本發(fā)明涉及煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法。

背景技術(shù)：

鋁土礦作為制備氧化鋁和耐火材料的主要原料，是我國(guó)最為重要的礦產(chǎn)資源。我國(guó)鋁土礦儲(chǔ)存量約22億噸，居世界第七位。近年來(lái)，隨著氧化鋁產(chǎn)品及耐火材料需求量的增大，鋁土礦資源需求量逐年攀升，且對(duì)其品質(zhì)要求也越來(lái)越高。隨著優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源急劇減少，貧、細(xì)、雜鋁土礦資源的利用受到重視。氧化鐵含量大于15％的鋁土礦為高鐵鋁土礦。其中，氧化鋁含量較低，氧化硅含量較高。

針對(duì)我國(guó)高鐵鋁土礦的資源特點(diǎn)，適宜采用磁選-酸浸溶出工藝。由于高鐵鋁土礦硬度大、粘結(jié)性強(qiáng)，導(dǎo)致磨礦時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)出率較低。造球過(guò)程中，高鐵鋁土礦粉混合后粘度大且不易成球。

目前，高鐵鋁土礦的普通造球方法主要包括：對(duì)輥壓球、擠壓成柱以及圓盤造球。

對(duì)輥壓球工藝：該工藝針對(duì)普通礦種。將礦石干燥，并磨礦至粒徑≤74μm的顆粒占60wt％以上(wt％為質(zhì)量百分比)。一般添加一定比例還原劑、3～5wt％膨潤(rùn)土或其他有機(jī)物為粘結(jié)劑，并添加9wt％左右的水分，混合后裝入料倉(cāng)。然后啟動(dòng)對(duì)輥壓球機(jī)，擠壓強(qiáng)度為5～10MPa，生球呈橢球形狀，有對(duì)縫。該工藝主要用于轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)含碳球團(tuán)造球。

擠壓成柱工藝：該工藝多針對(duì)鋼鐵廠含鋅粉塵及其他粉狀物料。向物料中加入還原劑、粘結(jié)劑和水混合，并裝入圓柱狀模具內(nèi)，擠壓強(qiáng)度為20～25MPa，靜置1min后脫模取出試樣。該工藝制備的柱狀試樣具有較高強(qiáng)度，可用于轉(zhuǎn)底爐脫鋅處理。

圓盤造球工藝：鐵礦粉中添加一定量的粘結(jié)劑、添加劑，混合后加入圓盤造球機(jī)內(nèi)。造球過(guò)程秉承“滴水成球、霧化長(zhǎng)大、無(wú)水壓緊”原則。針對(duì)不同球盤部位補(bǔ)加不同量的水。大部分水呈滴狀加在“成球區(qū)”的料流上，使得散裝粉料快速形成母球。少部分水呈霧狀加到“成球區(qū)”的母球表面上，使母球迅速長(zhǎng)大?！皦呵騾^(qū)”過(guò)程不加水，使其迅速壓緊并具有一定的強(qiáng)度。該工藝中，造球時(shí)間視成品球的尺寸和原料成球的難易程度而定，一般需要3～10min或更長(zhǎng)。

對(duì)于高鐵鋁土礦，若采用對(duì)輥壓球或擠壓成柱工藝，添加6～8.5wt％水分后，制備的試樣強(qiáng)度小、粉化嚴(yán)重，不利于焙燒及磁選過(guò)程的進(jìn)行。采用傳統(tǒng)的圓盤造球工藝，高鐵鋁土礦不易成球，球團(tuán)表面粗糙，粉化率超過(guò)15％。結(jié)合高鐵鋁土礦的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)圓盤造球工藝相關(guān)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，制備滿足生產(chǎn)要求的高鐵鋁土礦球團(tuán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在結(jié)合高鐵鋁土礦的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)圓盤造球方法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法。本發(fā)明制備的高鐵鋁土礦球團(tuán)結(jié)構(gòu)致密、粉化率為零、抗壓強(qiáng)度大。

本發(fā)明提出了一種制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法，包括以下步驟：

配礦：向高鐵鋁土礦礦粉中加入3～5wt％的氫氧化鈣粉末和4.5～5.5wt％的氫氧化鈉粉末，得到混合物料。

造球：將所述混合物料加入圓盤造粒機(jī)，并向所述混合物料中加水，經(jīng)造球處理可得到生球。所述造球處理過(guò)程依次包括母球成型-母球長(zhǎng)大-生球形成三個(gè)階段。其中，所述母球成型階段，控制所述圓盤造粒機(jī)的圓盤傾角α為44°～46°。所述母球長(zhǎng)大階段，控制所述圓盤傾角α為48°～52°。所述生球形成階段，控制所述圓盤傾角α為56°～60°。

