[發明專利]一種改善高配比硫酸渣球團礦焙燒固結性能的工藝方法

有效

• 申請號: 202010564201.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111676369B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 藍慶滔;李文波
• 申請（專利權）人: 銅陵有色金屬集團股份有限公司
• 主分類號: C22B1/248
• 分類號: C22B1/248;C22B1/24;C22B1/216
• 代理公司: 銅陵市嘉同知識產權代理事務所(普通合伙) 34186
• 代理人: 吳晨亮

本發明公開了一種改善高配比硫酸渣球團礦焙燒固結性能的工藝方法,它包括以下步驟：（1）、硫酸渣增濕：將硫酸渣增濕使其含水量達到15wt%?20wt%，在原料存儲系統中封閉保濕8h以上；（2）、預配混料：將鐵精礦、硫酸渣和MgO混合形成混合料，硫酸渣含量為混合料的50wt%以上，混合料的平均含水量達到12wt%～13wt%，MgO含量為混合料的1.5wt%以上；（3）、磨礦；（4）、配料；（5）、造球；（6）、干燥；（7）、預熱；（8）焙燒；（9）、冷卻。本發明的有益效果是球團礦在干燥、焙燒過程中產生的粉末量少；成品球團礦抗壓強度達到或超過國家標準，與此同時，回轉窯內沒有結窯現象；成品球團礦的冶金性能，特別是還原膨脹指數會優于普通鐵精礦氧化球團礦。

技術領域

本發明涉及球團焙燒固結工藝，尤其涉及一種改善高配比硫酸渣球團礦焙燒固結性能的工藝方法。

背景技術

硫酸渣是硫鐵礦制酸過程中排出的燒渣。近年來，我國每年硫鐵礦制酸的量為1500～1600萬噸，每年產生的硫酸渣為1200～1400萬噸。硫酸渣作為一種化工粉塵，也是一種二次含鐵資源。在2010年之前，我國硫酸渣的綜合利用率不高，一般只占30%左右。硫鐵礦制酸行業每年有大量的硫酸渣堆存，存在很大的環保風險。2010年之后，隨著環保要求的日益提高，同時鋼鐵市場低迷，鋼鐵行業為了降低鐵原料成本，開始把目光轉向硫酸渣等二次含鐵資源的利用。

硫酸渣因出爐時含水量低、含硫量較高、粒度細，因而鋼鐵行業在利用硫酸渣時，無法投入高爐直接煉鐵，也難以在燒結過程中直接利用。穩妥的處理思路是：使用部分硫酸渣，并配加一定量的鐵精礦后，利用“鏈篦機—回轉窯—環冷機”氧化球團礦生產系統，制成氧化球團礦產品，作為高爐煉鐵原料。

常規的“鏈篦機—回轉窯—環冷機”氧化球團生產系統的運行過程如附圖一所示。

在生產中，鏈篦機、回轉窯、環冷機是該生產系統的三臺主機設備。鏈篦機一般按流程走向，從前至后分為干燥I段、干燥Ⅱ段、地渡預熱段、預熱段等四段，承擔球團的干燥和預熱。回轉窯承擔經鏈篦機預熱后球團的焙燒。環冷機承擔焙燒后球團的冷卻。

“鏈篦機—回轉窯—環冷機”系統是一套成熟的氧化球團礦生產裝置，但該系統的生產人員在試圖使用硫酸渣配入普通鐵精礦中生產球團礦的時候，遇到的主要問題是：

首先，球團礦的造球，是含水物料在造球設備內滾動過程中噴水，使物料達到最大的分子結合水后，在物料層中形成毛細水，礦粉顆粒在毛細力的連接下粘接成形的。硫酸渣是經高溫焙燒后的超細化工粉塵，吸水性強。添加硫酸渣后，因在造球過程中毛細水的形成緩慢，礦粉成球時間會變長，同時成球率低下，設備臺時產量無法提高。

其次，添加硫酸渣后，因物料吸水性強。造球后的生球水份與普通鐵精礦球團相比，有明顯的提高。因而在同樣的溫度下，球團干燥效果不佳，在干燥段脫水率低，在球團進入過渡預熱段及預熱段后，預熱效果也隨之下降。最終是球團焙燒設備內、產品中，出現大量的粉末。

再次，球團礦在焙燒過程中，其固結機理是：球團在高溫作用下，通過固體質點擴散的方式，在固體顆粒間形成連接橋及少量液相，讓固體顆粒粘結起來，使球團具有足夠的機械強度。一般球團礦焙燒固結過程中，液相量為5%～7%。如液相量過低，球團礦固結的強度下降，如液相量過高，球團表面就會有明顯的液相生產，這些液相會粘結、包裹料層間的粉末，使球團產品出現結塊，回轉窯設備內壁上也會出現粉末及球團顆粒燒結形成的窯圈，不光影響球團礦的產質量，而且會影響到生產的穩定性。

球團生產中添加硫酸渣后，一方面，硫酸渣作為高溫焙燒后的粉塵，其質點擴散的活性已明顯降低，如要確保硫酸渣的固結，就需要更高的焙燒溫度。而另一方面，球團的另一部分原料，即普通鐵精礦，在更高的溫度下，容易出現大量的液相。最終的結果是：硫酸渣配比越高，球團礦的強度越不容易保證，同時回轉窯結圈越快，無法保證生產的連續性。