采用两次成球方式制作的冶金复合球团、制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种采用两次成球方式制作形成的冶金复合球团制备方法及应用，球团由中心的球团核和外面裹覆的球团矿原料形成球壳，形成内部球团核为还原性气氛、外部为氧化性气氛满足冶炼要求的两次成球冶金复合球团。球团核是以含铁物料和还原煤粉或焦粉为原料另加粘接剂、垃圾飞灰采用圆盘造球或压力造球而获得，球壳是以含铁物料和球团核为原料，另加粘接剂，以球团核为球心采用圆盘造球而获得。该复合球团的各项冶金性能指标大大优于常规球团矿，在实现垃圾飞灰无害化，再生循环利用的同时还将大大改善炼铁高炉技术经济指标，在取得显著节能减排环保治理社会效益的同时也将创造出非常可观的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金炼铁炼钢技术和垃圾处理
，具体涉及冶金炼铁 的球团矿和烧结矿生产、炼钢的优质废钢和造渣剂生产和对垃圾飞灰的预处 理技术，可以在提高冶金性能的同时实现对垃圾飞灰进行无害化预处理。
技术介绍
冶金球团是目前钢铁冶金行业高炉——转炉生产流程中广泛采用的最 新成熟技术，是高炉冶炼最主要的原料之一，与传统的烧结矿比较，适用于 全部细精矿，其强度高，粘度均匀，品位高和还原性好，冶金性能大大超过 烧结矿，能够全面改善高炉冶炼各项技术经济指标，废气和粉尘排放量也优 于烧结矿，环保效益极为明显。但也存在着一些不足，如其还原性与其高炉还原强度存在矛盾现象，常规冶金球团矿没有任何还原；其设备投资高于烧 结矿；其原料要求较严导致成本偏高等，这些制约了球团矿的发展，使其在 高炉炉料中的使用配比受到较大制约。冶金烧结矿是目前钢铁冶金行业高炉——生产流程中广泛采用的成熟 技术，是高炉冶炼最主要的原料，与球团矿比较，其对原料要求不苛刻，适 用范围非常广，基建投资设备制作低于球团矿。但其品位较低，强度不够高， 还原性不高，粒度组成不均，透气性要求较高造成配料要求精确，而且在生 产过程烟尘排放量较大，有害杂质元素如S含量较高，环保治理难度较大。转炉炼钢是目前钢铁冶金行业的最主要生产方式，能以最经济的方式生 产绝大多数钢材产品，但其主要原料之一——废钢来源于社会回收，种类繁多，品质状况参差不齐，不仅数量不易稳定，而且各种有害元素杂质含量波 动较大无法测定，如使用精炼设备则势必大大增加成本，给高纯净度钢材产 品的生产造成相当大的难度，炼钢造渣过程所用造渣剂，不能增加钢水量， 而不能使钢的产量增加。电炉炼钢是目前钢铁冶金行业中仅次于高炉——转炉生产流程的主要 方式，广泛应用于特殊优质钢材的生产满足各行业尖端领域和关键设备关键 部件的钢材需求，是高炉——转炉生产流程一重要补充，但其主要原料—— 废钢来自于社会回收，不仅数量难以稳定，而且品质状况难以稳定保证，各 种有害杂质数量又多，波动又大，投入生产使用前难以检测，而电炉炼钢过程中操作调剂手段有限去除杂质含量所需设备如VD真空处理等投资巨大，生产成本较高。垃圾飞灰是在垃圾焚烧处理中产生的，垃圾飞灰的主要成分有CaO、 Si02、 A1203、 S03等，其中含有较高浓度的重金属Pb、 Cd、 Hg、 Cr、 Cu、 Zn等，还有二噁英，因此垃圾飞灰是进入国家危险物目录的物质，必须经 过严格的有效处理才能防止其对环境的污染。目前比较安全的垃圾飞灰处理 方法有三种1、水泥混凝固化处理——填埋；2、化学药剂处理——填埋； 3、熔融处理——再生利用，而熔融处理——再生利用方法是较先进的处理 方法。其中，熔融处理——再生利用方法又分为两类 一类是高温氧化气氛熔 融处理法(如电炉、竖炉、烧结炉、回转窑等，能够处理垃圾飞灰存在的 多数问题，但存在一个严重问题，当熔融温度在80(TC以上时，重金属中的 三价铬会全部转化成六价鉻，这是不能允许的严重问题)；另一类是高温还原气氛熔融处理法。现在己有大量的研究表明，熔融处理能够彻底消除飞灰 中的二噁英，飞灰中所含的低沸点的重金属盐类转移到空气中并以熔融飞灰 的形式捕集下来，其余金属则转移到玻璃熔渣中，大大降低了重金属的浸出 特性，(参见文献1:北京化工大学环境工程系、中国环境科学研究院:姜永 海、席北斗、李秀金、王琪、张晓萱《垃圾焚烧飞灰熔融固化处理过程特性 分析》；文献2:哈尔滨工业大学能源科学与工程学院别如山、刘欢鹏《垃 圾焚烧飞灰旋风炉高温熔融处理及再生利用新技术》；文献3:浙江大学李 建新、严建华、倪明江、岑可法《垃圾焚烧飞灰中重金属稳定化处理》)。