水泥熟料及其制備方法
【專利摘要】提供了一種水泥熟料及其制備方法。該制備方法包括:將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑、消石灰、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合,以得到混合料;將混合料制成球團(tuán);干燥球團(tuán);對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分;冷卻球團(tuán),使得球團(tuán)自粉化以得到粉料;對(duì)粉料進(jìn)行篩分,以得到粒鐵和第一自粉化還原渣;以及對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行磁選,以得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣,其中,基于鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量,鋁土礦礦粉的重量百分比是54.55%~56.93%,碳質(zhì)還原劑的重量百分比是10.81%~11.28%,消石灰的重量百分比是31.79%~34.64%,有機(jī)粘結(jié)劑的重量是鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的2%~4%,水的重量是鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的7%~9%。
【專利說明】水泥熟料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料的【技術(shù)領(lǐng)域】,具體地講,涉及一種水泥熟料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高鐵型鋁土礦通常含有較高含量的鐵氧化物。在現(xiàn)有技術(shù)中,高鐵型鋁土礦經(jīng)煤基直接還原熔分可以以極高的收得率獲得粒鐵和細(xì)度極小的自粉化還原渣。高品質(zhì)的粒鐵可以直接用作轉(zhuǎn)爐或電爐的煉鋼冷卻劑,而自粉化還原渣一直沒有得到有效的綜合利用。例如,采用濕法溶出現(xiàn)有技術(shù)的自粉化還原渣中的氧化鋁時(shí),因?yàn)閷?duì)自粉化還原渣的啦0含量要求十分苛刻,所以很難獲得較高的氧化鋁溶出率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠解決上述技術(shù)問題中的至少一個(gè)技術(shù)問題的水泥熟料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種水泥熟料及其制備方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法包括下述步驟:將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑、消石灰、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合,以得到混合料;將混合料制成球團(tuán);干燥球團(tuán);對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分;冷卻球團(tuán),使得球團(tuán)自粉化以得到粉料;對(duì)粉料進(jìn)行篩分,以得到粒鐵和第一自粉化還原渣;以及對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行磁選,以得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣,其中,高鐵型鋁土礦礦粉具有不低于20%的八1203含量、不低于20%的全鐵含量以及不低于48%的八1 203含量與203含量之和,基于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量,高鐵型鋁土礦礦粉的重量百分比是
54.55%?56.93%,碳質(zhì)還原劑的重量百分比是10.81%?11.28%,消石灰的重量百分比是31.79%?34.64%,有機(jī)粘結(jié)劑的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的2%?4%,水的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的7%?
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面,高鐵型鋁土礦礦粉的八1203含量與310 2含量之比在1.5至4.0的范圍內(nèi)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面,有機(jī)粘結(jié)劑是糖漿、丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、淀粉、1(1?球團(tuán)粘結(jié)劑中的至少一種。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面,使用壓球機(jī)將混合料制成球團(tuán)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面,使用網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱在2401:?2601:下干燥球團(tuán)2小時(shí)?3小時(shí)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面,在保護(hù)氣氛下在14001:?14501:的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分處理。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面,在多通道高溫電熱推板窯中,在流量為4.01/111111?6.01/111111的氮?dú)鈿夥障?,?4001:?14501:的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分處理30111111 ?40111;1110
