一種礦粉包埋熔劑制備球團的方法技術

本發明專利技術涉及一種礦粉包埋熔劑制備球團的方法，屬于煉鐵過程的爐料制備技術領域。所述方法包括：首先制備得到熔劑球團；然后進行第二次造球，使礦粉包埋熔劑球團；再進行干燥、焙燒，得到球團。所述方法將熔劑制備得到球團，在反應過程中，此球團內部熔劑過量，而且在球團外部不會形成包圍層，大大提高了反應速度，縮短了焙燒時間，減少了能耗，并且解決了球團在焙燒過程中容易粘結的問題。通過本發明專利技術制備得到的球團冶金性能穩定，可以廣泛的應用于礦粉尤其是稀土礦粉的冶煉中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及制備燒結球團的方法，具體地，本專利技術涉及，屬于煉鐵過程的爐料制備

技術介紹
在我國煉鐵煉鋼工業中，冶煉前對礦石進行焙燒處理是最普通的。焙燒的目的在于，它能除去礦石中的游離水、結晶水、CO2和硫，能使堅硬的礦石變得疏松，在煉鐵時提高了鐵氧化物的還原性。焙燒的方法分為兩種，根據所使用的氣氛分為氧化焙燒和還原焙燒。氧化焙燒主要是在氧化氣氛下(如空氣)進行，而還原焙燒是在還原氣氛下(如CO、H2)進行。隨著冶金工業發展，貧礦的處理已經提上日程，一般從天然礦石中，為了從中得到更多的所需金屬，把礦石磨得很細(一般 200目，顆粒直徑小于0.074mm)，細粉很難在火法冶煉中進行處理。為了解決細礦粉在火法冶煉中的應用，采取了造塊方法，即把礦粉和粘合劑混合后用水做介質進行充分的攪拌，而后切成方塊，干燥后進行冶煉，此方法勞動生產效率低。目前工業除了造塊方法外，還采取了團礦的方法。把粉狀物料制成合符尺寸的球團，制造球團方法解決了火法冶煉時，粉狀原料的應用。團礦的生產分為不加粘合劑和加粘合劑兩種形式。不加粘合劑的方法是把礦粉直接成型，這種方法制成的球團強度差，運輸及冶煉中很容易破碎，所以一般使用較少，更多使用的是加入粘合劑。加入粘合劑制造球團的方法分為三種。第一種為加入有機物質，如焦油、浙青質作為粘合劑；第二種為加入無機質如水泥、水玻璃、氯化鎂等作粘合劑；第三種為加入反應助劑作粘合劑，一方面起到粘合劑的作用，另外一方面參與物理化學反應，可以與礦粉中的有效提取物質發生反應。在制造球團時，常見的方法是首先將原料按照配方進行稱量，進行充分的混合， 混合均勻后經過機械如輥壓機制造球團，另外還可以用化學接觸劑方法制造球團。制造球團最常用的方法是滾動成型，機械設備中目前采用圓筒型和斜傾圓盤式二種機械來制造球團。目前球團制造時是預先進行預處理，把礦粉和熔劑進行均勻混合，而后再制成球團，當有的熔劑發生物理化學反應時，仍按此法制造球團。當把參與化學反應熔劑與礦粉制成球團進行焙燒時，熱量總是從球團外部逐漸向球團中心傳遞，此時化學反應是從球團表面受熱后，達到一定溫度(反應溫度)，球團表面即開展反應，隨著熱量逐漸向中心傳遞，化學反應從表面逐漸向中心發生反應，一直到反應完畢，焙燒結束。反應過程如圖1所示。其反應特點是因為熔劑是分散的，隨著熱量向內傳導，一層層發生化學反應，反應的核心特別多，如果在過程中形成了硅酸鹽(絕大部分硅與鐵會形成硅酸鐵)，成為玻璃質，它緊緊形成了一個包圍層。隨著溫度升高，這層反應物質由固態變為軟化物質，而逐漸向流態轉變，把其他周圍物質進行了粘結未解反應的礦粉粘結成團，繼續燒結。但是，采用3CN 102424912 A說明書2/5如上所述球團制造方式容易出現結塊現象和粘結現象，并且反應較慢，球團質量較差。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的之一在于提供。首先制備得到熔劑球團，其作為核心，在核心外部包裹礦粉，制成礦粉包埋熔劑的球團，然后在一定溫度下干燥、焙燒制備得到球團。為了達到上述目的，本專利技術采用了如下技術方案首先制備得到熔劑球團；然后進行第二次造球，使礦粉包埋熔劑球團；再進行干燥、焙燒，得到球團。作為優選方案，所述方法包括以下步驟(1)制備得到熔劑球團；(2)將礦粉與水泥混合，得到混合礦粉；(3)加水，使熔劑球團潤濕，然后在礦粉中滾動成球，直至將礦粉粘完，得到礦粉包埋熔劑球團；(4)將礦粉包埋熔劑球團干燥、焙燒，得到球團。本領域技術人員可獲知的可以制備球團的方法均可用于本專利技術，本專利技術典型的但非限制性的可以通過造球機制備得到球團。作為優選方案，本專利技術所述熔劑選自氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種或者至少兩種以上的混合物，優選碳酸鈉。所述混合方式例如氯化鈉和/或氫氧化鈉，碳酸鈉/六偏磷酸鈉/三聚磷酸鈉。所述熔劑球團的直徑為 5mm 15mm，例如 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、 13mm,優選 Ilmm0所述礦粉和水泥的質量比為1 0. 