以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺.pdf

本发明公开了以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，包括以下步骤：将萤石浮选粉、萤石矿粉、硅酸钠溶液先置入混料机混合均匀，将该混合物料置于高压压球机中挤压成球，再将球烘焙、冷却即可。本发明的硅酸钠为结合剂的高压压制萤石球的品位高，范围广且高（CaF2的含量75—95wt%，一般≥85wt%），有合理的反应比表面积，同时具备满足金属冶炼所要求助熔剂的性能和机械强度。本发明的萤石球广泛应用于特殊钢、不锈钢（所有品种）、高炉、有色金属等金属冶炼，可提高化渣速度，缩短冶炼时间，与萤石块相比，是使用量大幅减少，降低生产成本和排渣量。

权利要求书以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：包括以下步骤：将萤石浮选粉、萤石矿粉、硅酸钠溶液先置入混料机混合均匀，将该混合物料置于高压压球机中挤压成球，再将球烘焙、冷却即可。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为2.5‑8.5%。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述萤石浮选粉的目数为40‑300目；萤石矿粒度≦3mm，其中，1‑3mm粒度所占的质量百分比﹥70%。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特
征在于：以萤石浮选粉、萤石矿粉的质量和为100%计算，萤石浮选粉的质量百分比为50‑100%，余量为萤石矿粉；或者萤石矿粉的质量百分比为70‑100%，余量为萤石浮选粉。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述的萤石浮选粉中CaF2的含量在75wt%以上，萤石矿粉中CaF2的含量在75wt%以上。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述硅酸钠溶液浓度为40—52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为3.3‑2.2。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述混料机为行星式轮碾混合机。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述的高压压球机的线比压为5—11t/cm。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：所述的烘焙温度为120‑300℃。
根据权利要求1所述的以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，其特征在于：将球烘焙、冷却后，所得球体积为12.51‑41.67cm³，密度为2.75‑2.85g/cm³。