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面,對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行弱磁選。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的水泥熟料的物相組成包括按重量計(jì)26.32 %?29.03%的硅酸二鈣、58.63%?66.67%的七鋁酸十二鈣和6.67 %?15.05 %的鈣鋁黃長(zhǎng)石,所述水泥熟料的化學(xué)組成包括按重量計(jì)29.82%?31.91 %的八1203、13.39 %?14.35 %的3102、53.74%?56.81%的0^0、不超過2.0%的?6〇和低于1.5%的金屬鐵。
[0014]根據(jù)上述方法制備的水泥熟料的物相組成包括按重量計(jì)26.32%?29.03%的硅酸二鈣、58.63%?66.67%的七鋁酸十二鈣和6.67%?15.05%的鈣鋁黃長(zhǎng)石,所述水泥熟料的化學(xué)組成包括按重量計(jì)29.82%?31.91%的八1203、以39%?14.35%的3102、53.74%?56.81%的0^0、不超過2.0%的?6〇和低于1.5%的金屬鐵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述,本發(fā)明的上述和/或其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚,其中:
[0016]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法的工藝流程圖;
[0017]圖2是實(shí)施例2中制備的作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的乂即分析結(jié)果的圖;
[0018]圖3中的⑷、㈦和⑷是示出了實(shí)施例1至實(shí)施例3中制備的作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的水泥熟料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明。然而,本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)體現(xiàn),并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的特定實(shí)施例,相反,提供這些實(shí)施例使得本發(fā)明將是徹底的和完整的,并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
[0020]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法的工藝流程圖。參照?qǐng)D1,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法包括:將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑、消石灰、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合,以得到混合料;將混合料制成球團(tuán);干燥球團(tuán);對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分;冷卻球團(tuán),使得球團(tuán)自粉化以得到粉料;對(duì)粉料進(jìn)行篩分,以得到粒鐵和第一自粉化還原渣;以及對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行磁選,以得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用的高鐵型鋁土礦礦粉可具有不低于20% (例如,20%?30%)的八1203含量、不低于20% (例如,25%?35%)的全鐵(丁?6)含量、以及不低于48%的八1203含量與203含量之和。此外,高鐵型鋁土礦礦粉的八1 203含量(重量)與3102含量(重量)之比(4/3)可以在1.5至4.0的范圍內(nèi),更具體地,可以在1.9至2.4的范圍內(nèi)。高鐵型鋁土礦礦粉的3102含量可為10%?15%。高鐵型鋁土礦礦粉還可含有少量的其他金屬氧化物,例如等。例如,高鐵型鋁土礦礦粉可含有0.98% -1.38%的0^0。然而,本發(fā)明不限于此,在根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中可以使用任何合適的高鐵型鋁土礦礦粉。
[0022]在具體應(yīng)用中,可以使用中國(guó)廣西的貴港、橫縣、賓陽(yáng)、來(lái)賓、武鳴等地以及山西保德、河南、貴州、重慶、海南、福建等地出產(chǎn)的高鐵型鋁土礦礦粉。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中,高鐵型鋁土礦礦粉的粒度可以為60目?120目。然而,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法不限于此。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用的碳質(zhì)還原劑可以是煤粉、炭粉和焦粉中的至少一種。碳質(zhì)還原劑可具有60目?120目的粒度。然而,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法不限于此。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用的有機(jī)粘結(jié)劑可以是冶金領(lǐng)域常用的任何合適的有機(jī)粘結(jié)劑。