制备金属化球团的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种制备金属化球团的方法和系统，该方法包括：将石灰石粉、第一煤粉和第一粘结剂进行混合和第一造球处理，以便得到内核球团；将所述内核球团与铁矿粉、石灰石粉、第二煤粉和第二粘结剂进行混合和第二造球处理，以便得到以所述内核球团为核心的复合含碳球团，所述第一煤粉的挥发分含量高于所述第二煤粉的挥发分含量；以及将所述复合含碳球团在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团。采用该方法制备得到的金属化球团内部具有大量空隙，由此可以显著提高金属化球团的金属化率，并显著降低能耗，经直接还原处理得到的金属化球团的金属化率达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】
制备金属化球团的方法和系统
本专利技术涉及化工
，具体而言，本专利技术涉及一种制备金属化球团的方法和系统。
技术介绍
近年来优质原燃料资源日益匮乏，且在原燃料价格不断上涨的情况下，需开发新型炉料来适应这种局面，以煤基直接还原方法为技术手段生产的预还原金属化炉料是减少这种依赖性的一个有效措施，金属化率达到80～90％以上者称为金属化球团矿，金属化率达到30～80％称为半金属化球团矿。目前转底炉冶炼所用一般要求金属化率在90％以上，因此转底炉所用球团为金属化球团。在冶金领域中，不同的工艺要求采用不同的含碳球团，普通的冶金用的含碳球团其含碳量均较低，一般不超过30wt％，如用于生产海绵铁的含碳球团，其含碳量一般为10～20wt％，其作用是碳在整个焙烧中作为还原剂使用。现有的制备金属化球团的方法(造球方法)所造含碳球团孔隙率较低，还原性较差，在转底炉内还原时间较长，还原温度较高，需要消耗大量能耗，易造成资源能源的浪费。因而，制备金属化球团的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备金属化球团的方法和系统，采用该方法制备得到的金属化球团内部具有大量空隙，由此可以显著提高金属化球团的金属化率，并显著降低能耗，经直接还原处理得到的金属化球团的金属化率达到90％以上。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备金属化球团的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将石灰石粉、第一煤粉和第一粘结剂进行混合和第一造球处理，以便得到内核球团；将所述内核球团与铁矿粉、石灰石粉、第二煤粉和第二粘结剂进行混合和第二造球处理，以便得到以所述内核球团为核心的复合含碳球团，所述第一煤粉的挥发分含量高于所述第二煤粉的挥发分含量；以及将所述复合含碳球团在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团。由此，根据本专利技术实施例的制备金属化球团的方法通过将石灰石粉、第一粘结剂和高挥发分的第一煤粉进行混合和第一造球处理，得到内核球团，进一步地，以内核球团为核心进行第二造球处理，将铁矿粉、挥发分较低的第二煤粉和石灰石粉包裹在内核球团的外表面，进而得到复合含碳球团。通过上述方法制备得到的复合含碳球团在直接还原处理中，内核球团中的高挥发分第一煤粉在高温下可以产生大量一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等挥发性气体，该气体在扩散出内核球团的过程中可以在整个复合含碳球团中形成大量空隙，使得复合含碳球团的孔隙度增加，与此同时，高挥发分第一煤粉发生气化反应产生一氧化碳，使球团内部的还原气氛增强，从而提高了复合含碳球团的还原效果，进而提高金属化球团的金属化率。另外，根据本专利技术上述实施例的制备金属化球团的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述石灰石粉的粒径为75μm。由此，可以显著提高所述石灰石粉分解产生二氧化碳气体的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述第一煤粉为褐煤和长焰煤中的至少之一。由此，可以显著提高所述第一煤粉分解产生气体的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述第一煤粉的挥发分不低于20wt％。由此，可以进一步提高所述第一煤粉分解产生气体的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述第一煤粉的粒径为1mm。由此，可以进一步提高所述第一煤粉分解产生气体的效率。在本专利技术的一些实施例中，将所述石灰石粉、所述第一煤粉和所述第一粘结剂按照质量比100：(20～25)：(3～5)进行混合和第一造球处理。由此，可以在直接还原处理中显著增大所述内核球团的孔隙度，进而提高直接还原处理的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述内核球团的平均粒径为3～5mm。