專利名稱：：一種鐵燒結(jié)礦抗粉化劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鐵燒結(jié)礦
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種鐵燒結(jié)礦抗粉化劑及其生產(chǎn)方法。技術(shù)背景高爐煉鐵要求燒結(jié)礦要有好的機(jī)械強(qiáng)度，均勻的粒度組成并且含鐵品位高，有害雜質(zhì)少、化學(xué)成分穩(wěn)定，同時(shí)還要具有良好的還原性及高溫性能。燒結(jié)礦是利用燃料使燒結(jié)混合料(如鐵礦石、石灰、其它熔劑)達(dá)到足夠高的溫度，使進(jìn)而形成足夠的液相，經(jīng)液相冷凝而固結(jié)形成具有特定冶金性能的塊狀產(chǎn)品。燒結(jié)混合料燒結(jié)是一個(gè)包含復(fù)雜物理化學(xué)變化的成礦過程，既有在低溫下的固相反應(yīng)和新相生成，又有在高溫下的粘結(jié)相和液相生成以及在冷卻過程重的冷凝再結(jié)晶和相變過程。其中燒結(jié)混合料中CaO、Si02在高溫下形成硅酸二鈣或固溶有氧化亞鐵的固溶體，它們?cè)跓Y(jié)礦冷卻或存放過程中由于發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變?cè)斐蔁Y(jié)礦強(qiáng)度傷失，產(chǎn)生粉化現(xiàn)象，通常叫自然粉化或者風(fēng)化。為解決這個(gè)問題燒結(jié)技術(shù)工作者采用了做了技術(shù)大量的工作如提高燒結(jié)礦堿度、提高燒結(jié)料車上的料層厚度、改善燒結(jié)料層透氣性、改善燒結(jié)混合料中燃料燃燒狀況、使用燒結(jié)添劑等等。其中使用燒結(jié)添加劑是有效方法之一。先有的燒結(jié)抗粉化劑雖然都能達(dá)到改善燒結(jié)礦質(zhì)量的目的，但存在這樣和那樣的缺點(diǎn)，如專利(申請(qǐng)?zhí)?9105105.8)以硼泥直接作為原料，由于是硼砂生產(chǎn)的副產(chǎn)品，由于原料、工藝不同硼泥的成分和品質(zhì)相差很大，產(chǎn)品應(yīng)用效果不穩(wěn)定。專利(申請(qǐng)?zhí)?8113815.2)用含硼添加劑和活性MgO為原料，含B203的添加劑少，使用效果不明顯，另外采用焦粉燒結(jié)而成，焦粉中的灰分污染產(chǎn)品，并降低燒結(jié)礦的品位。專利(申請(qǐng)?zhí)?00510031648.6)和專利(申請(qǐng)?zhí)?00610032211.9)，也能起到降低燒結(jié)礦粉化，改善燒結(jié)礦質(zhì)量的目的。但經(jīng)專家分析，其組成部分的含有對(duì)環(huán)保和高爐煉鐵有害的元素如K、Na、Zn、Si、Al等有害元素。這些有害元素隨燒結(jié)礦帶入高爐，在高爐內(nèi)循環(huán)富集，一是促進(jìn)焦碳的溶損反應(yīng)發(fā)生，破壞骨架支撐作用，二是滲入爐襯縫隙，縮短爐襯壽命，三是在高爐內(nèi)結(jié)瘤破壞高爐煤氣的合理分布和利用率，影響高爐順行，四是使高爐渣量增加、焦比增高、產(chǎn)量下降。使用這些添加劑雖然有敝也有利。另外這些添加劑中的硝酸鹽、氯化物和螢石在燒結(jié)高溫下生成NOx、HC1、HF等對(duì)環(huán)境和設(shè)備有害的氣體。同時(shí)對(duì)操作者身心健康也會(huì)造成危害。專利"一種鐵礦粉燒結(jié)用化學(xué)添加劑(200610011636.1)，有對(duì)鐵水質(zhì)量有壞的影響的CuO，并采用稀土硝酸鹽和鋇鹽和為主要原料，原料成本高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鐵燒結(jié)礦抗粉化劑及其生產(chǎn)方法，以工業(yè)廢棄物為主要原料，且生產(chǎn)成本低，對(duì)高爐冶煉無負(fù)面影響，可以改善燒結(jié)過程降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和結(jié)塊率，進(jìn)而降低燃料消耗，并且大幅度降低燒結(jié)礦自然粉化的燒結(jié)礦添加劑。本發(fā)明燒結(jié)礦抗粉化劑其化學(xué)成分為MgO:4050%，B203:4~16%，TFe(為全鐵，TFe是一種化學(xué)符號(hào)，具體為0價(jià)鐵、2價(jià)鐵、3價(jià)鐵的合量)8~26%;Si02:18~25%?？偀Я坎淮笥?%。均為質(zhì)量百分比。生產(chǎn)燒結(jié)礦抗粉化劑的原料為含B203,MgO，Si02的礦石或材料，這些原料為硼礦石、硼泥、輕燒氧化鎂、菱鎂石、橄欖石中的兩種或三種或四種或全部。這些原料的粒度小于100mm。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝為(1)配料原料為硼礦石、硼泥、輕燒氧化鎂、菱鎂石、橄欖石中2-5種，計(jì)算最終配制的料中化學(xué)成分為MgO:40-50%，B203:4-16%;TFe:8-26%;Si02:18-25%。