本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與工業(yè)的發(fā)展，建筑行業(yè)的不斷興起，隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的不斷增大，所需的水泥量的不斷上升，高效生產(chǎn)水泥原料的技術(shù)也受到建筑業(yè)的重視。但是水泥行業(yè)存在整體技術(shù)落后、高耗能低效、環(huán)境代價(jià)嚴(yán)重等問題，因此水泥生產(chǎn)在工藝方面的創(chuàng)新與應(yīng)用迫在眉睫。同時(shí)水泥在單一塊型燒制時(shí)，在較短時(shí)間下內(nèi)部無法燒透。

另一方面，在我國(guó)，高鐵礦資源比較貧乏，品位也比較低，有害元素較多并且含硫等有害雜質(zhì)高、磨選指數(shù)低。而品位較低的的鐵礦粉也難以用于高爐冶煉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明選用不同配料雙層球團(tuán)的造球方式，同時(shí)進(jìn)行水泥熟料和含碳球團(tuán)的燒制，不僅高效的生產(chǎn)水泥熟料，而且生產(chǎn)出較好的球團(tuán)礦，同時(shí)節(jié)省了能耗。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的方法，包括下列步驟：

1)將鐵礦石、含鐵礦物、石灰石、粘結(jié)劑分別破碎、磨細(xì)并按比例混合均勻，得到內(nèi)核原料，將粉煤灰和石灰石按比例混合并加入粘結(jié)劑混合均勻，得到球團(tuán)外層原料；

2)將步驟1)中得到的內(nèi)核原料送至第一造球盤進(jìn)行造球，得到復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核；

3)以步驟2)中得到的復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核為母球并且以步驟1)中得到的球團(tuán)外層原料為原料在第二造球盤內(nèi)進(jìn)行造球，得到復(fù)合球團(tuán)；

4)將步驟3)中得到的復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理；

5)將步驟4)中干燥后的復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒，得到焙燒球團(tuán)；

6)將步驟5)中得到的焙燒球團(tuán)在爐外進(jìn)行冷卻以使焙燒球團(tuán)外層發(fā)生粉化，外層粉化得到水泥熟料，內(nèi)部球團(tuán)為氧化球團(tuán)；以及

7)收集燒成的水泥熟料和氧化球團(tuán)礦。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中步驟1)中內(nèi)核原料的各組分配比為68～88重量份的鐵礦石、10～30重量份的含鐵礦物、20～25重量份的石灰石以及2-6重量份的粘結(jié)劑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鐵礦石為含硫鐵礦石。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，含硫鐵礦石中硫的質(zhì)量百分比為10～30％，優(yōu)選15～30％，可以選用黃鐵礦(硫含量為15～18％)、硫鐵礦(硫含量為20～30％)等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，含鐵礦物為含鐵劣質(zhì)礦物，含鐵劣質(zhì)礦物包含銅冶煉渣、鎳冶煉渣、高爐鐵釩渣和其他含鐵尾礦等中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟1)中球團(tuán)外層原料中粉煤灰和石灰石按照使最終生成的水泥熟料中的CaO/SiO₂＝2～2.4的比例進(jìn)行混合，并且粘結(jié)劑占總外層原料的質(zhì)量百分比為4～8％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中步驟4)中在對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理之前先將復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行篩分，并將篩分后符合粒徑要求的球團(tuán)通過鏈篦機(jī)進(jìn)行干燥處理。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中步驟5)中氧化焙燒是在1250～1400℃下煅燒28～40分鐘，并且將焙燒球團(tuán)冷卻至1000℃得到焙燒球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟6)中的冷卻是將焙燒球團(tuán)輸送到保溫料罐內(nèi)冷卻1～2小時(shí)，并使冷卻后的物料的溫度保持在700～800℃，之后通過振動(dòng)篩使粉料和氧化球團(tuán)分離。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種生產(chǎn)水泥熟料和球團(tuán)的轉(zhuǎn)底爐，該轉(zhuǎn)底爐的爐體呈圓環(huán)形并且沿物料的輸送方向依次分為布料區(qū)、高溫區(qū)、中溫區(qū)和出料區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中高溫區(qū)溫度保持在1250～1400℃，中溫區(qū)溫度保持在1000℃。

本發(fā)明生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的方法和轉(zhuǎn)底爐能夠同時(shí)生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦兩種產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能減排。同時(shí)解決了水泥在單一塊型燒制時(shí)，在較短時(shí)間下內(nèi)部無法燒透的問題。內(nèi)部同時(shí)完成鐵礦粉脫硫以及球團(tuán)礦的焙燒，并且其產(chǎn)品的冶金性能較好。球團(tuán)外層自粉化可省去粉磨工序，這不僅可節(jié)省電能，而且化學(xué)粉碎形成的粉末比機(jī)械粉磨生成的粉末更細(xì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的方法的示意性流程圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合球團(tuán)的內(nèi)部分層示意圖；以及

