一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法技术

本发明专利技术涉及一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，其中添加剂由脱磷剂、成孔有机物粘结剂、无机强化粘结剂组成，将复合添加剂在造球工序中加入，与其他造球原料充分混合后造球，选取10.0~12.5 mm的生球；高温吊篮装入生球，将造好的生球团在300~600℃干燥5‑10min，形成需要的连续孔隙；850~900℃的温度下预热约10‑15 min，含磷气体通过营造的孔隙排出；焙烧温度控制在1000℃~1250℃焙烧约15‑20 min，无机粘结剂促使生成液相，填充孔隙；将焙烧完成的球团进行均热和冷却约20 min，冷却过程中，无机强化生成强化相的固熔体。

【技术实现步骤摘要】
一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法
本专利技术涉及炼铁使用球团矿生产
，特别涉及一种一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法
技术介绍
近年来，随着钢铁需求和产能的增加，国内外钢铁工业对矿石的需求与日俱增，而国内钢铁生产中，矿石主要依赖国外进口，由于矿石价格的不断上涨，使得钢铁生产成本大大提高，利润空间被压缩。优质铁矿资源价格飞涨，劣质铁矿资源的开发利用又存在很大的技术难题，而其中高磷铁矿资源又占有很大的比例。仅我国，探明高磷铁矿储量就达上百亿吨，其中代表性的宁乡式铁矿储存量40亿吨，是我国分布最广、储量最多的沉积型铁矿，但因其含磷高且难以有效脱磷，一直到现在都未被钢铁企业利用，尚属于呆滞矿产资源。目前，国内外高磷铁矿脱磷主要以选矿法、化学法、微生物法及还原法为主，但高磷铁矿不管是从矿脉组成、矿石本身结构，以及其中磷的嵌入分布状态，导致铁和磷难以分离。现在来看，不管是单一的选矿脱磷方法，还是综合的选矿脱磷工艺，除磷效果都不佳，而且工业成本和环保成本，也是极其高昂。采用常规化学方法脱磷，虽然可以达到一定的脱磷效果，但是同时溶解矿石和钢渣中可溶性铁矿物，造成铁回收率降低，而且矿石中的碱金属也很容易被溶解，碱金属也会流失，无法回收；同时，因为引入了大量的化工材料，需要大量的水，废弃物和废水的处理也是极其困难，所面临的环保压力，也是我们必须重点考虑的一个问题。微生物法主要是依靠微生物的新陈代谢产生有机酸类物质来降低体系的pH值，从而使不溶解的磷酸盐分解进入溶液中，以到达溶磷的目的，但存在脱磷周期长等问题，达不到钢铁生产要求。还原法通过在生产过程中加入大量的碳等还原剂，经过激烈的氧化-还原反应，实现磷被还原后随同烟气排出，实现脱磷，但是这种类似于纯冶炼的脱磷方式，不仅生产节奏慢、耗碳量大、生产成本高，其他相关配套也复杂，不能满足钢铁生产的大流程需求。现有技术中虽然也有一些发布烧结过程中脱磷的相关技术，但是烧结矿生产和球团矿生产是完全不同的两个生产工艺，区别很大。烧结矿生产过程中，本身因为颗粒性好、透气性好等原因，对于磷的去除极其有利。反观球团矿生产过程，因为球团矿单个球体基本处于完全封闭，对于磷的反应以及反应后的去除，可以说是具有完全的限制性。随着环保压力增大，烧结矿生产面临的环保压力要比球团矿生产大得多，国内外也都开始采取限制烧结、提倡球团，大力发展球团生产，对于高磷铁精粉的在球团生产中应用问题，迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术提出在高磷铁矿粉生产球团矿造球过程中加入一种复合添加剂的使用方法，通过热态焙烧、分段控制，达到高温成孔气化脱磷的效果，为高磷铁矿的开发利用提供全新途径。本专利技术采用以下的技术方案：一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，其中，添加剂由脱磷剂、成孔有机物粘结剂、无机强化粘结剂组成，具体包括以下步骤：步骤S1：将复合添加剂在造球工序中加入，与其他造球原料充分混合后造球，造球完成后，对生球进行筛分，选取10.0～12.5mm的生球；步骤S2：高温吊篮装入生球，待电炉温度升至设定温度，将吊篮放入电炉炉顶，然后使吊篮缓慢下行；步骤S3：将造好的生球团在300～600℃干燥5-10min，使有机长纤维材料和有机粘结剂充分挥发，形成需要的连续孔隙；步骤S4：850～900℃的温度下预热约10-15min，使脱磷剂参与气化脱磷反应，含磷气体通过营造的孔隙排出；步骤S5：焙烧温度控制在1000℃～1250℃焙烧约15-20min，无机粘结剂促使生成液相，填充孔隙；步骤S6：将焙烧完成的球团进行均热和冷却约20min，冷却过程中，无机强化生成强化相的固熔体。进一步的，所述复合添加剂以球团含铁原料总质量和原料中磷含量为参考依据，添加量为烧结混合料的4.5％～8.5％。进一步的，所述脱磷剂为氯化钙，二氧化硅细粉，焦粉或碳粉，三类原料组成的粉状混合物；所述成孔有机物粘结剂，包括有机长纤维材料和羧甲基纤维素钠；所述无机强化粘结剂，包括含硼细粉料、含镁细粉料、含钙细粉料、硅酸盐类细粉料，三种物料重量比为，脱磷剂：成孔有机物粘结剂：无机强化粘结剂＝30：1：5。