一种褐铁矿烧结处理方法.pdf

本发明公开了一种褐铁矿烧结处理方法，将褐铁矿烘烤处理后再配入烧结混合料进行烧结，采用燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度410～460℃，烘烤时间6～10min；褐铁粉矿主要成分按重量百分比计为TFe37.7～43.66％，SiO218.3～23.6％，CaO0.1～0.5％，MgO0.3～0.6％，Al2O34.3～5.6％，Ig10.7～12.8％。与现有技术相比，本发明可以消除粗粒褐铁矿在烧结过程中的爆裂现象，提高烧结矿强度和成品率，减少褐铁矿结晶水含量和燃料消耗，有利于烧结，可改善烧结矿冶金性能，提高高炉冶炼的技术经济指标，使烧结矿转鼓强度、成品率、冶金性能有较大提高。

权利要求书
1.  一种褐铁矿烧结处理方法，其特征在于：将褐铁矿烘烤处理后再配入烧结混合料进行烧结，采用燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度410～460℃，烘烤时间6～10min；褐铁粉矿主要成分按重量百分比计为TFe 37.7～43.66％，SiO218.3～23.6％，CaO 0.1～0.5％，MgO 0.3～0.6％，Al2O34.3～5.6％，Ig10.7～12.8％。

2.  根据权利要求1所述的一种褐铁矿烧结处理方法，其特征在于：所述褐铁粉矿粒度组成按重量比计，粒度＞8mm重量比为10.6～11.2％；粒度5～8mm重量比为18.6～21.0％；粒度3～5mm重量比为19.8～22.6％；粒度1～3mm重量比为23.2～26.5％；粒度＜1mm重量比为20～21.4％。

3.  根据权利要求1所述的一种褐铁矿烧结处理方法，其特征在于：所述烘烤处理采用在烘箱中燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度通过调节煤气和助燃空气流量大小来控制，所述烘箱长1000mm、宽800mm、高700mm。

4.  根据权利要求3所述一种褐铁矿烧结处理方法，其特征在于：所述高炉煤气主要成分按体积百分比计为CO为23.0～26.0％，CO2为15.0～18.0％，N2为55.0～58.0％，H2为1.0～3.0％，O2为0.2～0.5％，CH4为0.2～0.5％。