圖3是本發(fā)明的生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，在示例性實(shí)施例中所示的本發(fā)明的實(shí)施例僅是說明性的。雖然在本發(fā)明中僅對(duì)少數(shù)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易領(lǐng)會(huì)在未實(shí)質(zhì)脫離本發(fā)明主題的教導(dǎo)情況下，多種修改是可行的。相應(yīng)地，所有這樣的修改都應(yīng)當(dāng)被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，可以對(duì)以下示例性實(shí)施例的設(shè)計(jì)、操作條件和參數(shù)等做出其他的替換、修改、變化和刪減。

下面參照?qǐng)D1描述本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)水泥熟料和球團(tuán)的方法的示意性流程圖。

如圖1所示，在步驟S100中，將鐵礦石、含鐵礦物、石灰石、粘結(jié)劑分別破碎、磨細(xì)并按比例混合均勻，得到內(nèi)核原料。同時(shí)將粉煤灰和石灰石按比例混合并加入粘結(jié)劑混合均勻，得到球團(tuán)外層原料。其中內(nèi)核原料的各組分配比為68～88重量份的鐵礦石、10～30重量份的含鐵礦石、20～25重量份的石灰石以及2～6重量份的粘結(jié)劑。鐵礦石優(yōu)選用含硫鐵礦石，考慮到產(chǎn)生熱量的效率和最終鐵產(chǎn)品中的硫含量，硫含量過高或過低都是不合適的。在本發(fā)明中含硫鐵礦石中硫的質(zhì)量百分比為10～30％，優(yōu)選15～30％，可以選用黃鐵礦(硫含量為15～18％)、硫鐵礦(硫含量為20～30％)等。含鐵礦物為含鐵劣質(zhì)礦物，如銅冶煉渣、鎳冶煉渣、高爐鐵釩渣和其他含鐵尾礦等中的一種或多種。球團(tuán)外層原料的粉煤灰和石灰石按照使最終生成的水泥熟料中的CaO/SiO₂＝2～2.4的比例進(jìn)行混合，并且粘結(jié)劑占總外層原料的質(zhì)量百分比為4～8％，粘結(jié)劑可以以淀粉水溶液的形式或干淀粉的形式添加。

在步驟S200中，將步驟S100中得到的內(nèi)核原料送至第一造球盤進(jìn)行造球，得到復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核，復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核的粒徑優(yōu)選為9～14mm。

在步驟S300中，以步驟S200中得到的復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核為母球并且以步驟S100中得到的球團(tuán)外層原料為原料在第二造球盤內(nèi)進(jìn)行造球，得到復(fù)合球團(tuán)，復(fù)合球團(tuán)粒徑優(yōu)選為16～20mm。球團(tuán)內(nèi)部分層示意圖如圖2所示，其中內(nèi)部陰影區(qū)域表示復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核，外部白色區(qū)域表示球團(tuán)外層。

在步驟S400中，將步驟S300中得到的復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理，在該步驟中，可以利用鏈篦機(jī)對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理。

在步驟S500中，將步驟S400中干燥后的復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒，得到焙燒球團(tuán)。其中，可以將干燥后的復(fù)合球團(tuán)均勻鋪在轉(zhuǎn)底爐的布料區(qū)內(nèi)以進(jìn)行氧化焙燒。在氧化焙燒的過程中，復(fù)合球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐高溫區(qū)內(nèi)在1250～1400℃下煅燒28～40分鐘，在中溫區(qū)冷卻至1000℃左右后從轉(zhuǎn)底爐的出料區(qū)排出得到焙燒球團(tuán)。在焙燒時(shí)，復(fù)合球團(tuán)內(nèi)核的各組分之間發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化球團(tuán)；球團(tuán)外部也被加熱，同時(shí)，含硫鐵礦石中的硫被氧化脫除的過程中產(chǎn)生熱量，為球團(tuán)內(nèi)部提供熱量，由此使得球團(tuán)內(nèi)外的溫度差距減小，改善氧化球團(tuán)內(nèi)晶相的均勻性，提高其冶金性能。

在步驟S600中，將步驟500中得到的焙燒球團(tuán)在爐外進(jìn)行冷卻以使焙燒球團(tuán)外層發(fā)生粉化，外層粉化得到水泥熟料，內(nèi)部球團(tuán)為氧化球團(tuán)。可以將焙燒球團(tuán)輸送到保溫料罐內(nèi)冷卻1～2小時(shí)后，逐漸冷卻至700～800℃，且在冷卻過程中球團(tuán)外層出現(xiàn)粉化。

