一种熔剂性铁酸钙的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种熔剂性铁酸钙的制备方法，包括如下步骤：S1将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土混合均匀，各原料按照质量份确定为：60‑80份含铁原料、20‑40份生石灰，2‑3份膨润土，含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35‑2.85；S2将S1混合均匀的试样制成小球状生球样品；S3将S2制备的生球样品进行干燥预热；S4将S3干燥预热后样品进行焙烧；S5将S4焙烧后小球冷却至室温；S6将S5冷却后的小球置于磨样机中磨成粉状，且粒度在100目以下。该制备方法简单，原料易得，制备得到的铁酸钙具有熔点低、粘接性好、流动性优异等优点。

A preparation method of fluxing calcium ferrite

【技术实现步骤摘要】
一种熔剂性铁酸钙的制备方法
本专利技术涉及冶金领域，特别涉及一种熔剂性铁酸钙的制备方法。
技术介绍
烧结矿是高炉炼铁过程的主要原料之一，其质量分数可达70%以上。烧结过程中，燃料的燃烧一方面为各种烧结原料提供热量，生成的低熔点物相如铁酸钙在凝固后将烧结混合料粘接成块，最终得到一定强度的烧结成品；另一方面，燃料的燃烧产生大量粉尘，硫氧化物（SOX），氮氧化物（NOX）以及二噁英（PCDD/Fs）等污染物，污染物的治理大大增加了企业成本。随着优质铁矿石资源的消耗，低品位、难烧结的铁矿石如高铝矿、钒钛磁铁矿等矿石的烧结配比需进一步提高，找到一种兼顾以上三大问题的解决办法是亟需且必要的。目前铁酸钙的制备技术中，含铁原料主要来源于转炉渣、转炉除尘灰等冶金废料，这些冶金废料如转炉渣富集了大量的磷、镁等元素，转炉除尘灰富集了丰富的碱金属元素，这些杂质元素在铁酸钙的制备过程中很难脱除，绝大多数会进入到铁酸钙产品中，如果这种含杂质的铁酸钙配加进入烧结工艺，将严重恶化烧结矿质量，降低烧结矿生产效率，影响高炉操作。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术要解决的技术问题是：如何制备杂质含量少的铁酸钙。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种熔剂性铁酸钙的制备方法，包括如下步骤：S1：配料与混匀，将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土混合均匀，各原料按照质量份确定为：60-80份含铁原料、20-40份生石灰，2-3份膨润土，含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35-2.85；S2：造球，将S1混合均匀的试样制成小球状生球样品；S3：干燥预热，将S2制备的生球样品进行干燥预热，温度为150-900℃；S4：焙烧，将S3干燥预热后样品进行焙烧，焙烧气氛为氧势Po2≥5*10-2kpa，焙烧温度为950-1200℃，焙烧时间为10-120min；S5：冷却，将S4焙烧后小球冷却至室温；S6：细磨，将S5冷却后的小球置于磨样机中磨成粉状，且粒度在100目以下，即得到熔剂性铁酸钙。作为优选，所述含铁原料采用褐铁矿或高铝矿或磁铁矿，并且含铁原料中粒度小于200目的矿石质量分数大于90%。作为优选，所述生石灰粉粒度在200目以下。作为优选，所述S2中制备的生球直径不大于20mm。作为优选，所述S5中将S4焙烧后的小球置于鼓风机中冷却至室温。快速冷却，减轻设备热负荷，同时有利于球团中剩余的FeO进一步氧化。作为优选，所述S1中含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土按照质量份确定为：含铁原料70份、生石灰27.5份，膨润土2.5份。作为优选，所述S3中干燥预热温度为800℃。作为优选，所述S4中焙烧的气氛为氧势Po2=0.1kPa，焙烧温度为1125℃，焙烧时间为35min。相对于现有技术，本专利技术至少具有如下优点：1、本专利技术所制备试剂具有廉价易得、易保存、强度高、稳定性好、可运输、且对环境污染小的优点。2、使用本专利技术试剂，可以在较低烧结温度下熔化，有效降低烧结燃料配比，同时可减轻烧结尾气中硫氧化物，氮氧化物以及二噁英等污染物的脱除负荷。3、使用本专利技术试剂，其熔点低、粘接性好、流动性优异等特性受烧结原料影响较小，因而在烧结配矿中可增加难烧结矿石如钒钛磁铁矿、高铝矿等铁矿比例，且烧结矿质量波动较小。附图说明图1为本专利技术方法制备的熔剂性铁酸钙实物图。图2为实施例1制备的熔剂性铁酸钙X射线衍射物相检测图3为实施例1制备的熔剂性铁酸钙半球点测试分析。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细说明。一种熔剂性铁酸钙的制备方法，包括如下步骤：S1：配料与混匀，将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土置于混合机中混合均匀，混合时间5-20min，各原料按照质量份确定为：60-80份含铁原料、20-40份生石灰，2-3份膨润土，含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35-2.85；具体实施时，可以将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土置于混合机中混合均匀，混合时间5-20min。