一种铁锰矿球团的烧结方法技术

本发明专利技术公开了一种铁锰矿球团的烧结方法，包括：S1.将粗粒级的铁锰矿、石灰石和返矿进行破碎、球磨处理，然后进行高压辊磨，得到预处理原料；S2.预处理原料经过优化配矿后，加入粘结剂并混匀，得到混合料；S3.将步骤S2所得混合料进行造球；S4.对生球进行外滚固体燃料，得到混匀料；S5.将混匀料进行布料，然后依次进行干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒，获得成品球团。针对铁锰矿烧结过程，液相难以形成，利用球磨和高压辊磨联合处理工艺，提高铁锰矿的比表面积，改善其表面活性和反应活性，促进高温烧结过程原子的迁移和活化，改善烧结液相的形成能力，提高液相量，从而促进铁锰矿液相固结效果，提高烧结强度。提高烧结强度。提高烧结强度。

【技术实现步骤摘要】
一种铁锰矿球团的烧结方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种铁锰矿球团的烧结方法。

技术介绍

[0002]铁锰矿是一种常见的低品位复杂铁矿石资源，由于铁和锰的性质相近，矿石中的铁、锰往往紧密共生，常规选矿工艺(如重选、电选、浮选、磁选或者联合工艺)难以实现铁、锰分离，目前较有效的手段是将其通过造块进行高炉冶炼，生产富锰渣，或者通过造块后，进行电炉冶炼制备锰铁合金。其中，烧结工艺是铁锰矿主要的造块方法。
[0003]虽然锰矿粉烧结的机理与铁矿粉基本相同，但与常规铁矿粉相比，锰矿粉的锰含量高、松散密度小、烧损大，导致烧结过程所需的固体燃耗高(120
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150kg/t)、烧结液相温度区间窄(100
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120℃)，烧结矿产品易形成大孔薄壁结构，返矿量大。与此同时，由于我国的锰矿(烧结矿)入炉品位较低，Mn品位每降低1个百分点，增加电耗350kWh/t，因而采用电炉法冶炼锰系铁合金时，普遍存在电耗高(3000
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4500kWh/t)、锰回收率较低、铁合金生产成本高等突出问题。由此可见，在双碳政策、节能减排、限电的大背景下，如何解决传统锰矿粉烧结和电炉冶炼过程面临的高能耗、高排放、高成本等瓶颈问题。
[0004]现有技术中也公开了一些改善锰矿烧结工艺的方法，例如中国专利CN105331805A公开了一种制备高铁锰矿复合烧结矿的方法。该工艺将高铁锰矿精矿、细磨焦粉、膨润土和熔剂进行混匀，制备成球团料；同时，将高铁锰矿粉、熔剂和焦粉在内的原料混匀后，制备成颗粒料；然后，将球团料和颗粒料进过混匀后，布料、点火、烧结和冷却，最终获得复合烧结矿。该工艺能够显著改善利用系数，提高成品率，但是固体能耗仍然偏高(焦粉用量5～8％)，CO2排放较大。
[0005]中国专利CN 111100981B公开了一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法。该工艺以低锰高铁粉矿与除尘灰为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼，通过带式机或竖炉烧结锰烧结矿或锰矿球团，解决大容积富锰渣炉烧结矿物化指标，提高富锰渣炉烧结矿利用率，从而解决富锰渣炉锰矿烧结的配比增加炉况结瘤的瓶颈，同时开发利用贫锰粉矿的烧结再利用。该方法目的在于利用低锰高铁粉矿的同时，消耗大量的除尘灰，不仅可以为企业带来大的经济利益而且对资源回收再重复利用效果明显，与此同时减轻除尘灰的处理难度，减少对环境的污染。而对于锰矿烧结工艺的实质性改变不明显。
[0006]针对上述问题，有必要提出一种铁锰矿球团烧结的新方法，以降低铁锰矿烧结固体能耗、减少CO2排放，提高烧结矿产质量。

