風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，特別涉及風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法。本發(fā)明要解決是技術(shù)問題是現(xiàn)有方法的生產(chǎn)成本高，會導(dǎo)致球團(tuán)礦品位降低。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是提供了一種風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，包括以下步驟：a、將風(fēng)化礦破碎至粒徑為15mm以下；b、將破碎后的風(fēng)化礦與鈉化劑混合均勻，然后堆放陳化15天左右，得到半成品；c、將半成品干燥至水分含量小于3%；d、干燥后半成品再粉磨得到酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑。本發(fā)明提供的方法為廢棄風(fēng)化礦利用開辟新途徑，實(shí)現(xiàn)廢物利用，減少礦山次生災(zāi)害發(fā)生，降低了球團(tuán)礦生產(chǎn)成本。
【專利說明】風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，特別涉及風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法。
技術(shù)背景
[0002]酸性氧化球團(tuán)由于具有良好的冶金性能及改善高爐料柱透氣性等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化所必需的優(yōu)質(zhì)爐料，在鋼鐵工業(yè)中的作用越來越重要，其使用量也越來越大。膨潤土作為鐵精礦生產(chǎn)酸性氧化球團(tuán)用粘結(jié)劑，對物料成球及生球的干燥，預(yù)熱過程起著重要的固結(jié)作用，但配加膨潤土后，對酸性氧化球團(tuán)礦TFe (全鐵含量)品位和生產(chǎn)成本均有較大影響。
[0003]我國攀枝花地區(qū)的白馬鐵礦為特大型山坡露天礦，其風(fēng)化礦含量約占20%(其數(shù)量達(dá)到I億噸以上),風(fēng)化礦的TFe含量為23~28%，SiO2含量為22~28%，F(xiàn)eO含量為5.0~10.0%, TiO2 含量為 5.0 ~10.0%, V2O5 含量為 0.40 ~0.70%, CaO 含量為 1.0 ~3.0%, MgO含量為2.3~4.0%, S含量為0.02~0.10%, P含量為0.06~0.1%。
[0004]由于風(fēng)化礦含泥量較高，含鐵氧化物次生變化普遍等原因，導(dǎo)致其難以被利用，造成對鐵、鈦、釩等資源的極大浪費(fèi)。
[0005]在進(jìn)行礦山剝離過程中，每年將有數(shù)萬噸的風(fēng)化礦堆積于礦區(qū)周邊，日積月累，越堆越多，這部分資源不但未能得到充分的利用，而且給礦區(qū)的作業(yè)環(huán)境造成影響，在雨季還常常引發(fā)自燃災(zāi)害，造成山體滑坡等事故。因此，必需多渠道加大這部分資源的綜合利用力度，改善礦區(qū)作業(yè)環(huán)境，避免滑坡事故和其他次生災(zāi)害的產(chǎn)生。
[0006]申請?zhí)枮?01010537851.1的專利中，公開了一種球團(tuán)粘結(jié)劑及其制備方法。該方法包括如下步驟:將風(fēng)化礦與鈉化劑按重量比45~80:3~7 (優(yōu)選60:5)加潤濕量水混勻，陳化10~18天(優(yōu)選陳化14天)，干燥，粉碎，制成粒度-200目含量> 90%的微粉。進(jìn)一步的，為了使制備的球團(tuán)粘結(jié)劑的粘結(jié)效果更好，制成粒度-200目含量> 90%的微粉后還加入球團(tuán)粘結(jié)劑總重量8~12%的粘結(jié)劑(球團(tuán)常規(guī)用粘結(jié)劑如:膨潤土等即可)并混勻。
[0007]申請?zhí)枮?01010538007.0的專利中，公開了一種經(jīng)鈉化劑改性后的風(fēng)化礦在用作球團(tuán)粘結(jié)劑中的用途。其中，風(fēng)化礦優(yōu)選采用下述方法進(jìn)行鈉化改性:將風(fēng)化礦與鈉化劑按重量比45~80:3~7加潤濕量水混勻，陳化10~18天，干燥，粉碎，制成粒度-200目含量> 90%的微粉。更進(jìn)一步的，為了使鈉化改性效果更好，制成粒度-200目含量> 90%的微粉后還加入球團(tuán)粘結(jié)劑總重量8~12%的粘結(jié)劑(球團(tuán)常規(guī)用粘結(jié)劑如:膨潤土等即可)。
[0008]上述的兩種方法中都加入了膨潤土，膨潤土的主要成分是蒙脫石，為鋁酸鹽，其本身不含鐵，加入后會導(dǎo)致球團(tuán)礦品位降低。同時，膨潤土采購運(yùn)輸成本相對較高，對廠家生產(chǎn)成本影響較大。一直以來，選擇質(zhì)優(yōu)價廉的替代品一直是冶金工作者的重大課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明要解決是技術(shù)問題是現(xiàn)有方法的生產(chǎn)成本高，會導(dǎo)致球團(tuán)礦品位降低。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是提供了一種風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，包括以下步驟:
[0011]a、將風(fēng)化礦破碎至粒徑為15mm以下；
