入調(diào)漿裝置2中進行調(diào)漿，獲得濃度為70wt％的尾渣泥漿。將尾渣泥漿攪拌裝置3中攪拌均勻，并進行加壓，獲得加壓泥漿，壓力為200kg/cm²。

本實施例使用的含碳物質(zhì)為蘭炭，添加劑為白云石，粘結(jié)劑為膨潤土。將蘭炭、白云石和膨潤土送入混料裝置1，按照質(zhì)量比為28：5：5的比例混合均勻，獲得混合料。將混合料送入造球裝置4中進行造球，獲得直徑為2mm左右的母球。

將加壓泥漿送入造球裝置4中，并均勻噴射到母球上，進行二次造球，獲得含碳球團。加壓泥漿的加入量為加入混合料重量的1.5倍。

將含碳球團送入還原裝置5中進行還原，獲得金屬化球團。

經(jīng)過檢測，含碳球團的平均球團干、濕球落下強度＞11次。

從上述實施例可知，本發(fā)明制得的含碳球團強度高，在還原過程中粉碎少。

綜上，本發(fā)明通過噴入含水尾渣造球的方法進行造球，可以直接利用含水尾渣，不需要再對含水尾渣進行過濾、烘干、破碎等步驟的處理。

本發(fā)明采用噴灑的方法可以使尾渣與碳質(zhì)原料均勻混合，減輕前期混料負擔，提高混料效率。

本發(fā)明可以大幅度減少制備含碳球團成型過程中水的加入量。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。