均為質(zhì)量百分比。僅用三種說明各種原料的配比確定方法。如果燒結(jié)礦抗粉化劑目標(biāo)成分為B203:B%±l0/0;MgO:M%±l%;SiO2:S0/0±l%;TFe:tfltf20/0.假定原料為硼礦石、硼泥、菱鎂石三種，再設(shè)『w^、『WE、『g，;^、分別是100kg抗粉化劑需硼礦石、硼泥、菱鎂石的重量；^03%硼礦石、&03%硼泥、乜03%菱鎂石、5203%抗粉化刑分別為硼礦石、硼泥、菱鎂石和抗粉化劑中B203重量百分含量；MgOO/o硼礦石、^gOO/o硼泥、似gOo/o魏石、MgOo/o抗粉化劑分別為硼礦石、硼泥、菱鎂石和抗粉化劑中Mg0重量百分含量；&02%棚礦石、&(92%硼泥、&'02%菱鎂石、0^%抗粉翻分別為硼礦石、硼泥、菱鎂石和抗粉化劑中Si02重量百分含量；以100公斤抗粉化劑為基準(zhǔn)計(jì)算，則可列出下平衡式f8203%棚礦石^棚礦石+乜03%曬泥l(xiāng)棚泥+&03%菱鎮(zhèn)石『菱鎮(zhèn)石=100'^03%抗粉化劑乂MgW/o棚礦石『棚礦石+Mg。o/o棚泥.『棚泥+Mg。o/o菱鎮(zhèn)石『菱鎮(zhèn)石=100.Mg。o/o抗粉化劑硼礦石+&.02%鵬『硼泥+&02%菱鎂石『菱鎂石=100.5/02%抗粉化劑將原料中各成分以及抗粉化劑的目標(biāo)帶入上式，可計(jì)算出100公斤抗粉化劑需硼礦石、硼泥、和菱鎂石的重量^w^、『ffl^、然后求出配料比約為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>硼礦石的配料比=-115:5-=%<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>硼泥的配料比=--=6%<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>菱鎂石的配料比=^""峰鎂石-=c%最后校算TFe能否滿足要求.(2)混合混料的目的是各種原料混合均勻，混料可以采用人工混料，也可以采用機(jī)械設(shè)備混料，采用機(jī)械設(shè)備混料時(shí)，原料可同時(shí)加入混料設(shè)備混合均勻。也可以釆用在焙燒時(shí)按比例向焙燒爐內(nèi)加料的方式，優(yōu)選采用先將混合料混合均勻的方法。(3)焙燒焙燒的目的是將各種原料中的水分或可揮發(fā)分氣體脫除，減少使用時(shí)可燒失部分的不利影響。焙燒采用回轉(zhuǎn)窯煤氣焙燒。焙燒溫度在90(TC110(TC。(4)磨碎制粉的目的是將半成品在雷蒙、球磨亦或氣流粉碎設(shè)備內(nèi)將其粉碎，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的均勻性和分散性，改散產(chǎn)品的使用效果。是生產(chǎn)工藝中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。磨碎細(xì)度小于0.147mm。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于由于采用多種原料進(jìn)行綜合配料，再加上高溫焙燒、細(xì)磨等工序，使得MgO、B203等抗粉化和促進(jìn)燒結(jié)的有效成分均勻、分散性好。采用常規(guī)工藝技術(shù)的整合，生產(chǎn)工藝簡便可靠。另外，原料中無高溫下產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和設(shè)備有害的氣體的硝酸鹽、氯化物和螢石等，環(huán)保和生態(tài)效益好。并且K、Na、Zn、Si、Al等對(duì)高爐冶煉有害元素的含量低。再者，原料利用了工業(yè)固體廢渣，原料成本低。圖l為本發(fā)明燒結(jié)礦抗粉化劑生產(chǎn)工藝流程圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1.采用表1所示原料和按表2給出的配比(干基)，并于90(TC焙燒后，采用雷蒙磨制粉后所得抗粉化劑的化學(xué)成分和理化指標(biāo)見表3。表l.<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2實(shí)施例l用原料和配比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3.實(shí)施例1的抗粉化劑(匕學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2采用表1所示原料和按表4給出的配比(干基)，并于95(TC焙燒后，采用雷蒙磨制粉后所得抗粉化劑的化學(xué)成分和理化指標(biāo)見表5。表4實(shí)施例2用原料和配比原料硼鎂礦硼泥菱鎂石橄欖石30%50%腦10%表5.