例如,可以使用糖漿、丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、淀粉、1(1?球團(tuán)粘結(jié)劑中的至少一種作為有機(jī)粘結(jié)劑。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,使用糖漿作為有機(jī)粘結(jié)劑。因?yàn)橹T如膨潤(rùn)土的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的使用會(huì)改變還原渣的成分,從而使得還原渣的物理化學(xué)性質(zhì)劣化,所以在根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用有機(jī)粘結(jié)劑,而不使用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用的消石灰不僅可以提供最終產(chǎn)物一水泥熟料中的大量鈣元素,而且起到降低渣系熔點(diǎn)的作用,從而有利于鐵氧化物的還原和渣鐵的有效分離。此外,消石灰還可用作球團(tuán)的粘結(jié)劑。消石灰的細(xì)度不受具體限制。
[0027]在根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中,如果使用氧化鈣代替消石灰,則氧化鈣遇水會(huì)發(fā)生膨脹,導(dǎo)致球團(tuán)未經(jīng)干燥和還原就發(fā)生粉化。如果使用氯化鈣代替消石灰,雖然氯化鈣有利于熔化分離,但是會(huì)導(dǎo)致還原渣中出現(xiàn)玻璃相,進(jìn)而導(dǎo)致還原渣不能自粉化。如果使用硫酸鈣代替消石灰,則會(huì)導(dǎo)致粒鐵中的硫含量超標(biāo),并且污染環(huán)境。因此,在根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法中使用消石灰。
[0028]基于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量,高鐵型鋁土礦礦粉的重量百分比可以是54.55%?56.93%,碳質(zhì)還原劑的重量百分比可以是10.81%?11.28%,消石灰的重量百分比可以是31.79%?34.64%。
[0029]如果高鐵型鋁土礦礦粉的重量百分比小于54.55%,則會(huì)導(dǎo)致還原渣的堿度升高,影響還原渣成分,降低還原渣中的硅酸二鈣((^3)和七鋁酸十二鈣((^^)含量,最終降低水泥熟料的水化硬化強(qiáng)度。如果高鐵型鋁土礦礦粉的重量百分比大于56.93%,會(huì)導(dǎo)致還原渣的堿度降低,影響還原渣成分,降低還原渣中的和I人含量,同時(shí)增加鈣鋁黃長(zhǎng)石的含量,該成分幾乎不能水化硬化,最終降低水泥熟料的水化硬化強(qiáng)度。
[0030]如果碳質(zhì)還原劑的重量百分比小于10.81%,則會(huì)導(dǎo)致鐵氧化物的還原不充分,使得鐵回收率低;同時(shí)導(dǎo)致還原渣中的鐵含量升高,對(duì)水泥熟料產(chǎn)生影響,例如會(huì)降低水泥強(qiáng)度。如果碳質(zhì)還原劑的重量百分比大于11.28%,則會(huì)導(dǎo)致碳含量過多而使得還原能耗升尚。
[0031]如果消石灰的重量百分比小于31.79%,會(huì)導(dǎo)致還原渣的堿度降低,影響還原渣成分,降低還原渣中的和I人含量,同時(shí)增加鈣鋁黃長(zhǎng)石的含量,該成分幾乎不能水化硬化,最終降低水泥熟料的水化硬化強(qiáng)度。如果消石灰的重量百分比大于34.64%,則會(huì)導(dǎo)致還原渣的堿度升高,影響還原渣成分,降低還原渣中的化和I人含量,最終降低水泥熟料的水化硬化強(qiáng)度。
[0032]有機(jī)粘結(jié)劑的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的2%?4%0如果有機(jī)粘結(jié)劑的重量小于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的2%,則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)壓制成的球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度偏低。如果有機(jī)粘結(jié)劑的重量大于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的4%,則會(huì)在后續(xù)的壓制球團(tuán)的過程中造成脫模困難,同時(shí)加入過多的有機(jī)粘結(jié)劑會(huì)增加水泥熟料生產(chǎn)成本和能耗。
[0033]水的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的7%?9%。如果水的重量小于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的7%,則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)壓制成的球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度偏低。如果水的重量大于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的9%,則會(huì)導(dǎo)致壓制成球團(tuán)的過程中脫模困難。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選的示例性實(shí)施例中,將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑、消石灰、有機(jī)粘結(jié)劑和水均勻地混合以得到混合料。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,可以先將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰混合在一起,然后將有機(jī)粘結(jié)劑和水與高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的混合料混合。