[0012]b、將破碎后的風(fēng)化礦與鈉化劑混合均勻，然后堆放陳化13~15天，得到半成品；
[0013]C、將半成品干燥至水分含量小于3% ；
[0014]d、干燥后半成品再粉磨，得到酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑。
[0015]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟a所述的風(fēng)化礦中TFe的含量為23~28%，SiO2的含量為22~28%，F(xiàn)eO的含量為5.0~10.0%, TiO2的含量為5.0~10.0%, V2O5 的含量為 0.40 ~0.70%ο
[0016]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述的鈉化劑為碳酸鈉、氯化鈉或氫氧化鈉中至少一種。
[0017]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述鈉化劑的加入量為風(fēng)化礦質(zhì)量的3%。~5 %。。
[0018]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述的堆放陳化過程中，風(fēng)化礦與鈉化劑混合物的水分含量為8%~10%。
[0019]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟d所述的粉磨，是將半成品粉磨至粒徑達(dá)到-200目的為90%以上。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:通過破碎、攪拌、鈉化改性、陳化及粉磨制粉，生產(chǎn)成為具有與膨潤土相似的指標(biāo)和性能，能夠替代膨潤土生產(chǎn)氧化球團(tuán)的粘結(jié)劑產(chǎn)品，大大降低了生產(chǎn)成本。為廢棄風(fēng)化礦利用開辟新途徑，實(shí)現(xiàn)廢物利用，減少礦山次生災(zāi)害發(fā)生，降低了球團(tuán)礦生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0021]風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，包括以下步驟:
[0022]a、將風(fēng)化礦破碎至粒徑為15mm以下；
[0023]b、將破碎后的風(fēng)化礦與鈉化劑混合均勻，然后堆放陳化13~15天，得到半成品；
[0024]C、將半成品干燥至水分含量小于3% ；
[0025]d、干燥后半成品再粉磨至粒徑達(dá)到-200目的為90%以上，得到酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑。
[0026]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟a所述的風(fēng)化礦中TFe的含量為23~28%，SiO2的含量為22~28%，F(xiàn)eO的含量為5.0~10.0%, TiO2的含量為5.0~10.0%, V2O5 的含量為 0.40 ~0.70%ο
[0027]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述的鈉化劑為碳酸鈉、氯化鈉或氫氧化鈉中至少一種。
[0028]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述鈉化劑的加入量為風(fēng)化礦質(zhì)量的3%。~5%。。
[0029]其中，上述風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，步驟b所述的堆放陳化過程中，風(fēng)化礦與鈉化劑混合物的水分含量為8%~10%。堆放陳化是為了使風(fēng)化礦鈉化改性。[0030]上述方法的步驟a中，將風(fēng)化礦破碎至粒徑為15mm以下是為了讓風(fēng)化礦粒度細(xì)化、均勻，避免風(fēng)化礦粒度過大，影響粘結(jié)劑產(chǎn)品質(zhì)量。風(fēng)化礦的粒度細(xì)化可以采用鄂式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)或者圓錐破碎機(jī)，只要使風(fēng)化礦粒度滿足生產(chǎn)需要即可。由于本發(fā)明步驟b中為了混合均勻、鈉化改性和堆放陳化工序，對風(fēng)化礦的粒度要求較嚴(yán)苛。粒度過大，鈉化劑與物料混合不均勻，鈉化劑不能有效的擴(kuò)散在風(fēng)化礦中。在步驟b的堆放陳化工序過程中，風(fēng)化礦如果鈉化不徹底，會影響粘結(jié)劑的產(chǎn)品性能。
[0031]上述方法的步驟b中對風(fēng)化礦進(jìn)行鈉化，其目的是利用鈉化劑中Na+的活性，使風(fēng)化礦中的SiO2粘結(jié)性徹底釋放。堆放陳化工序必需經(jīng)歷13~15天，目的是為了徹底釋放風(fēng)化礦中二氧化硅的活性，使產(chǎn)品滿足球團(tuán)生產(chǎn)要求，陳化工序要保障混合物料含有8%~10%的水分，要有足夠的時間。水分不足或時間過短，風(fēng)化礦均不能充分鈉化改性，影響產(chǎn)品質(zhì)量。風(fēng)化礦中還含有一定的Fe，風(fēng)化礦中的Fe在高爐中可以還原回收，綜合利用。而風(fēng)化礦中的SiO2，其特有的粘結(jié)性經(jīng)鈉化改性、堆放陳化、干燥粉磨后徹底被釋放，具有極強(qiáng)的粘結(jié)性，物料加工成水分小于3%、粒度-200目達(dá)到90%以上的粉料后，可以有效替代膨潤土，作為粘結(jié)劑用于球團(tuán)生產(chǎn)。