进一步的，所述的脱磷剂三类原料重量比为，氯化钙：二氧化硅细粉：焦粉或碳粉＝5：1：5。进一步的，所述的成孔有机物粘结剂中有机长纤维材料和羧甲基纤维素钠重量比为1:49。有机长纤维为长度一厘米细丙纶纤维。进一步的，所述的无机强化粘结剂为硼酸。本专利技术有益效果：1.本专利技术提出一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，通过球团热态焙烧生产工艺中所具有的不同温度控制，来实现气化脱磷的目的，采用本专利技术的复合添加剂后，其球团矿中磷含量可以降低至高炉对于入炉料磷含量的要求，可以提高劣质铁矿资源的利用率，降低钢铁企业生产成本。2、本专利技术中的复合添加剂具有制备工艺简捷、脱磷效果佳、球团气孔明显、球团强度高等优点。具体实施方式本专利技术的实现气化脱磷的原理：1.有机长纤维材料和有机粘结剂的加入可以改善成球性，提高生球、干球以及热稳定性，同时在球团预热焙烧过程中易于挥发或烧掉，在干燥段300～600℃就完全可挥发或者分解，增加球团的孔隙率，并且长纤维材料形成的连续空洞，为气化脱磷营造有利条件2.脱磷剂中焦粉中的碳元素可以在高温下营造局部性的还原性气氛，同时SiO2对氟磷灰石的熔点有很大影响，会显著降低熔化温度，使其在相对更低的温度开始反应，CaCl2等脱磷剂成分作为氯化焙烧的氯化物，效果好，稳定性很高，在一般焙烧温度条件下不会发生热离解，在气化脱磷反应中生成的PCl3的沸点为仅76℃，在高温条件下极易气化，并且以稳定气态的形式存在，不与矿石中的其他组分反应，可通过球团中早起形成的多孔、连续的空洞正常排出。(1)首先氯化钙与球团原料中的二氧化硫在氧化性气氛中，在低于1114℃时均可生成硫酸钙和氯气：CaCl2+SO2(g)+O2(g)＝CaSO4+Cl2(g)(2)生成的氯气与氟磷酸钙、二氧化硅和碳在810℃左右反应生成硅酸钙、氟化钙、一氧化碳气体和氯化磷气体：2Ca5(PO4)3F+9SiO2+9Cl2(g)+15C＝9CaSiO3+6PCl3(g)+15CO(g)+CaF2加入脱磷剂后气化脱磷反应在810℃左右就可发生，控制预热温度在850～900℃，在该温度段实现气化脱磷反应。产品中引入的无机粘结剂在高温下不会挥发，并且具有强化球团矿中固溶体的作用，在焙烧温度1000～1250℃时，还能生成少部分低熔点液相可在球团焙烧过程中密合部分气孔，这两方面的作用相结合，保证了球团的抗压强度更好。本专利技术涉及的添加剂由脱磷剂、成孔有机物粘结剂、无机强化粘结剂组成，所述脱磷剂为氯化钙，二氧化硅细粉，焦粉或碳粉，三类原料组成的粉状混合物；所述成孔有机物粘结剂，包括有机长纤维材料和羧甲基纤维素钠；所述无机强化粘结剂，包括含硼细粉料、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，其特征在于，添加剂由脱磷剂、成孔有机物粘结剂、无机强化粘结剂组成，具体包括以下步骤：/n步骤S1：将复合添加剂在造球工序中加入，与其他造球原料充分混合后造球，造球完成后，对生球进行筛分，选取10.0~12.5 mm的生球；/n步骤S2：高温吊篮装入生球，待电炉温度升至设定温度，将吊篮放入电炉炉顶，然后使吊篮缓慢下行；/n步骤S3：将造好的生球团在300~600℃干燥5-10min，使有机长纤维材料和有机粘结剂充分挥发，形成需要的连续孔隙；/n步骤S4：850~900℃的温度下预热约10-15 min，使脱磷剂参与气化脱磷反应，含磷气体通过营造的孔隙排出；/n步骤S5：焙烧温度控制在1000℃~1250℃焙烧约15-20 min，无机粘结剂促使生成液相，填充孔隙；/n步骤S6：将焙烧完成的球团进行均热和冷却约20 min，冷却过程中，无机强化生成强化相的固熔体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，其特征在于，添加剂由脱磷剂、成孔有机物粘结剂、无机强化粘结剂组成，具体包括以下步骤：
步骤S1：将复合添加剂在造球工序中加入，与其他造球原料充分混合后造球，造球完成后，对生球进行筛分，选取10.0~12.5mm的生球；
步骤S2：高温吊篮装入生球，待电炉温度升至设定温度，将吊篮放入电炉炉顶，然后使吊篮缓慢下行；
步骤S3：将造好的生球团在300~600℃干燥5-10min，使有机长纤维材料和有机粘结剂充分挥发，形成需要的连续孔隙；
步骤S4：850~900℃的温度下预热约10-15min，使脱磷剂参与气化脱磷反应，含磷气体通过营造的孔隙排出；
步骤S5：焙烧温度控制在1000℃~1250℃焙烧约15-20min，无机粘结剂促使生成液相，填充孔隙；
步骤S6：将焙烧完成的球团进行均热和冷却约20min，冷却过程中，无机强化生成强化相的固熔体。


2.根据权利要求1所述的一种高磷铁矿球团脱磷用成孔型复合添加剂的使用方法，其特征在于，所述复合添加剂以球团含铁原料总质量和原料中磷含量为参考依据，添加量为烧结混合料的4.5%~8.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，杨爱民，于复兴，刘卫星，韩阳，袁玉宝，
申请(专利权)人：华北理工大学，福建道远节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13