[0035]可以采用本領(lǐng)域中任何合適的設(shè)備將混合料制成球團(tuán)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,使用壓球機(jī)(例如對(duì)輥式壓球機(jī))將混合料制成球團(tuán)。在一個(gè)具體的示例性實(shí)施例中,使用對(duì)輥式壓球機(jī)以合適的壓力將混合料壓制成具有合適尺寸的球團(tuán)。用于對(duì)混合料進(jìn)行壓制的壓力不受具體限制,例如為101?3?601?3。制成的球團(tuán)的形狀不受具體限制,例如為球形、橢球形、扁形、長(zhǎng)方體形、正方體形、圓柱形、楔形、橄欖形、不規(guī)則形狀等。制成的球團(tuán)的尺寸不受具體限制,例如尺寸(直徑、長(zhǎng)度、寬度、跨度等)為10111111?100111111的球團(tuán)。
[0036]使用壓球機(jī)制得的球團(tuán)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度以確保良好的自粉化效果。然而,如果使用冶金領(lǐng)域常用的圓盤造球機(jī)或圓筒造球機(jī),則制得的球團(tuán)的機(jī)械強(qiáng)度可能太低影響自粉化效果,并且球團(tuán)尺寸較小,還原時(shí)爐膛利用率低以使得還原能耗升高,且生產(chǎn)的粒鐵尺寸小。因此,在一個(gè)優(yōu)選的示例性實(shí)施例中,使用壓球機(jī)將混合料制成球團(tuán)。
[0037]可以使用本領(lǐng)域中任何合適的干燥設(shè)備來(lái)對(duì)球團(tuán)進(jìn)行干燥。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,使用網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱來(lái)干燥球團(tuán)。用于干燥球團(tuán)的溫度不受具體限制,例如為2401?2601。用于干燥球團(tuán)的時(shí)間不受具體限制,例如為2小時(shí)?3小時(shí)。
[0038]可以采用本領(lǐng)域中任何合適的設(shè)備來(lái)執(zhí)行直接還原熔分的操作。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,在保護(hù)氣氛下在14001:?14501:的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分處理。保護(hù)氣氛可以是惰性氣體氣氛或氮?dú)鈿夥?。如果用于直接還原熔分的溫度低于14001,則可能不能充分地還原高鐵型鋁土礦中的氧化鐵以形成粒鐵和渣。如果用于直接還原熔分的溫度高于14501:,則可能導(dǎo)致球團(tuán)的流動(dòng)性過大,會(huì)造成還原渣和金屬液流淌,粘結(jié)直接還原熔分設(shè)備的底部,從而不能形成粒鐵。
[0039]在一個(gè)示例性實(shí)施例中,使用多通道高溫電熱推板窯對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分處理。在一個(gè)具體的示例性實(shí)施例中,在多通道高溫電熱推板窯中,可在流量為
4.01/111111?6.01/111111的氮?dú)鈿夥障?,?4001:?14501:的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原恪分處理30111111?40111111。
[0040]在直接還原熔分的過程中,高鐵型鋁土礦中的至少一部分鐵氧化物被碳質(zhì)還原劑還原成金屬鐵。此外,金屬鐵滲碳逐漸熔化,并聚集長(zhǎng)大成為大的粒鐵,而還原渣則未徹底熔化,流動(dòng)性較小但是卻能保證粒鐵順利流淌到還原渣底部聚集成大尺寸的粒鐵。因此,實(shí)現(xiàn)了粒鐵和還原渣的至少部分地分離。如上所述,如果用于直接還原熔分的溫度高于14501:,則可能導(dǎo)致流動(dòng)性過大,會(huì)造成還原渣和金屬液流淌,粘結(jié)直接還原熔分設(shè)備的底部,從而不能形成粒鐵。
[0041〕 直接還原熔分后的球團(tuán)被冷卻,使得球團(tuán)自粉化以得到粉料??梢园凑兆匀焕鋮s和加速冷卻的方式冷卻直接還原熔分后的球團(tuán)??梢栽诳諝庵谢虮Wo(hù)氣氛下執(zhí)行該冷卻。
[0042]在冷卻過程中,由于還原渣中的硅酸二鈣((^3)的體積膨脹效應(yīng),導(dǎo)致還原渣的自粉化,進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)球團(tuán)的自粉化,從而得到粉料。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,球團(tuán)的自粉化率可接近100%,并且粉料的細(xì)度在60目以上的比例最高可以達(dá)到98.51%。因此,無(wú)需為了分離還原渣和粒鐵而對(duì)粉料進(jìn)行破碎處理,從而節(jié)省了能耗并簡(jiǎn)化了工藝流程。
[0043]可以使用本領(lǐng)域中任何合適的篩分設(shè)備對(duì)粉料進(jìn)行篩分,以得到粒鐵和第一自粉化還原渣。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,可以使用振動(dòng)篩對(duì)粉料進(jìn)行篩分。在一個(gè)具體的示例性實(shí)施例中,可以將粉料加入到細(xì)度為80目的振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分分離,以此可以實(shí)現(xiàn)絕大部分(例如,96.34%?98.51%)的自粉化還原渣與粒鐵的有效分離。這里使用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅僅用于對(duì)不同物料進(jìn)行區(qū)分而便于描述,而不意圖限制本發(fā)明。
