[發明專利]一種降低熔劑性磁鐵礦球團焙燒溫度的添加劑及使用方法

有效

• 申請號: 202210019068.9
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114032387B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李杰;劉衛星;楊愛民;王相龍;化澤一
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C22B1/243
• 分類號: C22B1/243;C22B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種降低熔劑性磁鐵礦球團焙燒溫度的添加劑及使用方法，由組分：B₂O₃、Mn₂O₃構成，所述B₂O₃、Mn₂O₃均為化學試劑分析純，添加劑質量分別為磁鐵精礦干基質量的0.8%、4%。將磁鐵精礦、膨潤土、鈣質熔劑與添加劑進行配料后，配加混合料干基質量比12～14％的水，在圓盤造球機內制備成直徑10～12.5mm的生球，生球干燥完全后，在600～1000℃條件下先進行預熱15～20min，確保Mn₂O₃充分分解，再在1200℃的條件下進行焙燒15min，焙燒完成后，球團冷卻至室溫，獲得成品球團礦。

技術領域

本發明涉及一種磁鐵精礦球團焙燒添加劑，特別涉及一種用于降低磁鐵精礦球團焙燒溫度的添加劑，還涉及利用添加劑降低磁鐵精礦球團焙燒溫度的方法，屬于鋼鐵冶金領域。

背景技術

鐵前工序作為鋼鐵流程中有害粉塵氣體排放量最大的環節，給低碳環保工作帶來阻礙，而作為主要入爐原料的燒結礦與球團礦更是其中的關鍵因素。球團礦的生產相較于燒結礦，其能耗約為燒結工序的1/2，粉塵、SO₂、NO_x排放量分別約為燒結工序的1/7、1/3、1/5，并且球團礦生產過程幾乎不產生二噁英，更加符合國家號召的節能減排要求。因此，減少燒結礦的使用量，增大球團礦的入爐比例是當今鋼鐵工業的一條綠色發展之路。

為了滿足高爐煉鐵需求，提高球團礦的入爐比例，近年來，研究重心逐漸轉移到熔劑性球團上來。熔劑性球團由于鈣質熔劑的添加，在高溫焙燒過程中容易生成鐵酸鈣和鐵橄欖石等低熔點物質，造成液相量較多使得焙燒過程中產生粘結現象，實際生產中難以控制。為了緩解熔劑性球團焙燒粘結問題，以往大都通過添加含鎂熔劑促進高熔點物質的生成來改善熔劑性球團性能。現有技術方案中：

方案一：將球團返礦、消石灰和腐殖酸鈉混合、陳化、球磨后作為復合添加劑，加入到球團原料中進行造球、球團預熱焙燒實驗，降低了球團焙燒溫度30～50℃。方案一中低溫焙燒添加劑一般需要提前制備，并且添加劑中含有少量的堿金屬Na⁺，實際工業化生產過程中有可能會給高爐順行帶來影響。

方案二：通過在回轉窯中添加一定粒度的鈦渣將焙燒過程中的球團礦分離開來可以以降低球團礦粘結率和緩解回轉窯結圈狀況。方案二是通過加入外部因素來緩解球團礦之間的焙燒粘結問題，只是在一定程度上抑制了回轉窯結圈現象，并沒有從根本上解決球團礦焙燒粘結問題并且鈦渣粒度較細，可能會有微量鈦渣吸附在球團礦表面，對球團礦質量造成影響。

方案三：通過優化細粒磁鐵礦球團焙燒過程的熱工參數，如風溫、升溫速度、料層高度、鏈篦機運行速度和焙燒氣氛氧含量等，并且外加控制預熱段、焙燒段及冷卻段球團礦的氧化比例，實現了球團礦深度氧化和高效固結。最終當回轉窯焙燒溫度1200℃時，球團礦平均抗壓強度達到2779N/個。方案三雖然通過改變熱工參數促進了球團礦深度固結，得到了強度較高的鐵礦球團，但該優化方案并不一定適用于其他種類磁鐵礦。

方案四：將鎂質熔劑輕燒白云石與水充分消化后，按一定重量比將上述鎂質添加劑與磁鐵精礦、膨潤土進行混勻、造球、焙燒和冷卻后，在焙燒溫度1190℃下焙燒9min時制得抗壓強度2200-2400N/個高品質的鎂質球團礦。方案四向原料中加入MgO熔劑雖然可以生成高熔點物質，在一定程度上降低粘結問題，但Mg²⁺的加入會使其進入磁鐵礦晶格中，在一定程度上阻礙了磁鐵礦氧化再結晶，并且MgO熔劑的添加量不能過高，因此也具有一定弊端。

發明內容

針對目前存在的高硅磁鐵精礦制備氧化球團焙燒溫度高、產品強度低等問題，本發明提供了一種降低磁鐵精礦球團焙燒溫度的添加劑，該添加劑可顯著降低球團焙燒溫度，球團焙燒溫度平均降低50～80℃，可顯著降低生產能耗，提高球團強度指標，緩解高溫焙燒粘結現象。