干燥：將所述生球干燥后，得到干燥后生球。

焙燒：將所述干燥后生球焙燒，得到球團(tuán)。

本發(fā)明制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法中，在所述配礦步驟之前還包括步驟：將高鐵鋁土礦磨礦得到所述高鐵鋁土礦礦粉。

進(jìn)一步的，所述高鐵鋁土礦礦粉中，粒徑≤74μm的礦粉質(zhì)量占所述礦粉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)≥65％。

進(jìn)一步的，所述母球成型階段，圓盤轉(zhuǎn)速為15～17r/min。

進(jìn)一步的，所述母球長(zhǎng)大階段，圓盤轉(zhuǎn)速為18～20r/min。

進(jìn)一步的，所述生球形成階段，圓盤轉(zhuǎn)速為22～24r/min。

本發(fā)明制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法中，所述高鐵鋁土礦中的TFe＞20wt％。

進(jìn)一步的，所述干燥過(guò)程中，干燥溫度為105～120℃，干燥時(shí)間為2～2.5h。

進(jìn)一步的，所述焙燒過(guò)程中，焙燒溫度為1200～1300℃，焙燒時(shí)間為2～2.5h。

進(jìn)一步的，所述焙燒過(guò)程中，向焙燒裝置中通入氮?dú)狻?/p>

本發(fā)明提出的制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法中，造球過(guò)程分階段進(jìn)行。本發(fā)明的方法堅(jiān)持母球成型為基礎(chǔ)，并兼顧母球長(zhǎng)大過(guò)程，所制備的生球表面光滑、內(nèi)部致密，生球經(jīng)干燥和焙燒后均無(wú)粉化現(xiàn)象。本發(fā)明的方法制備的高鐵鋁土礦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度大，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明在傳統(tǒng)圓盤造球工藝的基礎(chǔ)上，提出了一種制備高鐵鋁土礦球團(tuán)的方法。由圖1所示，本發(fā)明的方法包括如下步驟：

(1)磨礦

高鐵鋁土礦進(jìn)行磨礦，得到礦粉。其中，粒徑≤74μm的礦粉質(zhì)量占礦粉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)≥65％。

本發(fā)明選用的高鐵鋁土礦中，主要成分的含量為：TFe＞20wt％，Al₂O₃＞25wt％，SiO₂＞4wt％。

(2)配礦

向上述礦粉中加入3～5wt％的氫氧化鈣粉末、4.5～5.5wt％的氫氧化鈉粉末，均勻混合得到混合物料。

(3)造球

取上述步驟得到的混合物料，分為三個(gè)階段進(jìn)行造球。

①母球成型

取混合物料重量的5％用于制造母球。本發(fā)明實(shí)施例中，將圓盤造球機(jī)的圓盤傾角α調(diào)整為44°～46°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為15～17r/min。采用少量多次的方式，向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。開(kāi)始階段，每隔3min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。當(dāng)所得母球的平均粒徑大于2㎜時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

②母球長(zhǎng)大

上述步驟得到的母球進(jìn)行篩分。篩選出其中粒徑為2～5㎜的母球。篩除粒徑＜2㎜的母球。保留粒徑＞5㎜的母球，可用于該階段進(jìn)行重新利用。

將篩選出的粒徑為2～5㎜的母球置于圓盤內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，將圓盤造球機(jī)的圓盤傾角α調(diào)整為48°～52°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為18～20r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至母球長(zhǎng)大后的平均粒徑大于5㎜。然后，將上述保留的粒徑＞5㎜的母球重新加入圓盤內(nèi)，可降低母球的損失率。當(dāng)母球長(zhǎng)大至平均粒徑為生球粒徑的60％時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

③生球形成

本發(fā)明可制備粒徑為14～16㎜的高鐵鋁土礦生球。取上述步驟制備的長(zhǎng)大母球，篩選出粒徑為生球粒徑55％～65％的長(zhǎng)大母球。并且，保留粒徑＞65％生球粒徑的長(zhǎng)大母球，可用于該階段進(jìn)行重新利用。