但是，采用高温氧化气氛熔融处理，当熔融温度在80(TC以上时，重金 属中的三价铬会全部转化成六价鉻，而六价鉻为吞入性毒物/吸入性极毒物， 皮肤接触可能导致敏感，更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环 境有持久危险性，这在国内外的环境保护标准中都不准许存在。而采用高温还原气氛熔融法可以有效避免这一问题，但是目前国内外的 高温还原气氛熔融法都是采用专门的高温还原气氛熔融设备，如表面熔融 炉，电弧熔融炉，等离子体熔融炉，旋风炉等，这些设备的建设及运行成本 极高，难以进行产业化实施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种两次成球方式制 作冶金复合球团及其制作方法。 本专利技术的技术方案如下一种采用两次成球方式制作形成的冶金复合球团，其由中心的球团核和 外面裹覆的球团矿原料组成，形成内部球团核为还原性气氛、外部为氧化性气氛满足冶炼要求的两次成球冶金复合球团。所述球团核是以含铁物料和还 原煤粉为原料另加粘接剂采用圆盘造球或压力造球而获得，球团核的直径2一10mm;所述外面裹覆的球团矿原料球壳是以含铁物料和球团核为原料， 另加粘接剂，以球团核为球心采用圆盘造球而获得。该冶金复合球团矿制作方法是将含铁物料和还原煤粉或进一步加入垃 圾飞灰混合形成球团核，然后进入常规球团矿的制作工序——再次与含铁物 料造球形成复合球团，按常规球团矿的生产工艺形成球团矿核为还原性气 氛，外层为氧化性气氛的焙烧过程，达到垃圾飞灰无害化预处理，形成部分 被还原的优质球团矿后送入炼铁高炉中作为高炉炼铁时的优质原料，完成垃 圾飞灰的预处理改善冶金性能从而达到处理及再生利用的目的。所述方法的具体步骤如下(1) 制作球团核所述制作球团核的含铁物料、还原煤粉和/或焦粉者两者的重量百分比分别为60-95%、 5-40%，粘接剂的用量以达到粘接目的为准， 一般为原料量 的1-4%。原料为粉状，细度在-80—-200目。A、 先对原料进行干燥，使其水分不超过15%;B、 配料通过搅拌机对原料及粘接剂进行充分搅拌、混合；C、 团球将混合均匀的原料及粘接剂送至圆盘造球机，加水后在圆盘 造球机内团成直径2—10mm的球团核；(2) 制作复合球团以球团核为球心，含铁物料为原料，另加粘结剂，粘接剂的用量以达到 粘接目的为准， 一般为原料量的1-4%。原料为粉状，细度在-80—-200目；A.将球团核和含铁物料送入圆盘造球机内造出以球团核为球心，外覆含铁物料的复合球团生球，并筛除碎料；控制球团核和球壳的体积比在l:2—或者，B.进一步将复合球团生球焙烧成熟料球团。 进一步，在制作球团核的原料中还加入有垃圾飞灰作为原料，加入量 是含铁物料和还原煤粉两者总重量的1-30%。方法中采用的含铁物料是采用球团精矿和/或冶金废料(若两者都采用 的情况下，球团精矿占含铁物料总重量的15—65%，冶金废料占25—75%)。 所述冶金废料采用炼钢污泥、炼铁重力除尘灰和/或烧结除尘灰。所述粘接剂粘结剂选用球团粘结剂膨润土、铝酸盐水泥CA-50。本方法是直接利用现有成熟的冶金球团矿圆盘造球机、焙烧炉(竖炉或 回转窑或烧结机)作为处理设备，并在冶金球团矿的生产过程中同时对垃圾 飞灰进行预处理并提高冶金性能。本专利技术获得的冶金复合球团可在以下方面得到应用1、 在炼铁中的应用，将所述冶金复合球团代替炼铁高炉使用的全部或 部分球团矿加入炼铁高炉中，进行炼铁,将减小焦比,提高生铁成材率.2、 在生产冶金烧结矿中的应用，将所述冶金复合球团生球作为烧结原 料加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用两次成球方式制作形成的冶金复合球团，其特征在于所述冶金复合球团由中心的球团核和外面裹覆的球壳组成；　所述球团核是以含铁物料和作为还原剂的煤粉和／或焦粉为原料，另加粘结剂，采用圆盘造球或压力造球而获得，球团核的直径２－３０ｍｍ； 　所述外面裹覆的球壳是以含铁物料为原料，以球团核为球心与含铁物料和粘结剂一起采用圆盘造球而获得生球，或再经焙烧而获得熟料球团；　所述制作球团核的含铁物料、还原煤粉和／或煤粉重量百分比分别为６０－９５％、５－４０％，球团核和球壳的 体积比在１∶２－１∶３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李秉正，
申请(专利权)人：重庆瑞帆再生资源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]