一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法及球团矿技术

本申请涉及冶金工程材料技术领域，具体公开了一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法及球团矿。本申请提供的利用腐植酸铵制备球团矿的方法包括以下步骤：将粒度＜100目的腐植酸铵与铁精矿按照（0.3

【技术实现步骤摘要】
一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法及球团矿


[0001]本申请涉及冶金工程材料
，具体涉及一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法及球团矿。

技术介绍

[0002]钢铁工业是我国经济发展的重要支柱，近几年我国钢铁产量均居世界第一。钢铁生产的主要原料包括烧结矿、球团矿和块矿。目前，随着铁矿资源的日益短缺，满足炼铁生产要求的块矿资源几乎消耗殆尽，绝大部分的铁矿粉或铁精矿需要烧结或球团才能满足生产要求，因此应用于钢铁生产的含铁原料主要以人造烧结矿和球团矿为主。其中，由于球团矿能够改善高炉料柱的透气性和气流的均匀性分布，所以球团矿在钢铁高炉炉料中的占比越来越高。
[0003]目前，国内绝大部分的球团厂采用无机膨润土作为球团粘结剂，少量采用有机粘结剂。然而，当采用无机膨润土作为粘结剂制备球团矿时，90％左右的膨润土会残留在球团矿中，导致获得的球团矿的全铁品位较低；而当采用有机粘结剂制备球团矿时，制得的预热球的强度较差，预热球容易破碎、粉化，并在回转窑中产生大量粉尘，对操作和环境都产生危害。近年来，科研工作者研发了一种有机/无机复合而成的腐植酸钠粘结剂，针对某些铁精矿，如钒钛磁铁矿等，利用腐植酸钠粘结剂制备的球团各项强度均能满足生产要求。但由于腐植酸钠粘结剂中碱金属钠离子的存在，使得矿石的软化温度降低，从而导致矿石尚未充分还原就已熔化滴落；并且，碱金属钠离子的存在会恶化球团矿的还原膨胀，造成料柱的透气性变差，影响高炉冶炼的顺利进行；另外，液态或固态碱金属钠离子会黏附于炉衬上，长此以往会缩短炉衬的使用寿命；并且对于一些多金属元素的铁氧化矿物，例如铬铁矿，钠离子容易与铬铁矿形成具有毒性的铬酸钠，进而对人体与环境造成危害。