在步驟S700中，可以利用振動(dòng)篩進(jìn)行粉料和氧化球團(tuán)的分離，收集粉料得到水泥熟料，內(nèi)部氧化球團(tuán)則可直接作為煉鐵原料。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，在步驟S400中在對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理之前可以先將復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行篩分，并將篩分后符合粒徑要求的球團(tuán)通過鏈篦機(jī)進(jìn)行干燥處理。

上述生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的方法能夠同時(shí)生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦兩種產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能減排。同時(shí)解決了水泥在單一塊型燒制時(shí)，在較短時(shí)間下內(nèi)部無法燒透的問題。內(nèi)部同時(shí)完成鐵礦粉脫硫以及球團(tuán)礦的焙燒，并且其產(chǎn)品的冶金性能較好。球團(tuán)外層自粉化可省去粉磨工序，這不僅可節(jié)省電能，而且化學(xué)粉碎形成的粉末比機(jī)械粉磨生成的粉末更細(xì)。

參照?qǐng)D3，圖3示出了本發(fā)明的生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦的轉(zhuǎn)底爐的示意圖。其中，該轉(zhuǎn)底爐的爐體呈圓環(huán)形并且沿物料的輸送方向依次分為布料區(qū)100、高溫區(qū)200、中溫區(qū)300和出料區(qū)400。其中，高溫區(qū)200溫度保持在1250～1400℃，中溫區(qū)300溫度保持在1000℃左右。在使用該轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)水泥熟料和氧化球團(tuán)礦時(shí)，將制備好的復(fù)合球團(tuán)均勻鋪在轉(zhuǎn)底爐的布料區(qū)100內(nèi)，轉(zhuǎn)底爐轉(zhuǎn)動(dòng)并將復(fù)合球團(tuán)輸送至高溫區(qū)200，在1250～1400℃下煅燒28～40分鐘，在中溫區(qū)300冷卻至1000℃左右后從轉(zhuǎn)底爐的出料區(qū)400排出得到焙燒球團(tuán)。采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐燒制水泥熟料可以避免回轉(zhuǎn)窯工藝對(duì)于環(huán)境的污染。下面進(jìn)一步結(jié)合具體實(shí)施例來說明本發(fā)明。

實(shí)施例一

將黃鐵礦、銅冶煉渣、石灰石、粘結(jié)劑分別破碎磨細(xì)到約0.075mm，篩上占8％。之后，將68重量份的黃鐵礦、30重量份的銅冶煉渣、20重量份的石灰石和6重量份的粘結(jié)劑混合均勻，在第一造球盤中制成球團(tuán)內(nèi)核，通過篩分裝置進(jìn)行篩分，粒度在9～14mm左右進(jìn)行下一工序，粒徑不符合要求的進(jìn)行處理后繼續(xù)作為造球原料。將粉煤灰和石灰石按照使生產(chǎn)的水泥熟料中含有的CaO/SiO₂＝2的比例進(jìn)行配料并且添加占總原料重量百分比為4％的粘結(jié)劑，混合均勻。通過給料機(jī)將粉煤灰和石灰石混合料以及制備好的球團(tuán)內(nèi)核送入第二造球盤，控制水量及圓盤轉(zhuǎn)速，制成直徑約為16～20mm的復(fù)合球團(tuán)。設(shè)定圓盤傾角度，使復(fù)合球團(tuán)長(zhǎng)大至合適粒度后在離心力的作用下離開圓盤。

通過鏈篦機(jī)對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理后，將復(fù)合球團(tuán)烘干后均勻鋪在轉(zhuǎn)底爐的布料區(qū)100內(nèi)，進(jìn)行氧化焙燒。復(fù)合球團(tuán)在高溫區(qū)200中保持在1250℃煅燒40分鐘，在經(jīng)過約1000℃的中溫區(qū)300之后，在出料區(qū)400出料。在氧化焙燒過程中，內(nèi)部含硫物質(zhì)中的硫在高溫氧化條件下，發(fā)生氧化脫硫反應(yīng)產(chǎn)生熱量，為球團(tuán)內(nèi)部提供熱量，使得內(nèi)外球團(tuán)溫度差距減小，改善氧化球團(tuán)內(nèi)晶相的均勻性，有較好的冶金性能。之后將得到的氧化球團(tuán)輸送至保溫料罐中，在保溫料罐上方覆蓋保溫棉冷卻1小時(shí)后，逐漸冷卻至800℃，且在冷卻過程中球團(tuán)外層出現(xiàn)粉化，通過振動(dòng)篩進(jìn)行粉料和氧化球團(tuán)的分離，收集粉料得到水泥熟料，內(nèi)部氧化球團(tuán)則可直接作為煉鐵原料。