[0044]可以使用本領(lǐng)域中任何合適的磁選設(shè)備對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行磁選,以得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,可以對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行弱磁選,例如在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.161的條件下對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行弱磁選。第二自粉化還原渣中的?60含量和金屬鐵含量極少,例如,?60的重量百分?jǐn)?shù)可不超過2.0%(例如,在1.2%?2.0%的范圍內(nèi)),金屬鐵含量可低于1.5% (例如,在0.1%?1.2%的范圍內(nèi))。
[0045]作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的物相組成主要包括硅酸二鈣(--和七鋁酸十二鈣((^^)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的物相組成包括按重量計(jì)26.32%?29.03%的?:23、58丨63%?66.67%的?:12八7和6.67%?15.05%的鈣鋁黃長(zhǎng)石((^^)。的水化熱較低,水化強(qiáng)度最強(qiáng),但是水化速度較慢;012八7的水化速度最快,水化強(qiáng)度相對(duì)較弱,水化熱較為適中。
[0046]作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的化學(xué)組成可包括按重量計(jì)29.82%?31.91%的六 1203、13丨 39%?14.35%的 3102和 53.74%?56.81%的 010。
[0047]此外,作為水泥熟料的第二自粉化還原渣可具有極高的比表面積,例如,738^/ ?756^/1^^0
[0048]因此,第二自粉化還原渣可以廣泛用作水泥的添加劑,可以降低水泥熱值,提高水泥的硬化速度,改善水泥的早期和后期強(qiáng)度。在一個(gè)示例性實(shí)施例中,對(duì)于作為水泥熟料的第二自粉化還原渣,養(yǎng)護(hù)56天后的水化熱值為26.80^1/8?35.初凝時(shí)間為125111111?165111111,終凝時(shí)間為200111111?235111111??赏ㄟ^調(diào)整作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的物相組成和/或化學(xué)組成來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥熱值、硬化速度、初凝和終凝時(shí)間以及早期和后期強(qiáng)度的控制??梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)球團(tuán)的組成和/或工藝條件來(lái)調(diào)整作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的物相組成和/或化學(xué)組成。
[0049]此外,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法可以處理低鋁硅比型難選高鐵鋁土礦,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬鐵和自粉化還原渣的綜合利用。
[0050]另外,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法通過控制球團(tuán)的組成和/或工藝條件,使得球團(tuán)的自粉化率可接近100%,并且粉料的細(xì)度在60目以上的比例最高可以達(dá)到98.51%,因此無(wú)需為了分離還原渣和粒鐵而對(duì)粉料進(jìn)行破碎處理,從而節(jié)省了能耗并簡(jiǎn)化了工藝流程。
[0051]此外,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0052]此外,根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法可以獲得很高的鐵回收率,例如95%以上的鐵回收率。
[0053]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的制備水泥熟料的方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖3中的⑷、㈦和⑷分別示出了實(shí)施例1至實(shí)施例3中制備的作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的照片。
[0054]實(shí)施例1
[0055]將鐵品位為30.03%、氧化鋁品位為25.84%4/3為2.38的高鐵型鋁土礦和無(wú)煙煤磨至粒度為60?120目。基于高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量100%,將56.93%的高鐵型鋁土礦礦粉、11.28%的無(wú)煙煤粉、31.79%的消石灰混合均勻。基于高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量,將7%的水和4%的工業(yè)糖漿加入到高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的混合物中,混合均勻以得到混合料。用皮帶將混合料送入對(duì)輥式壓球機(jī)進(jìn)行壓球,以制得尺寸為¢40111111(長(zhǎng)徑)短徑)的橢球形球團(tuán)。用皮帶將球團(tuán)送入網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱中進(jìn)行烘干,烘干溫度為2401,烘干時(shí)間為2小時(shí)。