技术实现思路

[0004]为了克服现有三类粘结剂存在的不足，获得一种TFe品位高、抗压强度优异的球团矿。本申请提供了一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法及球团矿。
[0005]第一方面，本申请提供一种球团矿的制备方法，采用如下的技术方案：一种球团矿的制备方法，包括以下步骤：将粒度＜100目的腐植酸铵与铁精矿按照(0.3
‑
2)：100的重量比混合，并加入水，经造球、干燥、预热、焙烧，获得球团矿。
[0006]本申请采用腐植酸铵作为球团粘结剂，腐植酸中含有的有机物及无机物，有机物在在预热及焙烧过程中能够发生分解、燃烧，使得制备的球团矿的TFe品位相比膨润土球团矿较高；而无机物能够在球团预热焙烧过程中与球团原料中的氧化矿物发生反应，在较低温度下产生少量液相，球团矿冷却过程中发生液相固结，因此制得的球团矿的抗压强度较高。本申请中，生球中的腐植酸铵能够吸附在铁精矿的颗粒表面，通过腐植酸铵的长链结构能够在铁精矿颗粒表面形成架桥，促进铁精矿颗粒成球，从而获得优异的生球落下强度和抗压强度。
[0007]本申请与相关技术中采用无机膨润土粘结剂制备的球团矿相比，获得的球团矿中无机物残留量更低、TFe品位更高。与相关技术中采用有机粘结剂制备球团矿相比，预热球不会发生破碎、粉化，获得的球团矿的抗压强度更高。与相关技术中采用腐植酸钠粘结剂制备球团矿相比，制备过程中不会引入额外的钠离子，故不会恶化球团矿的还原膨胀，进而不会对高炉冶炼的料柱造成影响，并且不会有毒性产物生成的风险。因此，本申请提供的采用腐植酸铵作为粘结剂制备球团矿的方法，既不会对冶炼设备造成影响、保证高炉冶炼的顺利进行，又能够获得抗压强度高、TFe品位高的球团矿，具有很好的应用前景。
[0008]在一些实施方案中，所述腐植酸铵与铁精矿的重量比可以为(0.3
‑
0.5)：100、(0.3
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1)：100、(0.3
‑
1.5)：100、(0.5
‑
1)：100、(0.5
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1.5)：100、(0.5
‑
2)：100、(1
‑
1.5)：100、(1
‑
2)：100或(1.5
‑
2)：100。
[0009]在一个具体的实施方案中，所述腐植酸铵与铁精矿的重量比还可以为0.3：100、0.5：100、1：100、1.5：100或2：100。
[0010]本申请中，铁精矿包括但不限于磁铁精矿、赤铁精矿、镜铁矿和铬铁精矿。
[0011]优选地，所述腐植酸铵与所述铁精矿的重量比为(0.5
‑
1.5)：100。
[0012]本申请通过探究发现，腐植酸铵的含量对生球、预热球及球团矿的抗压强度与TFe品位会造成一定影响。因此，本申请通过试验探究发现，进一步将腐植酸铵与铁精矿的重量比控制在上述范围内，获得的球团矿的抗压强度与TFe品位更高。
[0013]本申请中，所述铁精矿选自磁铁精矿、赤铁精矿、镜铁矿和铬铁精矿。
[0014]通常，在预热步骤前，对造球获得的生球进行干燥，获得干球。
[0015]优选地，所述预热条件为：先在250
‑
400℃下煅烧4
‑
7min、接着在450
‑
600℃下煅烧4
‑
7min、随后在900
‑
980℃下煅烧4
‑
7min。
[0016]本申请中，预热步骤进一步采用多段预热的工艺，将干球首先在低温下分段煅烧，一方面减缓腐植酸铵燃烧、分解、挥发反应的速率，进而避免腐植酸铵的快速燃烧、分解和挥发而造成的球团结构上的松散；另一方面给予球团矿中金属氧化物初结晶反应一定的反应时间，避免短时间内晶型变化而导致的体积快速膨胀降低预热球的强度。上述多段预热与单一温度下一段预热工艺相比，能够有效改善预热球的抗压强度、提高球团矿的抗压强度。
[0017]本申请中，采用多段预热步骤获得的球团矿的抗压强度明显优于单一温度预热获得的球团矿。这是由于腐植酸类粘结剂在逐渐升温的过程中，在300
‑
800℃这一阶段会发生失重(腐植酸类粘结剂中有机组分会快速燃烧、分解和挥发)，因此直接将干球直接升温至900℃左右预热，会加快腐植酸类粘结剂中有机组分的燃烧、分解和挥发，造成球团结构松散，从而使预热球团强度偏低。因此，本申请的专利技术人进一步对预热工艺进行改进，采用多段预热的方式对干球进行预热，显著提高了预热球及球团矿的抗压强度。
[0018]优选地，所述预热条件为：先在300℃下煅烧5min、接着在500℃下煅烧5min、随后在950℃下煅烧5min。
[0019]在一个具体的实施方案中，所述预热条件还可以为：先在350℃下煅烧5min、接着在550℃下煅烧5min、随后在950℃下煅烧5min。
[0020]优选地，所述焙烧的温度为1200
‑
1300℃，焙烧的时间为5
‑
10min。
[0021]在一个具体的实施方案中，所述焙烧的温度为1250℃，焙烧的时间为10min。
[0022]本申请中，腐植酸铵可以为市售，也可以通过以下方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用腐植酸铵制备球团矿的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将粒度＜100目的腐植酸铵与铁精矿按照（0.3
‑
2）：100的重量比混合，并加入水，经造球、干燥、预热、焙烧，获得球团矿。2.根据权利要求1所述的利用腐植酸铵制备球团矿的方法，其特征在于，所述腐植酸铵与所述铁精矿的重量比为（0.5
‑
1.5）：100。3.根据权利要求1所述的利用腐植酸铵制备球团矿的方法，其特征在于，所述铁精矿选自磁铁精矿、赤铁精矿、镜铁矿和铬铁精矿。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的利用腐植酸铵制备球团矿的方法，其特征在于，所述预热条件为：先在250
‑
400℃下煅烧4
‑
7min、接着在450
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600℃下煅烧4
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7min、随后在900
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980℃下煅烧4
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7min。5.根据权利要求4所述的利用腐植酸铵制备球团矿的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友连，黄雷鸣，王超，马骏辉，张岩，魏祥松，丁晓姜，吴艳妮，李艳，刘浩然，姬云波，黄友良，权越胜，
申请(专利权)人：中化地质矿山总局地质研究院，
类型：发明
国别省市：