5.  根据权利要求1所述一种褐铁矿烧结处理方法，其特征在于：烘烤后的褐铁矿与其它烧结原料混匀成混合料，加水使混合料水分7.5～7.8％，制粒后烧结。

说明书一种褐铁矿烧结处理方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种褐铁矿的烧结处理方法。
背景技术
攀钢集团攀钢钒、西昌钢钒公司烧结所用含铁原料主要高钛型钒钛磁铁精矿(占含铁料60％以上)，该矿具有TiO2、Al2O3、MgO含量高，SiO2含量低的特点，亲水性及制粒性能差，且烧结过程中易生成性脆的钙钛矿，硅酸盐等粘结相含量少，导致烧结矿强度差、成品率低、返矿率高，低温还原粉化率(RDI-3.15)高，烧结技术经济指标极差。为了强化烧结、提高烧结矿产质量，烧结生产中配加了部分(20％-30％左右)粒度组成好、SiO2含量较高、烧结性能好的普通矿粉，其中包括配加了3％-8％的褐铁矿。褐铁矿粒度较粗，对改善高钛型钒钛磁铁精矿烧结混合料的制粒性能具有良好的效果，同时由于其存储量大，开采及供应量增加、价格较低，烧结配用部份褐铁矿有利于缓解资源紧缺状况和降低烧结原料成本，对攀钢实施可持续发展具有重要的意义。但由于褐铁矿(Fe2O3.nH2O)含有较高结晶水(一般在9wt％以上)，在烧结过程中，由于结晶水的脱除，会发生爆裂现象，同时由于烧损大，收缩率大，烧结矿气孔率高、结构疏松，造成烧结矿强度差，成品率低，冶金性能变差。另外，这部份结晶水在405-500℃发生分解，需吸收大量热量，为了保证烧结所需热量，必须适当提高燃料配比，导致燃料消耗增加，这是国内外公认的褐铁矿烧结的一个重要难题。因此，攻克此技术难关是提高配加褐铁矿烧结生产质量的关键，研发创新性的褐铁矿处 理技术、提高其烧结性能，对合理利用铁矿石资源、促进攀钢的进一步发展具有举足轻重的作用。
近年来，世界铁矿石资源正在发生着很大的变化,富铁矿资源逐渐减少，供应紧张，价格上涨。为了满足生产的需要、降低生产成本，国内外许多钢铁企业均开始大量使用价格低廉的褐铁矿替代价格昂贵的进口和国内高品位富矿粉。宝钢使用高结晶水褐铁矿(澳大利亚罗布河矿和杨迪矿)配比从原来的23％提高到目前的40％，兴澄特钢烧结生产使用澳大利亚杨迪矿粉(褐铁矿)的比例已由原来的25％增加到35％。但目前国内外均未采用对褐铁矿结晶水预先去除技术，而是直接配入烧结料中，仅在生产中使用了提高料层高度、提高碱度、增加燃料配比和增大燃料粒度、优化配矿合理控制褐铁矿配比等强化烧结过程的技术措施，虽然取得了一定的效果，但仍不能完全消除褐铁矿结晶水对烧结的不利，且存在着燃料消耗高、褐铁矿配比受到限制等弊端。文献[7]采用将褐铁矿破碎至1mm以下的方法，其中，粒度小于0.074mm的褐铁矿占总重量的10％～50％，这样虽然可以避免烧结过程中褐铁矿发生爆裂，但却不利于制粒，导致烧结混合料粒度下降，料层透气性变差，同时使工艺流程复杂化，生产上难于实施。因此，有必要研发褐铁矿结晶水预先去除技术，从根本上避免其对烧结的不利影响，以便提高配加褐铁矿烧结的技术经济指标。
引证文献:
[1]周云花等，褐铁矿的性能研究与应用。2002年全国烧结球团技术交流年会论文集，34-36
[2]单继国，法国褐铁矿烧结技术[J]，烧结球团，1992(6)，50-54
[3]刘正平等，褐铁矿烧结研究与生产[J]，钢铁，2005(2)
[4]刘振林等，高配比褐铁矿的烧结试验研究[J]，钢铁，2004(12)
[5]刘振林等，国内外褐铁矿烧结技术发展现状[J]，中国冶金，2003(5)
[6]裴元东等，高比例褐铁矿烧结机理及试验研究[J]，烧结球团，2011(5)，1-7
[7]中国专利,CN 101880765B
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出了一种褐铁矿烧结处理方法，采用了褐铁矿预先烘烤处理脱除结晶水的技术方法，消除了褐铁矿烧结过程中的爆裂现象，并较大地改善了混合料粒度组成，提高了烧结料层的密实性，从而达到强化烧结过程，提高烧结矿产、质量的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种褐铁矿烧结处理方法，将褐铁矿烘烤处理后再配入烧结混合料进行烧结，采用燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度410～460℃，烘烤时间6～10min；褐铁粉矿主要成分按重量百分比计为TFe 37.7～43.66％，SiO2 18.3～23.6％，CaO 0.1～0.5％，MgO 0.3～0.6％，Al2O3 4.3～5.6％，Ig 10.7～12.8％。
作为优选，所述褐铁粉矿粒度组成按重量比计，粒度＞8mm重量比为10.6～11.2％；粒度5～8mm重量比为18.6～21.0％；粒度3～5mm重量比为19.8～22.6％；粒度1～3mm重量比为23.2～26.5％；粒度＜1mm重量比为20～21.4％。
作为优选，所述烘烤处理采用在烘箱中燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度通过调节煤气和助燃空气流量大小来控制，所述烘箱长1000mm、宽800mm、高700mm。
作为优选，所述高炉煤气主要成分按体积百分比计为CO为23.0～26.0％， CO2为15.0～18.0％，N2为55.0～58.0％，H2为1.0～3.0％，O2为0.2～0.5％，CH4为0.2～0.5％。
作为优选，烘烤后的褐铁矿与其它烧结原料混匀成混合料，加水使混合料水分7.5～7.8％，制粒后烧结。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)采用本发明技术后，可以消除粗粒褐铁矿在烧结过程中的爆裂现象，提高烧结矿强度和成品率，改善烧结矿质量。