具体实施时，含铁原料的质量份可以选择60份，62份，65份，68份，70份，75份，78份或80份；生石灰的质量份可以选择20份，22份，25份，28份，30份，35份，38份或40份；膨润土的质量份可以选择2份，2.2份，2.4份，2.5份，2.6份，2.8份或3份；含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35，1.5，1.65，1.8，2.0，2.25，2.35，2.5或2.85；S2：造球，将S1混合均匀的试样制成小球状生球样品；具体实施时，可以采用圆盘造球机将S1混合均匀的试样小球状样品。S3：干燥预热，将S2制备的生球样品进行干燥预热，温度为150-900℃；具体实施时，将S2制备的生球样品置于链篦机上，利用焙烧废气进行干燥预热，此处预温度可以选择150℃，200℃，300℃，450℃，600℃，700℃，750℃，800℃，850℃，900℃，此处的焙烧废气是指回转窑尾气，主要成分是N2、CO2及O2，目的是利用该部分尾气的余热对生球进行干燥脱水、预热升温及氧化固结，可防止生球进入回转窑中温差较大而产生裂纹破碎，同时也能部分氧化磁铁矿产生生球的固结效果。S4：焙烧，将S3干燥预热后的样品进行焙烧，焙烧气氛为氧势Po2≥5*10-2kpa，焙烧温度为950-1200℃，焙烧时间为10-120min；具体实施时，将S3干燥预热后的样品置于回转窑焙烧，选择回转窑是因为回转窑低速回转，物料与热烟气逆流换热，窑内物料在沿周向翻转的同时沿轴向移动，受热均匀，焙烧温度具体可以选择950℃，960℃，980℃，995℃，1000℃，1050℃，1100℃，1150℃，1180℃或1200℃；焙烧时间具体可以选择10min，25min，50min，65min，80min，98min，108min，115min，或120min；S5：冷却，将S4焙烧后小球冷却至室温；S6：细磨，将S5冷却后的小球置于磨样机中磨成粉状，且粒度在100目以下，即得到熔剂性铁酸钙。本专利技术所述熔剂性铁酸钙的制备方法的制备原理是：首先本专利技术制备的熔剂性铁酸钙的主要成分是铁酸二钙（2CaO·Fe2O3）和铁酸一钙（CaO·Fe2O3）。采用固相反应生成法制备熔剂性铁酸钙，因此让制备原料能够紧密接触是保证熔剂性铁酸钙高效制备的保证。将含铁矿石如褐铁矿、高铝矿、磁铁矿与生石灰按照一定的比例混合，添加膨润土作为粘结剂制备得到熔剂性铁酸钙生球。生球在预热过程中可发生褐铁矿的脱水过程，形成活性较好的Fe2O3，或者发生磁铁矿的氧化过程，同样形成活性较好的Fe2O3。预热过程主要发生以下反应：褐铁矿：nFe2O3·mH2O(n=1-3,m=1-4)→nFe2O3+mH2O磁铁矿：4Fe3O4+O2=6Fe2O3生石灰在运输储存过程中部分与空气中水及二氧化碳发生反应，生成Ca(OH)2和CaCO3，其分解主要发生在焙烧阶段，分解生成新鲜的、活性较好的CaO，然后与Fe2O3发生固相反应，最终生成铁酸钙物相。焙烧过程将主要发生以下反应：Ca(OH)2=CaO+H2OCaCO3=CaO+CO2Fe2O3+2CaO=2CaO·Fe2O3Fe2O3+CaO=CaO·Fe2O32CaO·Fe2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔剂性铁酸钙的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：配料与混匀，将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土混合均匀，各原料按照质量份确定为：60‑80份含铁原料、20‑40份生石灰，2‑3份膨润土，含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35‑2.85；S2：造球，将S1混合均匀的试样制成小球状生球样品；S3：干燥预热，将S2制备的生球样品进行干燥预热，温度为150‑900℃；S4：焙烧，将S3干燥预热后样品进行焙烧，焙烧气氛为氧势Po2≥5*10

【技术特征摘要】
1.一种熔剂性铁酸钙的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：配料与混匀，将含铁原料、生石灰与粘结剂膨润土混合均匀，各原料按照质量份确定为：60-80份含铁原料、20-40份生石灰，2-3份膨润土，含铁原料中Fe2O3含量与生石灰中CaO含量的质量比为1.35-2.85；S2：造球，将S1混合均匀的试样制成小球状生球样品；S3：干燥预热，将S2制备的生球样品进行干燥预热，温度为150-900℃；S4：焙烧，将S3干燥预热后样品进行焙烧，焙烧气氛为氧势Po2≥5*10-2kpa，焙烧温度为950-1200℃，焙烧时间为10-120min；S5：冷却，将S4焙烧后小球冷却至室温；S6：细磨，将S5冷却后的小球置于磨样机中磨成粉状，且粒度在100目以下，即得到熔剂性铁酸钙。2.如权利要求1所述的熔剂性铁酸钙的制备方法，其特征在于：所述含铁原料采用褐铁矿或高铝矿或磁铁矿，并且含铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕学伟，李刚，丁成义，钟大鹏，周炫庚，刘重慈，游志雄，徐健，扈玫珑，邱贵宝，白晨光，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50