【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金球团生产，特别涉及一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法。
技术介绍
1、我国传统高炉原料结构主要是以烧结矿为主，配加部分球团矿和少量块矿。然而，由于铁矿粉烧结工序具有高能耗和高污染的特点，在为高炉炼铁提供大量品质优良的高碱度烧结矿的同时，也存在巨大的环境污染问题。相较于烧结矿，球团矿及其生产工艺具有的优势如下：(1)铁品位高、有害元素少、冶炼渣量低；(2)粒径均匀、冷态强度高、粉化率低；(3)能耗低、污染程度小。
2、传统造球原料通常为磁铁精粉，铁矿资源依赖进口，铁矿石价格处于高位，随着优质铁矿资源的日益短缺，球团生产成本难以降低，因此，急需拓宽球团生产原料范围。褐铁矿是以针铁矿等组成的天然多矿种混合物，作为重要的铁矿资源，具有价格低廉、储备量巨大的优势，是球团生产原料的选择之一。但是，由于褐铁矿高含水量、结构多孔疏松，导致其应用在球团生产过程中爆裂温度急剧下降，恶化带式焙烧机料层的透气性。
3、经检索，申请号为2022116721353的专利技术专利公开了一种零膨润土球团生产方法，以及申请号为2023100436876的专利技术专利公开了一种具有高比例赤褐铁矿的球团生产方法，通过将一定比例含铝褐铁矿和粗粒级赤铁矿搭配湿磨，使自产精粉的比表面积提到足够的高度，从本质上取消了球团对膨润土的需求，起到利用低成本的赤褐铁矿替代膨润土的功能，但褐铁矿加入对球团爆裂温度的影响并未提及。申请号为2021109265154的专利技术专利公开了一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，通过合理调整褐铁矿
4、球团爆裂率增加的显著原因是由于生球内部水分受热挥发，并集中释放，使生球内部蒸汽压升高，导致球团爆裂。在生球干燥过程中合理控制水分挥发是提升其爆裂温度的关键。钢渣是钢铁生产过程中产生的一种固体废弃物，主要成分包括cao、fexoy、sio2、mgo、a12o3、mno和p2o5等。利用钢渣自身所含组分，并对其进行复合改性，合理控制其亲水性/疏油性，避免其在造球过程中团聚，同时吸附多余的水分，使生球干燥过程水分缓慢释放，可以有效预防爆裂。如申请号为2006100008598的专利技术专利公开了一种利用细磨钢渣替代膨润土生产球团的方法，通过将钢渣简单细磨，代替膨润土用于生产球团，可以降低膨润土的用量。但该方法是利用钢渣的粘结性能，并未针对钢渣进行处理，无法提高抗爆裂性能。又如申请号为202210906944.x的专利技术专利公开了一种钢渣尾渣生产溶剂性球团的方法，其主要目的是回收钢渣中的铁元素，并利用钢渣中的钙、镁等成分制备碱性球团，为钢渣综合利用提供了一条新途径，也没有提及钢渣对爆裂温度的影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，通过在造球过程中添加复合改性钢渣，利用复合改性钢渣的亲水性减缓生球干燥过程中水分的瞬间释放，显著提升其爆裂温度。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、s1，将钢渣进行研磨制备钢渣微粉；
5、s2，将钢渣微粉置于球墨机中，添加无机酸改性溶液后，进行研磨；
6、s3，无机酸改性完成后，停止研磨，再加入有机酸改性溶液，继续研磨；
7、s4，有机酸改性完成后，将钢渣微粉采用高速混合搅拌机搅拌，采用水解后的硅烷偶联剂溶液均匀喷洒在钢渣微粉表面，并均匀搅拌得到改性钢渣；
8、s5、将改性钢渣与褐铁矿混匀进行研磨，经过球磨得到钢渣-褐铁矿混合料；
9、s6、将钢渣-褐铁矿混合料与其他造球原料混匀加水，得到造球原料，并进行生球制备得到合格球团。
10、优选的，所述s2中无机酸改性溶液为质量分数57％～63％的磷酸-乙醇溶液，无机酸改性溶液的添加量为钢渣微粉质量的1％～5％，球磨机转速为500～800r/min，球墨时间为1～3h。
11、优选的，所述s3中有机酸改性溶液为质量分数57％～63％的甲酸-乙醇溶液，有机酸改性溶液与无机酸改性溶液的加入质量比为1：(1～3)，球磨机转速为800～1200r/min，球墨时间为1～3h。
12、优选的，所述s4中硅烷偶联剂选自kh-550或kh-560或kh-570中的一种，硅烷偶联剂水解混合溶液的喷洒质量为钢渣微粉质量的1％～4％，搅拌温度为50～60℃，搅拌转速为500～800r/min，搅拌时间为10～20min。
13、优选的，所述s5中球墨转速为90～120r/min，填充率为20％～25％，球磨时间为30～60min。
14、优选的，所述s5中钢渣-褐铁矿混合料中-0.074mm粒级占比≥85％。
15、优选的，所述s6中其他造球原料包括磁铁矿，所述磁铁矿中-0.074mm粒级占比≥95％。
16、优选的，所述s6具体步骤为：将钢渣-褐铁矿混合料与其他造球原料加入到圆盘造球机中，继续补水，产生母球核心，继续添加造球原料和水分，使球团继续长大，最终制备出合格球团。
17、优选的，所述s6中造球原料中改性钢渣的质量占比为3％～9％，褐铁矿的质量占比为30％～35％，造球原料的含水率为7.5％～10％。
18、优选的，所述s6中最终合格球团的粒度为12～16mm，含水率为7.5％～8.5％。
19、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