將粒徑為生球粒徑55％～65％的長(zhǎng)大母球置于圓盤內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，將圓盤造球機(jī)的圓盤傾角α調(diào)整為56°～60°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為22～24r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至長(zhǎng)大母球平均粒徑大于65％生球粒徑。將上述保留的粒徑＞65％生球粒徑的長(zhǎng)大母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)長(zhǎng)大母球平均粒徑達(dá)到生球粒徑時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤至生球表面無(wú)水分滲出，且生球顆粒之間無(wú)粘結(jié)，則造球結(jié)束。

本發(fā)明實(shí)施例中，上述三階段中，加水方式均采用霧化噴水。

本發(fā)明中，隨著造球階段的推進(jìn)，即從階段①至階段③，圓盤造粒機(jī)的圓盤傾角α逐漸增大，轉(zhuǎn)速也隨之逐漸變大，且各階段所需時(shí)間在逐漸減少。

本發(fā)明的造球過(guò)程分為上述三個(gè)階段進(jìn)行，母球成型過(guò)程較為充分。經(jīng)過(guò)該三個(gè)階段，可制備出尺寸規(guī)則、粒度均勻、結(jié)構(gòu)致密的生球。并且，生球中水分含量為8～9wt％。

(4)干燥

將生球自圓盤造粒機(jī)中取出后，置于干燥箱中。生球在干燥箱中于105～120℃的溫度條件下，干燥2～2.5h后取出。經(jīng)測(cè)量，干燥后生球的粉化率為零。

本發(fā)明中，可選用任一可達(dá)到本發(fā)明干燥要求的裝置，不局限于干燥箱。

(5)焙燒

將干燥后生球置于馬弗爐中。向馬弗爐中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。干燥后生球在馬弗爐中于1200～1300℃溫度下焙燒2～2.5h，得到球團(tuán)。將球團(tuán)取出，并測(cè)量球團(tuán)的粉化率和強(qiáng)度。且球團(tuán)粉化率為零，平均抗壓強(qiáng)度＞1500N/個(gè)，滿足后序生產(chǎn)要求。球團(tuán)粒徑為12～16㎜。

本發(fā)明制備的球團(tuán)表面光滑、結(jié)構(gòu)致密、無(wú)裂紋。

本發(fā)明中，可選用任一可達(dá)到本發(fā)明焙燒過(guò)程要求的焙燒裝置，不局限于馬弗爐。

實(shí)施例1

選用A地區(qū)的高鐵鋁土礦，其中TFe含量為22.54wt％，Al₂O₃含量為44.76wt％，SiO₂含量為7.32wt％。將高鐵鋁土礦磨細(xì)至粒徑≤74μm的礦粉質(zhì)量占礦粉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為67％。向礦粉中加入3.5wt％的氫氧化鈣粉末和5wt％的氫氧化鈉粉末，均勻混合得到混合物料。

取5wt％的混合物料，以連續(xù)加料的方式加入圓盤造粒機(jī)的圓盤內(nèi)。調(diào)整圓盤傾角α為44°，轉(zhuǎn)速為15r/min。每隔3min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。當(dāng)母球的平均粒徑大于2㎜時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為2～5㎜的母球，并保留粒徑＞5㎜的母球。本實(shí)施例中，粒徑為2～5㎜的母球占母球總重量的比例≥95％。將圓盤傾角α調(diào)整為48°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為18r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至母球長(zhǎng)大后的平均粒徑大于5㎜。然后，將粒徑＞5㎜的母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)母球長(zhǎng)大至平均粒徑為生球粒徑的60％時(shí)，停止添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為生球粒徑55％～65％的長(zhǎng)大母球置于圓盤內(nèi)，其占長(zhǎng)大母球總重量的比例≥90％。將圓盤傾角α調(diào)整為56°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為22r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至長(zhǎng)大母球平均粒徑大于65％生球粒徑，將粒徑＞65％生球粒徑的長(zhǎng)大母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)長(zhǎng)大母球平均粒徑達(dá)到生球粒徑時(shí)，停止添加混合物料和水。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤至生球表面無(wú)水分滲出，生球顆粒之間無(wú)粘結(jié)，則造球結(jié)束。

將生球置于干燥箱中，在105℃下干燥2h，測(cè)得其粉化率為零。干燥后生球置于馬弗爐中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1300℃下焙燒2h。測(cè)得球團(tuán)的粉化率為零，平均抗壓強(qiáng)度為2456N/個(gè)。