05 0. 15，例如1 0. 07,1 0. 08,1 0.09， 優選1 0. 06 0. 10，進一步優選1 0. 08 ο所述礦粉與熔劑球團的質量比為1 0. 1 0. 5，例如1 0. 12、1 0.13、 1 0. 2，優選 1 0. 25 0. 3，進一步優選 1 0.3。所述干燥為常溫干燥；干燥時間為1. 5天 3天，優選1. 5 2. 5天，進一步優選 2天。所述焙燒在至少500°C的溫度下進行，優選500°C 1200°C，例如600°C、70(TC、 800°C、900°C，進一步優選 500°C 1000C。所述焙燒時間為1 6小時，例如2小時、3小時、4小時，優選2 5小時，進一步優選3小時。本專利技術所述礦粉包埋球團進行焙燒時發生的化學反應是按如下方式進行1、當由球團表面的溫度傳導到核心時，核心中的熔劑變熱，達到一定溫度時，先由中心向外發散式進行化學反應；2、核心部分為純粹的熔劑，其濃度遠遠大于周圍礦粉的參與化學反應的濃度，所以反應進行的要快；3、發生反應時，出現軟化現象時，熔劑量較多，熔劑仍然會向外擴散；4、局部范圍熔劑是過量的，不會形成一個包圍層；45、隨著試劑的消耗，由于熔劑化學物質超過理論反應的要求量，仍然能進行擴散反應到球團外表的邊緣，把化學反應進行完畢。本專利技術的目的之二在于一種由上述所述方法制備得到的球團，其中心呈空心狀， 且在焙燒過程中不發生球團之間結塊和粘結現象，性能穩定。通過本專利技術制備得到的球團冶金性能穩定，可以廣泛的應用于礦粉尤其是稀土礦粉的冶煉中。與現有制備礦粉球團的方法相比，本專利技術具有如下優點(1)本專利技術將熔劑制備得到球團，作為核心，外部包裹礦粉。熔劑為球團，局部熔劑過量，不會形成包圍層產生結塊，并在焙燒過程中不會發生粘結現象；(2)核心部分為熔劑，其濃度遠大于周圍參加反應的礦粉濃度，因此，與現有球團制備方法相比，其反應速度大大加快，縮短了焙燒時間，減少了能耗；(3)由于熔劑過量，反應為非化學計量反應，隨著反應的不斷進行，過量的熔劑仍然擴散至球團外邊緣，使礦粉充分參加反應，提高了反應效率。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的描述。圖1.現有球團制造技術反應過程示意圖 A混合礦粉與Na2CO3粉料制成的球團B開始反應時的狀態C焙燒終止狀態；圖2.實施例1礦粉包埋熔劑制備球團方法反應示意圖A中心是Na2CO3的球團B反應時由中心擴散，中心里面的球變小C焙燒終止時產物中心為空心狀；圖3.實施例1碳酸鈉球團和礦粉包埋碳酸鈉球團白球為碳酸鈉球團，灰球為礦粉包埋碳酸鈉球團；圖4.實施例1球團焙燒后狀態A 焙燒后球團狀態，B:球團斷面狀態；圖5.對比例1球團焙燒前后狀態白球為焙燒前狀態，灰球為焙燒完成狀態。具體實施例方式為便于理解本專利技術，本專利技術列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本專利技術，不應視為對本專利技術的具體限制。實施例1(1)把Na2CO3制成球團，直徑為11mm，質量為1. 42g ；(2)稱礦粉4. 74g和水泥0. 38g(兩者質量比為1 0. 08)，將兩者混合均勻；礦粉與N本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種礦粉包埋熔劑制備球團的方法，其特征在于，首先制備得到熔劑球團；其次進行第二次造球，使礦粉包埋熔劑球團；再進行干燥、焙燒，得到球團。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)制備得到熔劑球團；(2)將礦粉與水泥混合，得到混合礦粉；(3)加水，使熔劑球團潤濕，然后在礦粉中滾動成球，連續反復操作，直至將礦粉粘完， 得到礦粉包埋熔劑球團；(4)將礦粉包埋熔劑球團干燥、焙燒，得到球團。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述熔劑選自氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種或者至少兩種以上的混合物，優選碳酸鈉。4.根據權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述熔劑球團的直徑為5mm 15mm，優選 Ilmm05.根據權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述礦粉和水泥的質量比...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊良嶸，邢慧芳，趙君梅，劉會洲，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：