[發明專利]一種鐵礦粉冷壓團的制備方法及鐵礦粉冷壓團的用途

有效

• 申請號: 202110051393.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN114763583B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 李建;毛曉明;熊林;徐萬仁;彭新;蔣棟高;許海法;陶晨;談承麟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22B1/243
• 分類號: C22B1/243
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發明公開了一種鐵礦粉冷壓團的制備方法及鐵礦粉冷壓團的用途，將粗粒鐵礦粉、鐵精礦和廠內含鐵固廢通過冷固結，以不產生污染物的方式，制備成供高爐或熔融還原爐使用的鐵礦粉冷壓團，實現含鐵資源的回收利用和減少環境污染，同時采用消石灰、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥等水硬性材料作為粘結劑，在使用時可減少石灰石、白云石等熔劑的加入量，從而減少煉鐵工藝的CO₂排放，最終達成既降低生產成本，又具有環保效益、社會效益以及經濟效益。

技術領域

本發明屬于冶金類，高爐煉鐵原料預處理領域，涉及鐵礦石冷固結造塊技術，更具體地說，涉及一種鐵礦粉冷壓團的制備方法及鐵礦粉冷壓團的用途。

背景技術

現代高爐，為提高氣固反應的效率，保證爐況的順行，需使用塊狀的含鐵原料，通常以大比例的人造塊礦搭配少量的天然塊礦進行冶煉；常見的鐵礦石造塊工藝包括燒結、球團、壓塊，其中燒結、球團屬于高溫過程(1250～1400℃)，在脫除礦石中部分有害雜質元素、生產高強度冶金性能優良的爐料的同時，會排放大量污染物，通常燒結和球團工序產生的粉塵、氣體污染物的排放占長流程鋼鐵企業的60％以上；鑒于此，低溫、低排放、低污染、環境友好的壓塊工藝越來越受到研究者的關注和重視。壓塊包括熱壓塊和冷壓塊，熱壓塊作為一種工藝設想最初于19世紀末提出，但由于設備的限制，很長時間發展緩慢；20世紀70年代，由于耐高溫輥壓機(400～?600℃左右)的發展，熱壓塊在金屬切屑、煤、直接還原鐵等領域獲得了成功；熱壓塊主要依靠高溫下，被壓介質內部分物質軟化，在高壓外力作用下，固結造塊；冷壓塊是指在低溫下，主要借助粘結劑發生物理—化學變化進行固結的造塊方法；冷壓塊按其固結機理可分為水泥固結法、熱液固結法、碳酸化固結法和銹化固結法等。由于鐵礦石屬于脆性物料，熔點高達1300℃左右，無法像金屬切屑、煤等韌性物料一樣，采用熱壓塊的方法造塊，故其主要采用常溫或低溫冷壓塊的方式造塊。

經檢索，鐵礦石或含鐵物料冷固結技術及使用方法主要集中在如下方面：

一方面是鐵礦石或含鐵塵泥冷固結用于高爐煉鐵或轉爐煉鋼：日本專利JP58031042?A公開了一種煉鋼瓦斯泥壓塊方法，將含水10～25％的轉爐或電爐瓦斯泥配加1～8％的鹽鹵，充分混合后，壓塊并放置24h以上，使其固結變硬，這種壓塊可直接用于轉爐煉鋼中，作為冷卻劑部分替代球團。英國專利EP?1772527公開了一種添加粘結劑利用高爐金屬和非金屬冶金廢棄物的壓塊的方法，將50～98％(濕基)?金屬或非金屬粉狀廢棄物(如瓦斯泥、煙氣粉塵)配加1～25％粘結劑，添加水份進行壓塊，然后加入煉鐵高爐或煉鋼轉爐中；粘結劑主要由普通水泥或石灰構成，壓塊養護時間大于等于1～30天。瑞典最早擁有粉礦水泥冷固結技術的專利權，并在1971?年建成投產世界第一個鐵礦粉冷固結壓團生產廠；由于歐洲一些國家對環保要求很高，燒結廠大部分被關閉，低溫固結壓塊作為處理各種含鐵塵泥的方法目前在歐美一些國家得到較快地發展，冷固造塊產品通過高爐回收利用；比如瑞典SSAB公司?1993年建成投產用含鐵塵泥、水泥冷固造塊的生產廠(10萬噸/年)，產品加入高爐，2005年建成新的(20萬噸/年)生產線，噸鐵使用冷固結團塊約50～80kg；但是瑞典SSAB公司含鐵塵泥冷固結造塊的工藝并未在世界其它鋼廠得到大規模的推廣，主要原因是有兩點，一是僅采用水泥作為粘結劑的冷固結團塊高溫強度較低，難滿足大高爐的需要，二是瑞典SSAB高爐主要使用高品位的球團礦作為原料，其原料中鉛、鋅等負荷低，導致含鐵塵泥中，鉛鋅含量也低，生產回用不會造成有害元素鉛鋅富集；而其它地區的高爐，比如日本、中國的高爐，主要使用燒結礦，鉛鋅負荷高，含鐵塵泥中含有較高的鉛鋅，如果全部回用，將因鉛鋅循環富集，給高爐帶來一系列的危害；因此，SSAB含鐵塵泥水泥冷固結造塊是一種適合自身特點的工藝技術。印度專利IN223618B公開了一種無機粘結劑冷固結鋼廠固廢的方法，將含鐵塵泥、油泥、氧化鐵皮、焦粉加葉臘石(5～10％)、水泥(5～10％)、硅酸鈉(Na₂O:SiO₂＝1:1,配比3～7％)混合后，壓制成型，自然養護3～6天，產品供高爐使用。