實(shí)施例2

選用B地區(qū)的高鐵鋁土礦，其中TFe含量為22.34wt％，Al₂O₃含量為43.19wt％，SiO₂含量為4.92wt％。將高鐵鋁土礦磨細(xì)至粒徑≤74μm的礦粉質(zhì)量占礦粉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為71％。向礦粉中加入5wt％的氫氧化鈣粉末和5.5wt％的氫氧化鈉粉末，均勻混合得到混合物料。

取5wt％的混合物料，以連續(xù)加料的方式加入圓盤造粒機(jī)的圓盤內(nèi)。調(diào)整圓盤傾角α為45°，轉(zhuǎn)速為16r/min。每隔3min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。當(dāng)母球的平均粒徑大于2㎜時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為2～5㎜的母球，并保留粒徑＞5㎜的母球。本實(shí)施例中，粒徑為2～5㎜的母球占母球總重量的比例≥95％。將圓盤傾角α調(diào)整為50°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為19r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至母球長(zhǎng)大后的平均粒徑大于5㎜。然后，將粒徑＞5㎜的母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)母球長(zhǎng)大至平均粒徑為生球粒徑的60％時(shí)，停止添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為生球粒徑55％～65％的長(zhǎng)大母球置于圓盤內(nèi)，其占長(zhǎng)大母球總重量的比例≥90％。將圓盤傾角α調(diào)整為58°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為23r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至長(zhǎng)大母球平均粒徑大于65％生球粒徑。將粒徑＞65％生球粒徑的長(zhǎng)大母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)長(zhǎng)大母球平均粒徑達(dá)到生球粒徑時(shí)，停止添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤至生球表面無(wú)水分滲出，且生球顆粒之間無(wú)粘結(jié)，則造球結(jié)束。

將生球置于干燥箱中，在110℃下干燥2h，測(cè)得其粉化率為零。干燥后生球置于馬弗爐中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1200℃下焙燒2h。測(cè)得球團(tuán)的粉化率為零，平均抗壓強(qiáng)度為1579N/個(gè)。

實(shí)施例3

選用C地區(qū)的高鐵鋁土礦，其中TFe含量為23.15wt％，Al₂O₃含量為43.88wt％，SiO₂含量為5.13wt％。將高鐵鋁土礦磨細(xì)至粒徑≤74μm的礦粉質(zhì)量占礦粉總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為75％。向礦粉中加入3wt％的氫氧化鈣粉末和4.5wt％的氫氧化鈉粉末，均勻混合得到混合物料。

取5wt％的混合物料，以連續(xù)加料的方式加入圓盤造粒機(jī)的圓盤內(nèi)。調(diào)整圓盤傾角α為46°，轉(zhuǎn)速為17r/min。每隔3min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水。當(dāng)母球的平均粒徑大于2㎜時(shí)，停止向圓盤內(nèi)添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為2～5㎜的母球，并保留粒徑＞5㎜的母球。本實(shí)施例中，粒徑為2～5㎜的母球占母球總重量的比例≥95％。將圓盤傾角α調(diào)整為52°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為20r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至母球長(zhǎng)大后的平均粒徑大于5㎜。然后，將粒徑＞5㎜的母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)母球長(zhǎng)大至平均粒徑為生球粒徑的60％時(shí)，停止添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。

篩選出粒徑為生球粒徑55％～65％的長(zhǎng)大母球置于圓盤內(nèi)，其占長(zhǎng)大母球總重量的比例≥90％。將圓盤傾角α調(diào)整為60°，轉(zhuǎn)速調(diào)整為24r/min。每隔2min向圓盤內(nèi)添加混合物料和水，至長(zhǎng)大母球平均粒徑大于65％生球粒徑。將粒徑＞65％生球粒徑的長(zhǎng)大母球重新加入圓盤內(nèi)。當(dāng)長(zhǎng)大母球平均粒徑達(dá)到生球粒徑時(shí)，停止添加混合物料，只進(jìn)行加水操作。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤至生球表面無(wú)水分滲出，且生球顆粒之間無(wú)粘結(jié)，則造球結(jié)束。

將生球置于干燥箱中，在120℃下干燥2.5h，測(cè)得其粉化率為零。干燥后生球置于馬弗爐中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1250℃下焙燒2.5h。測(cè)得球團(tuán)的粉化率為零，平均抗壓強(qiáng)度為2249N/個(gè)。

上述實(shí)施例中的加水方式均為霧化噴水。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。