烘干結(jié)束后將球團(tuán)送入多通道高溫電熱推板窯中,在通入流量為4.017111111的氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體的條件下進(jìn)行高溫直接還原熔分,直接還原熔分的溫度為14001,直接還原熔分的時(shí)間為30-1直接還原熔分結(jié)束后球團(tuán)在空冷條件下冷卻至環(huán)境溫度,該空冷的過程中球團(tuán)發(fā)生自粉化現(xiàn)象,從而得到粉料。將粉料送入細(xì)度為80目的振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分,實(shí)現(xiàn)了 96.34%的自粉化還原渣和粒鐵的有效分離,從而得到粒鐵和第一自粉化還原渣。第一自粉化還原渣中?60的重量百分?jǐn)?shù)為3.43%,金屬鐵的重量百分比為2.14%。將第一自粉化還原渣在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.161的條件下進(jìn)行弱磁選除鐵,從而得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣。
[0056]第二自粉化還原渣的化學(xué)組成按重量計(jì)包含31.91%的八1203、14 35%的3102、
53.74%的12%的金屬鐵。第二自粉化還原渣的物相組成按重量計(jì)包含26.32%的(^58.63%的。12八7以及15.05%的〇2八30另外,第二自粉化還原渣的比表面積為7381112八8。
[0057]實(shí)施例2
[0058]將鐵品位為30.82%、氧化銷品位為24.32%、八/3為1.98的尚鐵型銷土礦和無(wú)煙煤磨至粒度為60?120目?;诟哞F型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量100%,將
55.71%的高鐵型鋁土礦礦粉、11.04%的無(wú)煙煤粉、33.25%的消石灰混合均勻。基于高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量,將8%的水和3%的工業(yè)糖漿加入到高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的混合物中,混合均勻以得到混合料。用皮帶將混合料送入對(duì)輥式壓球機(jī)進(jìn)行壓球,以制得尺寸為¢40^(長(zhǎng)徑)^30^(短徑)的橢球形球團(tuán)。用皮帶將球團(tuán)送入網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱中進(jìn)行烘干,烘干溫度為2501,烘干時(shí)間為2.5小時(shí)。烘干結(jié)束后將球團(tuán)送入多通道高溫電熱推板窯中,在通入流量為5.017111111的氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體的條件下進(jìn)行高溫直接還原熔分,直接還原熔分的溫度為14251,直接還原熔分的時(shí)間為35-1直接還原熔分結(jié)束后球團(tuán)在空冷條件下冷卻至環(huán)境溫度,該空冷的過程中球團(tuán)發(fā)生自粉化現(xiàn)象,從而得到粉料。將粉料送入細(xì)度為80目的振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分,實(shí)現(xiàn)了 97.98%的自粉化還原渣和粒鐵的有效分離,從而得到粒鐵和第一自粉化還原渣。將第一自粉化還原渣在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.161的條件下進(jìn)行弱磁選除鐵,從而得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣。
[0059]第二自粉化還原渣的化學(xué)組成按重量計(jì)包含30.82%的八1203、13.85%的3102、
55.33%的33%的?60和1.04%的金屬鐵。第二自粉化還原渣的物相組成按重量計(jì)包含28.89 %的(^64.44%的。12八7以及6.67%的0 2八3。另外,第二自粉化還原渣的比表面積為7511112八8。
[0060]圖2示出了實(shí)施例2中制備的作為水泥熟料的第二自粉化還原渣的乂即分析結(jié)果。
[0061]實(shí)施例3
[0062]將鐵品位為28.21%、氧化鋁品位為26.46^^/5為2.25的高鐵型鋁土礦和無(wú)煙煤磨至粒度為60?120目?;诟哞F型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量100%,將
54.55%的高鐵型鋁土礦礦粉、10.81%的無(wú)煙煤粉、34.64%的消石灰混合均勻?;诟哞F型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的總重量,將9%的水和2%的工業(yè)糖漿加入到高鐵型鋁土礦礦粉、無(wú)煙煤和消石灰的混合物中,混合均勻以得到混合料。用皮帶將混合料送入對(duì)輥式壓球機(jī)進(jìn)行壓球,以制得尺寸為¢40111111(長(zhǎng)徑)短徑)的橢球形球團(tuán)。用皮帶將球團(tuán)送入網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱中進(jìn)行烘干,烘干溫度為2601,烘干時(shí)間為3小時(shí)。烘干結(jié)束后將球團(tuán)送入多通道高溫電熱推板窯中,在通入流量為6.017111111的氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體的條件下進(jìn)行高溫直接還原熔分,直接還原熔分的溫度為14501,直接還原熔分的時(shí)間為40-1直接還原熔分結(jié)束后球團(tuán)在空冷條件下冷卻至環(huán)境溫度,該空冷的過程中球團(tuán)發(fā)生自粉化現(xiàn)象,從而得到粉料。將粉料送入細(xì)度為80目的振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分,實(shí)現(xiàn)了 98.51%的自粉化還原渣和粒鐵的有效分離,從而得到粒鐵和第一自粉化還原渣。將第一自粉化還原渣在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.161的條件下進(jìn)行弱磁選除鐵,從而得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣。