[0032]上述方法的步驟c中半成品的烘干工序，物料水分必需烘干至3%以下，以便粉磨后的產(chǎn)品入庫儲存?zhèn)溆谩２襟Ec中半成品的若水份大于3%，粉磨后的產(chǎn)品入庫儲存時，容易板結(jié)變硬，無法用于球團(tuán)生產(chǎn)。本發(fā)明半成品的烘干工序中的干燥設(shè)備，在工藝生產(chǎn)中屬于能耗高的設(shè)備，需要采用高效節(jié)能烘干設(shè)備，保障本發(fā)明提供的方法節(jié)能環(huán)保。
[0033]上述方法的步驟d中的產(chǎn)品粉磨工序，要求粘結(jié)劑粒度-200目需達(dá)到90%以上。若產(chǎn)品粒度為-200目的低于90%，粘結(jié)劑產(chǎn)品在用于球團(tuán)生產(chǎn)的過程中，在造球盤上生球的生成率相對較差，且粒度越粗，生球的生成率越差。若粘結(jié)劑粒度為-200目的達(dá)到90%以上，在造球盤上生球的生成率相對較好，且粒度越細(xì)，生球生成率越高。但是產(chǎn)品細(xì)度的提高，會造成生產(chǎn)成本同時提高，通過大規(guī)模工業(yè)試驗(yàn)，作為一種最優(yōu)選擇，粘結(jié)劑粒度為-200目的達(dá)到90%以上， 可以滿足球團(tuán)生產(chǎn)要求。步驟d中的產(chǎn)品粉磨工序，所采用的粉磨設(shè)備，可以采用雷蒙磨，高壓輥磨機(jī)等粉磨設(shè)備，優(yōu)選高壓輥磨機(jī)，該設(shè)備占地面積小，產(chǎn)量高，能耗低。
[0034]實(shí)施例1
[0035]I)將風(fēng)化礦1600噸由破碎設(shè)備破碎至O~15mm ；
[0036]2)將破碎后的風(fēng)化礦與鈉化劑4.8噸混合，攪拌機(jī)攪拌均勻，鈉化改性，堆放陳化15天；
[0037]3)陳化后的半成品經(jīng)由皮帶輸送至高效節(jié)能烘干機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后物料水份小于3% ；
[0038]4)干燥后物料由粉磨設(shè)備粉磨至-200目達(dá)到90%以上，得到酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑。
[0039]實(shí)施例2本發(fā)明方法制備的球團(tuán)粘結(jié)劑的性能檢測
[0040]將上述實(shí)施例1制備得到的本發(fā)明球團(tuán)粘結(jié)劑，按3%的比例加入到鐵精礦原料中，造球，得到生球團(tuán)礦，然后焙燒(焙燒預(yù)熱溫度850 °C，預(yù)熱時間20min，焙燒溫度12000C，焙燒時間30min)，制得成品球團(tuán)礦(也稱熟球團(tuán)礦)。
[0041]以相同用量對比例作對照，鐵精礦的批次相同，按上述工藝步驟制得成品球團(tuán)礦。[0042]對比例的制備方法為:將風(fēng)化礦60kg，鈉化劑(碳酸鈉)5kg，加水35kg混勻，快速擠壓攪拌混勻，擠壓間距選擇2mm，陳化14天，曬干，雷蒙磨磨細(xì)，制成粒度-200目含量> 90%的微粉，配入10%的常規(guī)粘結(jié)劑(膨潤土)，即得對比例球團(tuán)粘結(jié)劑。(申請?zhí)枮?01010537851.1的專利實(shí)施例)
[0043]分別對生球團(tuán)礦和成品球團(tuán)礦進(jìn)行性能檢測，結(jié)果表1所示。
[0044]表1性能檢測結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，包括以下步驟: a、將風(fēng)化礦破碎至粒徑為15mm以下； b、將破碎后的風(fēng)化礦與鈉化劑混合均勻，然后堆放陳化13~15天，得到半成品； C、將半成品干燥至水分含量小于3% ； d、干燥后半成品再粉磨，得到酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，其特征在于:步驟a所述的風(fēng)化礦中TFe的含量為23~28%，SiO2的含量為22~28%，F(xiàn)eO的含量為5.0~10.0%, TiO2 的含量為 5.0 ~10.0%, V2O5 的含量為 0.40 ~0.70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，其特征在于:步驟b所述的鈉化劑為碳酸鈉、氯化鈉或氫氧化鈉中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，其特征在于:步驟b所述鈉化劑的加入量為風(fēng)化礦質(zhì)量的3%。~5%。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，其特征在于:步驟b所述的堆放陳化過程中，風(fēng)化礦與鈉化劑混合物的水分含量為8%~10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)化礦制備酸性氧化球團(tuán)粘結(jié)劑的方法，其特征在于:步驟d所述的粉磨，是將半成品粉磨至粒徑達(dá)到-200目的為90%以上。
【文檔編號】C22B1/243GK103614552SQ201310683177
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王賓, 陳旻, 許利波, 鄒鋒 申請人:攀枝花鋼城集團(tuán)米易瑞地礦業(yè)有限公司