20、1.由于钢渣是一种水硬性胶凝材料，当其与水接触时其中的活性矿物会不断反应，因此，采用大量水溶液作为溶剂的湿法改性技术并不适用于钢渣粉的改性，而选用无水有机溶剂则会大幅提高钢渣粉的改性成本，不适于工业化应用，本专利技术对钢渣微粉采用干法改性技术进行处理，较低的液固比使粉体持续处于干燥状态，改性后的钢渣微粉不再需要干燥处理，更为便捷。
21、2.本专利技术采用的中有机酸改性溶液和无机酸改性溶液均可以把钢渣颗粒间ca2+、mg2+等阳离子溶出，孔隙结构增加，使得其孔道得到疏通，为后面的水分子扩散提供通道，尤其无机酸反应力更强，主要依赖无机酸充分溶出阳离子，有机酸可以进一步将钢渣表面附着有机基团，改善其表面极性，更加有利于后续的硅烷偶联剂改性。
22、3.由于钢渣本身为不规则结构，实际上表面极性较强，具有较强的亲水性，但是表面极性强，非常容易发生团聚问题，尤其是变成较细的粉末，粉末出现团聚非常不利于造球，容易造成球团粒度、成分不均匀，也会造成生产设备粘壁，本专利技术既利用钢渣的亲水性，使其吸附球团中的水分，到达缓慢释放的目的，同时也要控制其极性不能太强，避免团聚影响造球，本专利技术通过硅烷偶联剂的长链烷基接枝在钢渣微粉的表面，降低其表面极性基团，类似于对钢渣表面进行化学包覆，应用其亲水性能并有效避免团聚。
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【技术保护点】
1.一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S2中无机酸改性溶液为质量分数57%~63%的磷酸-乙醇溶液，无机酸改性溶液的添加量为钢渣微粉质量的1%~5%，球磨机转速为500~800r/min，球墨时间为1~3h。
3.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S3中有机酸改性溶液为质量分数57%~63%的甲酸-乙醇溶液，有机酸改性溶液与无机酸改性溶液的加入质量比为1：（1~3），球磨机转速为800~1200r/min，球墨时间为1~3h。
4.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S4中硅烷偶联剂选自KH-550或KH-560或KH-570中的一种，硅烷偶联剂水解混合溶液的喷洒质量为钢渣微粉质量的1%~4%，搅拌温度为50~60℃，搅拌转速为500~800r/min，搅拌时间为10~20min。
5.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备
6.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S5中钢渣-褐铁矿混合料中-0.074mm粒级占比≥85%。
7.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S6中其他造球原料包括磁铁矿，所述磁铁矿中-0.074mm粒级占比≥95%。
8.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S6具体步骤为：将钢渣-褐铁矿混合料与其他造球原料加入到圆盘造球机中，继续补水，产生母球核心，继续添加造球原料和水分，使球团继续长大，最终制备出合格球团。
9.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S6中造球原料中改性钢渣的质量占比为3%~9%，褐铁矿的质量占比为30%~35%，造球原料的含水率为7.5%~10%。
10.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述S6中最终合格球团的粒度为12~16mm，含水率为7.5%~8.5%。
...【技术特征摘要】
1.一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述s2中无机酸改性溶液为质量分数57%~63%的磷酸-乙醇溶液，无机酸改性溶液的添加量为钢渣微粉质量的1%~5%，球磨机转速为500~800r/min，球墨时间为1~3h。
3.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述s3中有机酸改性溶液为质量分数57%~63%的甲酸-乙醇溶液，有机酸改性溶液与无机酸改性溶液的加入质量比为1：（1~3），球磨机转速为800~1200r/min，球墨时间为1~3h。
4.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述s4中硅烷偶联剂选自kh-550或kh-560或kh-570中的一种，硅烷偶联剂水解混合溶液的喷洒质量为钢渣微粉质量的1%~4%，搅拌温度为50~60℃，搅拌转速为500~800r/min，搅拌时间为10~20min。
5.根据权利要求1所述的一种强化抗爆裂性能的褐铁矿球团制备方法，其特征在于：所述s5中球墨转速...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾来辉，张俊杰，殷国富，刘胜歌，龙红明，雷杰，王毅璠，余正伟，刘桐，
申请(专利权)人：中天钢铁集团南通有限公司，
类型：发明
国别省市：
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