實(shí)施例2的抗粉化劑化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3釆用表1所示原料和按表6給出的配比(干基)，并于100(TC焙燒后，采用雷蒙磨制粉后所得抗粉化劑的化學(xué)成分和理化指標(biāo)見表7。表6實(shí)施例3用原料和配比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表7.實(shí)施例3的抗粉化劑化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>燒結(jié)礦抗粉化劑的作用機(jī)理和應(yīng)用效果經(jīng)燒結(jié)礦成礦過程解剖實(shí)驗(yàn)證實(shí)在磁鐵礦燒結(jié)過程中，初期液相形成于FeOn-SiOrCaO系。CaO首先溶解于初期液相，并與初期液相反應(yīng)產(chǎn)生正硅酸鈣(C2S)。當(dāng)被少量C2S飽和的液相被空氣冷卻時(shí)，由于較強(qiáng)的氧化氣氛，使得FeO及Fe304被熱風(fēng)氧化為Fe203。這時(shí)，一方面液相由CaO-Si02-FeO系向CaO-Si02-Fe203系轉(zhuǎn)化，從而在冷卻過程中析出鐵酸鈣；另一方面，由于與液相接觸的磁鐵礦在熱風(fēng)的作用下被氧化為Fe203,從而與液相中的CaO反應(yīng)析出鐵酸鈣。在燒結(jié)過程的冷卻帶,其氧化與降溫過程同時(shí)發(fā)生，因此，在析出鐵酸鈣的同時(shí)，會(huì)伴隨著C2S的析出。其析出的鐵酸鈣及C2S的相對(duì)量，決定于燃燒帶氣氛還原性及冷卻氣體氧化性的強(qiáng)弱。燃燒帶的還原性越強(qiáng)，冷卻氣體的氧化性越弱，析出的C2S量越多，鐵酸鈣越少；反之，析出的鐵酸鈣量多，C2S量少。通過對(duì)加硼燒結(jié)礦礦相組成測(cè)定可知:燒結(jié)礦加硼后,使C2S的生成量降低。這是因?yàn)楫?dāng)產(chǎn)生的液相由于B203的存在粘度降低時(shí)，一方面透氣性變好使氧化性增強(qiáng)；另一方面又有利于液相中的Ca^向Fes03表面的擴(kuò)散，使得鐵酸鈣易于形成。因此，加硼燒結(jié)礦與不加硼燒結(jié)礦相比較，鐵酸鈣增多，C2S減少。經(jīng)燒結(jié)杯試驗(yàn)及釆用光學(xué)顯微鏡、電子掃描顯微鏡測(cè)定燒結(jié)礦礦相組成證實(shí):MgO對(duì)燒結(jié)礦常溫強(qiáng)度的影響隨燒結(jié)礦二元堿度的不同，有好有壞，但在燒結(jié)混合料中同時(shí)加入含硼及含鎂物質(zhì)，B203與MgO具有明顯的交互作用，B203與MgO相互彌補(bǔ)了各自對(duì)燒結(jié)礦冶金性能的不利影響。使用同時(shí)含有MgO及B203的添加劑比單獨(dú)加入其中任何一種時(shí)，對(duì)燒結(jié)礦粉化率、強(qiáng)度、還原性、成品率都有積極的影響。燒結(jié)礦抗粉化劑的使用效果基準(zhǔn)試驗(yàn)，混合料組成為鐵礦粉(全部使用粉礦包括澳大利亞粉礦、巴西礦粉、印度礦粉、南非礦粉、無鐵精礦)，焦粉4.0%,熔劑為生石灰，堿度2.0,混合料水分7%，無抗粉化劑，在24N^抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行，點(diǎn)火溫度110(TC，燒結(jié)，冷卻在鼓風(fēng)帶冷機(jī)上完成，測(cè)定燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度為68.3%，燒結(jié)成品率為73.5%，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)1,52t/m2.hr，燒結(jié)礦固體燃料消耗55.1Kg/t.使用添加劑時(shí)，混合料組成、燒結(jié)工藝條件均與基準(zhǔn)試驗(yàn)相同，不同之處在于配加實(shí)施例l的抗粉化劑，添加劑量為1.5%，焦粉配比為3.9%,燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度71.8%，燒結(jié)礦成品率78.6%，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)1.611/1112.111，燒結(jié)固體燃料消耗52.9kg/t。與基準(zhǔn)試驗(yàn)相比，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量提高5.9%，因粉化減少結(jié)塊率提高，成品率提高5.1%。