说明书以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺
技术领域
本发明涉及一种以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺。
背景技术
萤石具有降低特殊钢、不锈钢、铁合金、有色金属等金属冶炼过程中难熔物质的熔点，促进炉渣流动，使渣和金属很好分离的特性，在钢铁冶炼、铁合金生产、化铁工艺及有色金属冶炼过程中作为助熔剂，被广泛用于脱硫、脱磷，增强金属的可锻性和抗张强度等。冶炼用萤石矿石一般要求品位为CaF2的含量≥70wt%以上的块矿，但受资源限制，中高品位的萤石块矿日趋紧张，且成本大幅攀升，而低品位、高FeO、MnO等氧化物的萤石原矿块、粉却很多，特别是与有色金属矿共生经选矿产生的低品位高杂质富含CaF2尾矿堆积如山，没有出路，浪费资源且污染环境，如何处置这些废弃物，提出一种有效的资源化方法成为社会极其关注的问题。
为了有效解决此问题，首先对低品位萤石块、粉富含CaF2尾矿进行浮选，将品位提高到CaF2的含量≥75wt%，其次对浮选后的高品位萤石浮选粉进行适当的造块处理，以使其可用于金属冶炼，须找到一种合理的工艺以使制得的萤石球具有较高品位、较高强度、可用于普通钢、特殊钢、不锈钢、高炉、有色金属冶炼则亟待解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺。
本发明所采取的技术方案是：
以硅酸钠为结合剂进行高压压制萤石球的工艺，包括以下步骤：将萤石浮选粉、萤石矿粉、硅酸钠溶液先置入混料机混合均匀，将该混合物料置于高压压球机中挤压成球，再将球烘焙、冷却即可。
硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为2.5‑8.5%。
所述萤石浮选粉的目数为40‑300目；萤石矿粒度≦3mm，其中，1‑3mm粒度所占的质量百分比﹥70%。
以萤石浮选粉、萤石矿粉的质量和为100%计算，萤石浮选粉的质量百分比为50‑100%，余量为萤石矿粉；或者萤石矿粉的质量百分比为70‑100%，余量为萤石浮选粉。
所述的萤石浮选粉中CaF2的含量在75wt%以上，萤石矿粉中CaF2的含量在75wt%以上。
所述硅酸钠溶液浓度为40—52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为3.3‑2.2。
所述混料机为行星式轮碾混合机。
所述的高压压球机的线比压为5—11t/cm。
所述的烘焙温度为120‑300℃。
将球烘焙、冷却后，所得球体积为12.51‑41.67cm³，密度为2.75‑2.85g/cm³。
本发明的有益效果是：本发明的硅酸钠为结合剂的高压压制萤石球的品位高，范围广且高（CaF2的含量75—95wt%，一般≥85wt%），有合理的反应比表面积，同时具备满足金属冶炼所要求助熔剂的性能和机械强度。本发明的萤石球广泛应用于普通钢、特殊钢、不锈钢（所有品种）、高炉、有色金属等金属冶炼，可提高化渣速度，缩短冶炼时间，与萤石块相比，是使用量大幅减少，降低生产成本和排渣量。
另外，本发明中，粘合剂硅酸钠的用量较少，因此，在制成的萤石球中，其氟化钙的含量相对于萤石浮选粉中氟化钙的含量降低的值较小，即实现了CaF2品位降点低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
将萤石浮选粉（目数为100‑300目）、萤石矿粉（粒度为≤3mm，在该萤石矿粉中，粒度为1‑3mm的萤石矿粉所占的质量百分比≥70%）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机混合均匀，再将混合物置于高压压球机中（线比压：7.5t/cm）中挤压成球，再将球烘培，温度150‑220℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.4，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为5%。
以萤石浮选粉、萤石矿粉的质量和为100%计算，萤石浮选粉的质量百分比为90%，余量为萤石矿粉。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
所述的萤石矿粉中，CaF2的含量≥80wt%，SiO2含量≤14wt%，S的含量≤0.15wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例2：
将萤石浮选粉（目数为100‑300目）、萤石矿粉（粒度为≤3mm，在该萤石矿粉中，粒度为1‑3mm的萤石矿粉所占的质量百分比≥70%）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机中混合均匀，再将混合物置入高压压球机中（线比压：6t/cm）中挤压成球，再将球烘焙，温度120‑180℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.4，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为3.5%。
以萤石浮选粉、萤石矿粉质量和为100%计算，萤石矿粉质量百分比为70%，余量为萤石浮选粉。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
所述的萤石矿粉中，CaF2的含量≥80wt%，SiO2含量≤14wt%，S的含量≤0.15wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例3：
将萤石浮选粉（目数为100‑300目）、萤石矿粉（粒度为≤3mm，在该萤石矿粉中，粒度为1‑3mm的萤石矿粉所占的质量百分比≥70%）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机中混合均匀，再将混合物置入高压压球机中（线比压：7.5t/cm）中压制成球，再将球烘培，温度150‑220℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为45°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.8，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为5.5%。
以萤石浮选粉、萤石矿粉的质量和为100%计算，萤石浮选粉的质量百分比为90%，余量为萤石矿粉。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
所述的萤石矿粉中，CaF2的含量≥80wt%，SiO2含量≤14wt%，S的含量≤0.15wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例4：
将萤石浮选粉（目数为100‑300目）、萤石矿粉（粒度为≤3mm，在该萤石矿粉中，粒度为1‑3mm的萤石矿粉所占的质量百分比≥70%）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机中混合均匀，再将混合物置入高压压球机中（线比压：6t/cm）中压制成球，再将球烘培，温度120‑180℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为45°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.8，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为4%。
以萤石浮选粉、萤石矿粉质量和为100%计算，萤石矿粉质量百分比为70%，余量为萤石浮选粉。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
所述的萤石矿粉中，CaF2的含量≥80wt%，SiO2含量≤14wt%，S的含量≤0.15wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例5：
将萤石浮选粉（目数为40‑120目）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机中混合均匀，再将混合物置入高压压球机中（线比压：7 t/cm）中压制成球，再将球烘培，温度120‑180℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.4，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为4%。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例6：
将萤石浮选粉（目数为100‑300目）、硅酸钠溶液置入行星式轮碾混合机中混合均匀，再将混合物置入高压压球机中（线比压：8t/cm）压制成球，再将球烘培，温度180‑250℃温度下烘焙3.0h，冷却即可。
所述的硅酸钠溶液的浓度为52°Bé，溶液中的硅酸钠的模数为2.4，该硅酸钠溶液在混合物料中的质量百分比为6%。
所述的萤石浮选粉中，CaF2的含量≥88wt%，SiO2含量≤9wt%，S的含量≤0.1wt%，P的含量≤0.06wt%。
实施例1‑6制得的无机结合萤石球的抗压强度在5.5N‑6.3 N∕mm2之间，将萤石球于2m高的地方自由落在钢板上，测定落下强度，经测试，重复落下4次，均未破碎。
本发明的无机结合萤石球满足金属冶炼所要求助熔剂的性能和机械强度，应用于普通钢、特殊钢、不锈钢、高炉、有色金属冶炼，可提高化渣速度，缩短冶炼时间，与萤石块相比使用量大幅减少，降低生产成本和排渣量。
本发明所制得的萤石球，其中所含的粘结剂在炉内会受部分高温蒸发掉，部分进入渣中，不会造成钢水污染，且无毒；另外，本发明的无机结合萤石球可替代高品位的萤石块矿用于冶金行业，粒度大小较统一，品质优良，非常适用于钢厂数字化冶炼。
本发明制得的萤石球的体积在12.51‑41.67cm³之间，密度在2.75‑2.85g/cm³。