實(shí)施例二

將硫鐵礦、鎳冶煉渣、石灰石、粘結(jié)劑均破碎磨細(xì)到約0.075mm，篩上占10％。之后，將78重量份的硫鐵礦、20重量份的鎳冶煉渣、23重量份的石灰石和4重量份的粘結(jié)劑混合均勻，在第一造球盤中制成球團(tuán)內(nèi)核，通過篩分裝置進(jìn)行篩分，粒度在9～14mm左右的進(jìn)行下一工序，粒徑不符合要求的進(jìn)行處理后繼續(xù)作為造球原料。將粉煤灰和石灰石按照使生產(chǎn)的水泥熟料中含有的CaO/SiO₂＝2.2的比例進(jìn)行配料并且添加占總原料質(zhì)量百分比為6％的粘結(jié)劑，混合均勻。通過給料機(jī)將粉煤灰和石灰石混合料以及制備好的球團(tuán)內(nèi)核送入第二造球盤，控制水量及圓盤轉(zhuǎn)速，制成直徑約為16～20mm的復(fù)合球團(tuán)。設(shè)定圓盤傾角度，使復(fù)合球團(tuán)長(zhǎng)大至合適粒度后在離心力的作用下離開圓盤。

通過鏈篦機(jī)對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理后，將復(fù)合球團(tuán)烘干后均勻鋪在轉(zhuǎn)底爐的布料區(qū)100內(nèi)，進(jìn)行氧化焙燒。復(fù)合球團(tuán)在高溫區(qū)200中保持在1350℃煅燒30分鐘，在經(jīng)過約1000℃的中溫區(qū)300之后，在出料區(qū)400出料。在氧化焙燒過程中，內(nèi)部含硫物質(zhì)中的硫在高溫氧化條件下，發(fā)生氧化脫硫反應(yīng)產(chǎn)生熱量，為球團(tuán)內(nèi)部提供熱量，使得內(nèi)外球團(tuán)溫度差距減小，改善氧化球團(tuán)內(nèi)晶相的均勻性，有較好的冶金性能。之后將得到的氧化球團(tuán)輸送至保溫料罐中，在保溫料罐上方覆蓋保溫棉冷卻1.5小時(shí)后，逐漸冷卻至750℃，且在冷卻過程中球團(tuán)外層出現(xiàn)粉化，通過振動(dòng)篩進(jìn)行粉料和氧化球團(tuán)的分離，收集粉料得到水泥熟料，內(nèi)部氧化球團(tuán)則可直接作為煉鐵原料。

實(shí)施例三

硫鐵礦、高爐釩鈦渣、石灰石、粘結(jié)劑分別破碎磨細(xì)到約0.075mm，篩上占12％。之后，將88重量份的硫鐵礦、10重量份的高爐釩鈦渣、25重量份的石灰石和2重量份的粘結(jié)劑混合均勻，在第一造球盤中制成球團(tuán)內(nèi)核，通過篩分裝置進(jìn)行篩分，粒度在9～14mm左右的進(jìn)行下一工序，粒徑不符合要求的進(jìn)行處理后繼續(xù)作為造球原料。將粉煤灰和石灰石按照使生產(chǎn)的水泥熟料中含有的CaO/SiO₂＝2.4的比例進(jìn)行配料并且添加占總原料質(zhì)量百分比為8％的粘結(jié)劑，混合均勻。通過給料機(jī)將粉煤灰和石灰石混合料以及制備好的球團(tuán)內(nèi)核送入第二造球盤，控制水量及圓盤轉(zhuǎn)速，制成直徑約為16～20mm的復(fù)合球團(tuán)。設(shè)定圓盤傾角度，使復(fù)合球團(tuán)長(zhǎng)大至合適粒度后在離心力的作用下離開圓盤。

通過鏈篦機(jī)對(duì)復(fù)合球團(tuán)進(jìn)行干燥處理后，將復(fù)合球團(tuán)烘干后均勻鋪在轉(zhuǎn)底爐的布料區(qū)100內(nèi)，進(jìn)行氧化焙燒。復(fù)合球團(tuán)在高溫區(qū)200中保持在約1400℃煅燒28分鐘，在經(jīng)過1000℃的中溫區(qū)300之后，在出料區(qū)400出料。在氧化焙燒過程中，內(nèi)部含硫物質(zhì)中的硫在高溫氧化條件下，發(fā)生氧化脫硫反應(yīng)產(chǎn)生熱量，為球團(tuán)內(nèi)部提供熱量，使得內(nèi)外球團(tuán)溫度差距減小，改善氧化球團(tuán)內(nèi)晶相的均勻性，有較好的冶金性能。之后將得到的氧化球團(tuán)輸送至保溫料罐中，在保溫料罐上方覆蓋保溫棉冷卻2小時(shí)后，逐漸冷卻至700℃，且在冷卻過程中球團(tuán)外層出現(xiàn)粉化，通過振動(dòng)篩進(jìn)行粉料和氧化球團(tuán)的分離，收集粉料得到水泥熟料，內(nèi)部氧化球團(tuán)則可直接作為煉鐵原料。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。