當(dāng)存放時(shí)間為10天時(shí)，采用抗粉化劑燒結(jié)礦的自然粉化率比基準(zhǔn)試驗(yàn)的低8.9%基準(zhǔn)試驗(yàn)，混合料礦粉全部為國產(chǎn)鐵精礦，溶劑采用生石灰，焦粉4.0%，堿度1.96，混合料水分9%，無抗粉化劑，在28N^抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行，點(diǎn)火溫度110(TC，冷卻在鼓風(fēng)帶冷機(jī)上完成，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果為65.3%，燒結(jié)成品率為74.8%，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)1，561/1112.111，燒結(jié)礦固體燃料消耗54.6kg/t。使用抗粉化劑時(shí)，混合料組成、燒結(jié)工藝條件均與基準(zhǔn)試驗(yàn)相同，不同之處在于配加實(shí)施例2的抗粉化劑，加入量為1.0%，焦粉配比為3.9%，經(jīng)混勻制粒后在相同的燒結(jié)杯重?zé)Y(jié)，燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度68.2%，燒結(jié)礦成品率76.6%，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)1.64t/m2.hr，燒結(jié)固體燃料消耗49.8kg/t，與基準(zhǔn)試驗(yàn)相比，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量提高5.P/。，燒結(jié)礦成品率提高了1.8%。當(dāng)存放時(shí)間為10天時(shí)，采用抗粉化劑燒結(jié)礦的自然粉化率比基準(zhǔn)試驗(yàn)的低9.8%基準(zhǔn)試驗(yàn)，混合料組成為鐵礦粉(其中國產(chǎn)精礦和粉礦的比例為l:l粉礦澳大利亞礦粉和巴西礦粉)，無煙煤粉配比4.0%，堿度2.06,混合料水分7.8%，熔劑采用生石灰，在28M"抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行，點(diǎn)火溫度110(TC，冷卻在鼓風(fēng)帶冷機(jī)上完成。添加抗粉化劑和不添加抗粉化劑對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)混合料組成、燒結(jié)工藝條件均與基準(zhǔn)試驗(yàn)基本相同時(shí)，燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量提高6%，節(jié)省固體燃料消耗4.8kg/t，采用抗粉化劑燒結(jié)礦的自然粉化率比基準(zhǔn)試驗(yàn)的低10.8%。權(quán)利要求1.一種鐵燒結(jié)礦抗粉化劑，其特征在于，其化學(xué)成分為MgO40～50％，B2O34～16％，TFe8～26％；SiO218～25％；總燒失量不大于5％；均為質(zhì)量百分比。2.如權(quán)利要求1所述的鐵燒結(jié)礦抗粉化劑，其特征在于，B203，MgO，Si02的來源為硼礦石、硼泥、輕燒氧化鎂粉、菱鎂石粉、橄欖石粉中的2-5種。3.—種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述其燒結(jié)礦添加劑的方法，其特征在于，生產(chǎn)工藝為(1)配料以硼礦石、硼泥、輕燒氧化鎂粉、菱鎂石粉、橄欖石粉的2-5種為原料，計(jì)算最終配制的料中化學(xué)成分為MgO:40-50%;B203:4-16%;TFe:8-26%;Si02:18-25%;均為質(zhì)量百分比；(2)混合人工或機(jī)械混合均勻；(3)焙燒回轉(zhuǎn)窯煤氣焙燒，溫度900。C110(TC;(4)磨碎磨碎細(xì)度小于0.147mm。全文摘要一種鐵燒結(jié)礦抗粉化劑及其生產(chǎn)方法。該燒結(jié)礦抗粉化劑其特征在于其化學(xué)成分為MgO40～50％，B₂O₃4～16％，TFe8～26％；SiO₂18～25％?？偀Я坎淮笥?％。生產(chǎn)工藝為配料、混合、經(jīng)900℃～1100℃焙燒、最后磨成細(xì)度小于0.147mm的產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)在于采用多種原料進(jìn)行綜合配料，再加上高溫焙燒、細(xì)磨等工序，使得MgO、B₂O₃等抗粉化和促進(jìn)燒結(jié)的有效成分均勻、分散性好。采用常規(guī)工藝技術(shù)的整合，生產(chǎn)工藝簡便可靠。另外，原料中無高溫下產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和設(shè)備有害的氣體的硝酸鹽、氯化物和螢石等，環(huán)保和生態(tài)效益好。并且K、Na、Zn、Si、Al等對(duì)高爐冶煉有害元素的含量低。再者，原料成本低。文檔編號(hào)C22B1/16GK101240375SQ20081010166公開日2008年8月13日申請(qǐng)日期2008年3月11日優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日發(fā)明者張志東,王振峰申請(qǐng)人:營口和平三華礦產(chǎn)有限公司