[0063]第二自粉化還原渣的化學(xué)組成按重量計(jì)包含29.82%的41203、13丨39%的3102、
56.81%的0^0、1.31%的?60和1.13%的金屬鐵。第二自粉化還原渣的物相組成按重量計(jì)包含29.03%的(^163.44%的012八7以及7.53%的另外,第二自粉化還原渣的比表面積為7561112八8。
[0064]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型和組合,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種制備水泥熟料的方法,其特征在于包括下述步驟: 將高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑、消石灰、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合,以得到混合料; 將混合料制成球團(tuán); 干燥球團(tuán); 對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分; 冷卻球團(tuán),使得球團(tuán)自粉化以得到粉料; 對(duì)粉料進(jìn)行篩分,以得到粒鐵和第一自粉化還原渣;以及 對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行磁選,以得到粒鐵和作為水泥熟料的第二自粉化還原渣, 其中,高鐵型鋁土礦礦粉具有不低于20 %的Al2O3含量、不低于20 %的全鐵含量以及不低于48%的Al2O3含量與Fe 203含量之和, 基于高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量,高鐵型鋁土礦礦粉的重量百分比是54.55%?56.93%,碳質(zhì)還原劑的重量百分比是10.81%?11.28%,消石灰的重量百分比是31.79%?34.64%, 有機(jī)粘結(jié)劑的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的2%?4%, 水的重量是高鐵型鋁土礦礦粉、碳質(zhì)還原劑和消石灰的總重量的7%?9%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,高鐵型鋁土礦礦粉的Al203含量與S1 2含量之比在1.5至4.0的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,有機(jī)粘結(jié)劑是糖漿、丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、淀粉、KLP球團(tuán)粘結(jié)劑中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,使用壓球機(jī)將混合料制成球團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,使用網(wǎng)帶式連續(xù)烘干箱在240°C?260°C下干燥球團(tuán)2小時(shí)?3小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在保護(hù)氣氛下在1400°C?1450°C的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原熔分處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,在多通道高溫電熱推板窯中,在流量為4.0L/min?6.0L/min的氮?dú)鈿夥障?,?400°C?1450°C的溫度下對(duì)干燥后的球團(tuán)進(jìn)行直接還原恪分處理30min?40min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,對(duì)第一自粉化還原渣進(jìn)行弱磁選。
9.一種水泥熟料,其特征在于,所述水泥熟料的物相組成包括按重量計(jì)26.32%?29.03%的硅酸二鈣、58.63%?66.67%的七鋁酸十二鈣和6.67%?15.05%的鈣鋁黃長(zhǎng)石,所述水泥熟料的化學(xué)組成包括按重量計(jì)29.82%?31.91%的Al2O3U3.39%?14.35%的S12'53.74%?56.81%的CaO、不超過2.0%的FeO和低于1.5%的金屬鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的水泥熟料,其特征在于,所述水泥熟料的物相組成包括按重量計(jì)26.32%?29.03%的硅酸二鈣、58.63 %?66.67%的七鋁酸十二鈣和6.67 %?15.05 %的鈣鋁黃長(zhǎng)石,所述水泥熟料的化學(xué)組成包括按重量計(jì)29.82 %?31.91% 的 Α1203、13.39%?14.35% 的 Si02、53.74%?56.81 % 的 CaO、不超過 2.0% 的 FeO和低于1.5%的金屬鐵。
【文檔編號(hào)】C04B7/32GK104496230SQ201410740011
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】張穎異, 高建軍, 齊淵洪, 師學(xué)峰, 程項(xiàng)利 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院, 鋼研晟華工程技術(shù)有限公司