用于由含铁颗粒制备硬化粒料的方法技术

当由含铁颗粒制备硬化粒料时，将该含铁颗粒与至少一种粘结剂和水或含水的碱混合以获得混合物，使该混合物成形为粒料并且用提供的还原剂使其经受还原。为了制备具有相同的金属性铁含量的稳定粒料，进行混合使得首先将含铁颗粒与粘结剂混合并且随后添加水或含水的碱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于由含铁颗粒制备硬化粒料的方法本专利技术涉及由含铁颗粒制备硬化(hardened)粒料，其中将该颗粒与至少一种粘结剂和水或含水的碱混合以获得混合物，将该混合物成形为粒料，将该粒料硬化，并且用提供的还原剂使硬化粒料经受还原。在许多工艺中获得了含铁颗粒。一方面，当出于进一步处理必须分离铁化合物时就已经获得了它们，因为在含铁矿物中铁不以纯净形式存在。这些矿物更确切地说是具有不含铁的岩石(即所谓的脉石)的混合物。为了分离该脉石，通常的作法是精细地研磨原料并且使铁化合物从该粉碎的混合物中脱离。这样获得了以直径<100μm的颗粒存在的铁矿石精矿。在实际的金属化之前，必须使这种铁矿石精矿经受进一步的处理，因为具有直径<100μm的精矿的颗粒尺寸不适合用于已知的铁和钢生产的还原工艺。在竖炉和回转窑中，只能使用直径>10mm的颗粒，而对于流化床工艺则需要60μm至1mm的颗粒尺寸。为了增加颗粒尺寸，通常对该精细的含铁矿石进行造球或制粒。在含铁材料的还原中，例如通过Midrex、Circored、SL-RN和HISMELT工艺，还获得了大量的具有大约<100μm的颗粒尺寸的非常细粒的粉尘。这些粉尘中的铁含量部分以金属化的形式存在。迄今为止，在工艺中回收这些粉尘几乎是不可能的，所以大量在垃圾填埋池中处理。除了原料的过时浪费以外，还存在着粉尘爆炸的危险。专著"PelletierenvonEisenerzen",1980,Meyer,SpringerVerlagBerlin,HeidelbergandVerlagStahleisenmbH,1980,描述了当对含铁矿石进行造球时使用这样的粉尘的可能性。就像从铁矿石获得的颗粒一样，随后还必须将粉尘处理为具有较大直径的颗粒。从WO98/49352A1了解了细粒铁矿石部分的制粒，其中使用了粘结剂材料。合适的粘结剂材料例如是膨润土，一种包含各种粘土矿物的混合物的岩石，并且蒙脱土为最重要的成分(60－80wt-％)。US6,024,790描述了通过与插层阳离子的离子交换以活化这种粘结剂材料膨润土用于其预期用途可为适宜的。活化的膨润土通常具有较好的膨胀能力以及较高的热稳定性。US6,024,790中描述的活化工艺必须在几个小时到几天的一段时间内进行，以便保证充分的离子交换。从JP63103851了解将少量的氢氧化钠添加至膨润土并且因此活化粘土材料。DE2517543公开了一种用于团聚冶金粉尘的方法，其中混合冶金粉尘与2－20wt-％的粘结剂和约0.5－5wt-％的含硅材料，将这种混合物成形为球团或粒料并且随后进行硬化。还了解了在该粘结剂中添加其它添加剂，例如约3wt-％数量的氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。从EP1290232B1了解了一种用于通过粘结剂由精细含铁颗粒制造金属化铁团聚体的方法，其中将纤维素纤维用作粘结剂。当形成该颗粒时，该纤维素纤维充当粘结剂，但是由于它们的高碳含量，在后期的还原工艺中还可以将它们用作还原剂。EP0916742还公开了一种方法，其中在该含铁粒料中已经纳入了还原剂。基于这个目的，将该含铁氧化物的原料与含碳物质、粘结剂和无机混凝剂混合并且随后与水混合。提供有分散剂，将如此获得的球团干燥并且随后还原。例如，还可以使用氢氧化钠溶液作为分散剂。然而，从现有技术中已知的这些方法包含许多缺点。在一方面，通常的做法是在制备的粒料或球团中已经纳入还原剂。然而，结果当制备该球团时，还原量是已经预定的，因为其取决于各球团中的铁和还原剂之间的比率。在另一方面，这样的方法包含风险：该球团在它们的组成上变化极大并且因此在还原后获得了具有不同的金属性铁含量的最终产品。此外，可发生嵌入的还原材料在还原的球团中没有完全反应，因此仍然存在并且在进一步的处理期间具有不利的影响。这些省略了还原剂的添加的方法具有共同点：对于球团的充足硬度和强度，必须活化粘结剂。这种活化，例如可以用氢氧化钠实现，一般这样进行，首先使粘结剂与活化剂接触并且仅在至少几个小时的一段时间后终止发生的反应。然而，当使用非活化粘结剂例如膨润土时，粒化(granulate)颗粒的品质极大地取决于含铁矿石的组成。