(2)采用本发明技术后，可减少褐铁矿结晶水含量，有利于烧结，可以减少燃料消耗。
(3)采用本发明技术后，可改善烧结矿冶金性能，有利于提高高炉冶炼的技术经济指标。
(4)采用本发明技术后，可用发热值低、价廉、富余的高炉煤气作为燃料，有利于充分利用二次资源，减少高炉煤气放散对大气环境的污染。
(5)使烧结矿转鼓强度、成品率、冶金性能有较大提高，燃料消耗下降。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。一种褐铁矿烧结处理方法，将褐铁矿烘烤处理后再配入烧结混合料进行烧结，采用燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度410～460℃，烘烤时间6～10min；褐铁粉矿主要成分按重量百分比计为TFe37.7～43.66％，SiO2 18.3～23.6％，CaO 0.1～0.5％，MgO 0.3～0.6％，Al2O3 4.3～5.6％，Ig 10.7～12.8％。所述褐铁粉矿粒度组成按重量比计，粒度＞8mm重量比为10.6～11.2％；粒度5～8mm重量比为18.6～21.0％；粒度3～5mm重量比为19.8～22.6％；粒度1～3mm重量比为23.2～26.5％； 粒度＜1mm重量比为20～21.4％。所述烘烤处理采用在烘箱中燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度通过调节煤气和助燃空气流量大小来控制，所述烘箱长1000mm、宽800mm、高700mm。所述高炉煤气主要成分按体积百分比计为CO为23.0～26.0％，CO2为15.0～18.0％，N2为55.0～58.0％，H2为1.0～3.0％，O2为0.2～0.5％，CH4为0.2～0.5％。按一定的比例与其它烧结原料(铁矿石、熔剂、燃料)一起混匀成混合料，加水使混合料水分7.5～7.8％，制粒后烧结。
采用燃烧高炉煤气烘烤褐铁矿，烘烤温度410～460℃，烘烤时间6～10min后可去除大部分结晶水，可以消除粗粒褐铁矿在烧结过程中的爆裂现象，提高烧结矿强度和成品率，改善其冶金性能，降低燃料消耗。因此，采用上述褐铁矿烘烤处理的技术方法，虽然看似简单，却行之有效，可以改善烧结过程，改善烧结矿的结构，从而达到提高烧结矿产、质量的目的。
试验例(褐铁矿未烘烤处理直接配入烧结料)：
在攀钢烧结原料条件下，将褐铁矿直接配入烧结料中进行烧结，料层高度720mm，混合料水分7.8％，烧结碱度CaO/SiO2为2.35，抽风负压12.5kPa。烧结矿ISO转鼓强度73.26％，＞5mm成品率75.83％，利用系数1.348t/m2.h，固体燃料消耗59.64kg/t矿。
实施例1：
在攀钢烧结原料条件下，将褐铁矿烘烤处理，烘烤温度410℃，烘烤时间6min，然后配入烧结料中进行烧结，料层高度720mm，混合料水分7.8％，烧结碱度CaO/SiO2为2.35，抽风负压12.5kPa。结果表明，与试验例相比，烧结矿转鼓强度提高0.84个百分点，成品率提高3.17个百分点，产量提高1.36％，燃料消耗降低4.78kg/t，烧结矿低温还原粉化率(RDI-3.15)下降了1.18个百分点。
实施例2：
在攀钢烧结原料条件下，将褐铁矿烘烤处理，烘烤温度430℃，烘烤时间8min，然后配入烧结料中进行烧结，料层高度720mm，混合料水分7.8％，烧结碱度CaO/SiO2为2.35，抽风负压12.5kPa。结果表明，与试验例相比，烧结矿转鼓强度提高1.23个百分点，成品率提高3.65个百分点，产量提高1.84％，燃料消耗降低5.02kg/t，烧结矿低温还原粉化率(RDI-3.15)下降了1.75个百分点。
实施例3：
在攀钢烧结原料条件下，将褐铁矿烘烤处理，烘烤温度460℃，烘烤时间10min，然后配入烧结料中进行烧结，料层高度720mm，混合料水分7.8％，烧结碱度CaO/SiO2为2.35，抽风负压12.5kPa。结果表明，与试验例相比，烧结矿转鼓强度提高1.78个百分点，成品率提高4.12个百分点，产量提高2.31％，燃料消耗降低5.25kg/t，烧结矿低温还原粉化率(RDI-3.15)下降了2.06个百分点。
试验结果表明，采用该技术后，烧结矿转鼓强度提高0.84～1.78个百分点，成品率提高3.13～4.12个百分点，产量提高1.36％～2.31％，燃料消耗下降4.78～5.25kg/t，烧结矿低温还原粉化率(RDI-3.15)下降1.18～2.06个百分点。同时，由于烧结矿强度提高、入炉粉末量减少，高炉冶炼技术经济显著改善。该技术效果好，简单易行，只需增加一套烘烤设备，不用对现场工艺流程进行改造，生产推广应用的可行性强，实用价值大。在攀钢钒、成钢钒、西昌钢钒公司，以及国内外普矿烧结生产中均具有良好的推广应用前景。
目前攀钢公司烧结生产褐铁矿均直接配入烧结。试验结果表明，采用褐铁矿预先烘烤脱除结晶水技术，可以提高成品率4个百分点以上，产量提高2％以 上，固体燃料消耗下降5kg/t矿左右，烧结矿冶金性能也有所提高。按产量提高2％、固体燃料消耗下降5kg/t矿计算，攀钢钒烧结矿产量按1200万吨计，增产一吨烧结矿效益为50元，固体燃料价格1200元、吨，则增产节能经济效益为3000万元以上，扣除烘烤系统增加的费用后，预计在攀钢钒、西昌钢钒、成钢钒公司推广应用的经济效益在1500万元/年以上，具有较大的经济效益和环境效益。
以上对本发明所提供的一种褐铁矿烧结处理方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。