由此，可以进一步提高直接还原处理的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述铁矿粉的粒径为75μm。由此，可以进一步提高直接还原处理的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述第二煤粉为兰炭和焦炭中的至少之一。由此，可以有效地对所述复合含碳球团中的有价金属进行还原。在本专利技术的一些实施例中，所述第二煤粉的挥发分不高于15wt％。由此，可以进一步有效地对所述复合含碳球团中的有价金属进行还原。在本专利技术的一些实施例中，所述第二煤粉的粒径为1mm。由此，可以进一步有效地对所述复合含碳球团中的有价金属进行还原。在本专利技术的一些实施例中，所述复合含碳球团中的碳氧比为1.05～1.20。由此，可以进一步有效地对所述复合含碳球团中的有价金属进行还原。在本专利技术的一些实施例中，所述复合含碳球团的平均粒径为9～15mm。由此，可以进一步提高还原反应的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述直接还原处理是在1100～1250摄氏度下进行20～30min完成的。由此，可以进一步提高还原反应的效率。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种实施上述制备金属化球团的方法的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：造球装置，所述第一造球装置具有石灰石粉入口、第一煤粉入口、第一粘结剂入口和内核球团出口；第二造球装置，所述第二造球装置具有内核球团入口、铁矿粉入口、第二煤粉入口、第二粘结剂入口和复合含碳球团出口，所述内核球团入口与所述内核球团出口相连；转底炉，所述转底炉具有复合含碳球团入口和金属化球团出口，所述复合含碳球团入口与所述复合含碳球团出口相连。由此，根据本专利技术实施例的制备金属化球团的系统通过将石灰石粉、第一粘结剂和高挥发分的第一煤粉进行混合和第一造球处理，得到内核球团，进一步地，以内核球团为核心进行第二造球处理，将铁矿粉、挥发分较低的第二煤粉和石灰石粉包裹在内核球团的外表面，进而得到复合含碳球团。通过上述方法制备得到的复合含碳球团在直接还原处理中，内核球团中的高挥发分第一煤粉在高温下可以产生大量一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等挥发性气体，该气体在扩散出内核球团的过程中可以在整个复合含碳球团中形成大量空隙，使得复合含碳球团的孔隙度增加，与此同时，高挥发分第一煤粉发生气化反应产生一氧化碳，使球团内部的还原气氛增强，从而提高了复合含碳球团的还原效果，进而提高金属化球团的金属化率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备金属化球团的方法流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的制备金属化球团的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备金属化球团的方法，其特征在于，包括：将石灰石粉、第一煤粉和第一粘结剂进行混合和第一造球处理，以便得到内核球团；将所述内核球团与铁矿粉、石灰石粉、第二煤粉和第二粘结剂进行混合和第二造球处理，以便得到以所述内核球团为核心的复合含碳球团，所述第一煤粉的挥发分含量高于所述第二煤粉的挥发分含量；以及将所述复合含碳球团在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团。

【技术特征摘要】
1.一种制备金属化球团的方法，其特征在于，包括：将石灰石粉、第一煤粉和第一粘结剂进行混合和第一造球处理，以便得到内核球团；将所述内核球团与铁矿粉、石灰石粉、第二煤粉和第二粘结剂进行混合和第二造球处理，以便得到以所述内核球团为核心的复合含碳球团，所述第一煤粉的挥发分含量高于所述第二煤粉的挥发分含量；以及将所述复合含碳球团在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰石粉的粒径为75μm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一煤粉为褐煤和长焰煤中的至少之一，任选地，所述第一煤粉的挥发分不低于20wt％，任选地，所述第一煤粉的粒径为1mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述石灰石粉、所述第一煤粉和所述第一粘结剂按照质量比100：(20～25)：(3～5)进行混合和第一造球处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内核球团的平均粒径为3～5mm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福佳，古明远，王健月，吴佩佩，王敏，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32