技术实现思路

[0007]针对铁锰矿的锰含量高、松散密度小、烧损大，导致烧结过程所需的固体燃耗高、烧结液相温度区间窄，烧结矿产品易形成大孔薄壁结构，返矿量大的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种铁锰矿球团的烧结方法，以实现低能耗、低排放、高质量和高效率的优质烧
结矿的制备。
[0008]本专利技术提供以下技术方案：一种铁锰矿球团的烧结方法，包括以下步骤：
[0009]S1.将粗粒级的铁锰矿、石灰石和返矿进行破碎、球磨处理，得到细磨物料，然后对细磨物料进行高压辊磨，得到预处理原料；
[0010]S2.步骤S1所得预处理原料经过优化配矿后，加入粘结剂并混匀，得到混合料；
[0011]S3.将步骤S2所得混合料进行造球，得到预定粒度的生球；
[0012]S4.对步骤S3所得生球进行外滚固体燃料，得到混匀料；
[0013]S5.将步骤S4所得混匀料进行布料，然后依次进行干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒，获得成品球团。
[0014]作为优选，步骤S1中，采用对辊破碎
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球磨
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高压辊磨工艺，将粗粒级的铁锰矿粉、石灰石和返矿先碎至
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1mm，球磨至粒度为
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0.074mm占65％以上，最后高压辊磨至比表面积为1500～1900cm2/g。
[0015]进一步，将粗粒级的铁锰矿粉、石灰石球磨至粒度为
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0.074mm占70％左右。
[0016]高压辊磨比表面积低于1500cm2/g，将会导致后续制备的生球强度差，运输和布料过程容易破碎，影响烧结料层透气性，导致烧结产质量下降；高压辊磨比表面积高于1900cm2/g，能耗增加。
[0017]作为优选，步骤S2中，控制混合料的二元碱度(CaO/MgO质量比)为1.5～2.0。
[0018]作为优选，步骤S2中，所述粘结剂为膨润土、有机粘结剂或者复合粘结剂中一种或几种，其用量为总物料的0.5wt％～2.0wt％。
[0019]进一步，所述的粘结剂为膨润土，其用量为1.0wt％～2.0wt％；膨润土的粘结效果较好、性价比较高、原料适应性强。
[0020]作为优选，步骤S3中，采用圆盘造球机进行造球，造球水分为7.0％～9.0％，造球时间为12～15min，所制备生球的粒度为10～16mm。
[0021]作为优选，步骤S3中，制备的生球达到如下性能：生球抗压强度超过10N/个、落下强度大于4次/(0.5mm)、爆裂温度超过250℃。
[0022]作为优选，步骤S4中，所述固体燃料为焦粉、无烟煤中一种或两种，固体燃料的粒度为
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3mm占70％～90％，固体燃料的用量为总物料的3.0wt％～5.0wt％。
[0023]进一步，所述的固体燃料为焦粉最佳。
[0024]作为优选，步骤S5中，料层厚度为500～1000mm，铺底料厚度应为20～30mm，铺底料粒度应为10～16mm。通常，料层厚度越高，固体能耗降低，但是产量下降，应该根据实际情况，选择合适的料层厚度。
[0025]进一步，步骤S5中，料层厚度为800～1000mm。
[0026]作为优选，步骤S5中，干燥温度为250～400℃、干燥时间3～5min、干燥负压3～5kPa，干燥介质来自于烧结烟道废气引入。
[0027]干燥温度过低，干燥不彻底，生球中仍然残留大量水分，当进行高温点火时，容易导致生球爆裂，烧结过程粉末量增多，热态透气性降低，产质量下降。干燥温度过高，生球在干燥环节，由于水分蒸发太快，内部蒸气压过高，同样会导致爆裂，影响热态透气性，进而降低烧结产量。
[0028]同样，干燥时间过短，生球中仍然残留大量水分，当进行高温点火时，容易导致生
球爆裂，烧结过程粉末量增多，热态透气性降低，产质量下降。而干燥时间过长，又会导致能耗增多，效率降低。因此，干燥环节是球团烧结的重要工序，需严格控制。
[0029]作为优选，步骤S5中，点火温度1100～1200℃、点火时间1.5～2.0min、点火负压5～6kPa；所述的保温温度850～1000℃、保温时间4～7min、保温负压10～12kPa；所述的烧结负压10～12kPa。
[0030]保温温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁锰矿球团的烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将粗粒级的铁锰矿、石灰石和返矿进行破碎、球磨处理，得到细磨物料，然后对细磨物料进行高压辊磨，得到预处理原料；S2.步骤S1所得预处理原料经过优化配矿后，加入粘结剂并混匀，得到混合料；S3.将步骤S2所得混合料进行造球，得到预定粒度的生球；S4.对步骤S3所得生球进行外滚固体燃料，得到混匀料；S5.将步骤S4所得混匀料进行布料，然后依次进行干燥、点火烧结、保温、冷却、破碎和整粒，获得成品球团。2.根据权利要求1所述铁锰矿球团的烧结方法，其特征在于，步骤S1中，采用对辊破碎
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球磨
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高压辊磨工艺，将粗粒级的铁锰矿粉、石灰石和返矿先碎至
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1mm，然后球磨至粒度为
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0.074mm占65％以上，最后高压辊磨至比表面积为1500～1900cm2/g。3.根据权利要求1所述铁锰矿球团的烧结方法，其特征在于，步骤S2中，控制混合料的二元碱度(CaO/MgO质量比)为1.5～2.0。4.根据权利要求1所述铁锰矿球团的烧结方法，其特征在于，步骤S2中，所述粘结剂为膨润土、有机粘结剂或者复合粘结剂中一种或几种，其用量为总物料的0.5wt％～2.0wt％。5.根据权利要求1所述铁锰矿球团的烧结方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建，郭正启，朱德庆，杨聪聪，李启厚，刘伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：