然而，应该避免粒化颗粒在烧制时颗粒的分解，因为否则这些颗粒再次仅具有不适合用于进一步处理的尺寸。因此，本专利技术的目的是由含铁矿石制备稳定的粒料，而没有先前向这些粒料提供还原剂或者不必使用活化的粘结剂。本专利技术通过具有权利要求1的特征的方法解决了这个目的。为了这个目标，首先将含铁颗粒与粘结剂混合并且随后与水或含水的碱混合以获得混合物。随后将这种混合物成形为粒料(制粒)并且将这些颗粒硬化。这些硬化颗粒要么在硬化期间已经被还原要么经受后期的还原。在每个方面，用提供的还原剂进行还原。关键的是，首先混合含铁颗粒与至少一种粘结剂以获得第一混合物，并且然后混合该第一混合物与含水的碱或水以获得第二混合物。由于在方法中没有将还原剂纳入该粒料中，那么根据本专利技术的方法适用于对其中金属化铁已经存在的含铁颗粒进行制粒。金属化铁的含量可以多于30wt-％，优选多于40wt-％并且特别优选为45－85wt-％。通常，部分金属化的粉尘的铁含量为70－85wt-％。所使用的含铁颗粒的平均粒径(d50)为0.01－0.1mm。优选地，该颗粒是<60μm，特别是<40μm，通常是具有20－30μm的直径。特别是当从铁矿石获得含铁颗粒时，尤其当颗粒尺寸非常不均匀时通过研磨预处理该颗粒是适宜的。另外，可以混合具有精细含铁矿石的颗粒与其中金属化铁已经存在的颗粒。因为粘结剂的量太大对于该铁颗粒的进一步处理是不利的，所以发现当第一混合物中粘结剂的量为0.01－5wt-％、优选0.1－1.5wt-％、并且特别优选0.3－1.2wt-％时是有利的。因此，可以保证所形成的粒料的充足强度，而在含铁粒料的进一步处理期间不会发生高度的造渣。作为粘结剂，可以优选使用有机粘结剂例如纤维素或者粘土矿物。当使用有机粘结剂时，由于其高碳含量，其至少部分在还原过程中还充当还原剂，使得在还原后粘结剂在形成的铁颗粒中几乎不存在。除了低成本下的可用性，使用粘土矿物作为粘结剂还得到这样的事实支持：在单独颗粒本身中纳入还原剂可以导致其品质上不均匀的产品。合适的粘土矿物优选包括膨润土或者还包括有机粘结剂例如然而，原则上，可以使用任何粘结剂或粘结剂混合物，例如醇类、沥青、油类、表面活性剂、淀粉、硫酸盐和/或硫酸酯、葡萄糖、糖蜜、焦油、蜡、水泥和石灰。作为含水的碱，在碱金属氢氧化物的水溶液的意义上的碱性含水的碱是特别有用的。由于低的购买价格，特别要推荐使用氢氧化钠溶液。该碱性液体的数量应为10ppm－1wt-％，通常为20ppm－3000ppm，特别是优选30ppm－1000ppm。当用于混合含铁颗粒与粘结剂以及用于混合如此制备的第一混合物与水或含水分散剂的混合时间均多于10秒、优选多于20秒、特别优选多于30秒并且非常特别优选>5分钟、但是在任何情况下均<30分钟时，可以特别有效地设计该工序。根据本专利技术，制粒时间与混合时间处于同样的数量级。为了良好的进一步处理，形成的粒化颗粒具有0.1－30mm、优选0.2－20mm的尺寸。已发现制备具有优选8－18mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由含铁颗粒制备硬化粒料的方法，其中将颗粒与至少一种粘结剂和水或含水的碱混合以获得混合物，使该混合物成形为粒料，将该粒料硬化并且用提供的还原剂使其经受还原，其特征在于：进行与至少一种粘结剂和水或含水的碱的混合，使得首先将含铁颗粒与至少一种粘结剂混合以获得第一混合物，并且然后将该第一混合物与水或含水的碱混合以获得第二混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.06 DE 102012011240.81.一种用于由含铁颗粒制备硬化粒料的方法，其中将颗粒与至少一种粘结剂和含水的碱混合以获得混合物，使该混合物成形为粒料，将该粒料硬化并且用提供的还原剂使其经受还原，其特征在于：进行与至少一种粘结剂和含水的碱的混合，使得首先将含铁颗粒与至少一种粘结剂混合以获得第一混合物，并且然后将该第一混合物与含水的碱混合以获得第二混合物，并且其特征在于使在硬化和/或还原中产生的含铁粉尘再循环至混合和/或制粒中，由此再次将粉尘与粘结剂混合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：含铁颗粒具有至少30wt-％的金属化铁含量和/或0.1－0.01mm之间的平均粒径d50。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·欧瑟，A·扎特茨，E·施米德鲍尔，K·克雷默，
申请(专利权)人：奥图泰芬兰公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI