[发明专利]硅铁冶炼原料预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼技术，特别是硅铁冶炼的原料及其预处理方法。

背景技术

目前，硅铁生产均采用硅砂、钢屑及焦炭颗粒或兰碳为原料，加入矿热炉在1700℃以上生成硅铁。采用该工艺生产硅铁时为了保证矿热炉料面的透气性，要求硅砂、焦粒或兰碳的粒度都比较大，硅石粒度一般为40～120mm，焦碳的粒度一般为4～18mm，硅石和焦粒或兰碳以及钢屑的接触界面积小，反应速度慢，冶炼单耗高。

为解决上述问题，中国知识产权局2007年8月22日公开的名为“硅铁冶炼技术中原料的预处理”，公开号：CN101020961A，该发明的处理过程为将硅砂或石英、焦炭或蓝碳，及铁屑三种粉末状原料均匀混合，然后用机械冷压方式压制成均匀尺寸的球团。该发明及类似发明其共同缺点是：

第一：采用上述专利技术及类似发明进行硅铁冶炼生产时，就必须花费数十万元对现有冶炼炉进行较大的技术改造。第二：为适应用户对不同品种的硅铁需求，首先要提前数天调整球团中铁料的配入量，然后制作成球团，这样对大规模生产来说，可操作性非常差。第三：在球团中配入了铁质材料，使球团的高温耐火度和高温强度大大降低，球团在矿热炉内，会很快碎裂和过早熔化，反而降低了炉料的透气性。第四：配料中组分料的粒度采用的是粉末，降低了球团的高温耐火度，球团的高温强度不能满足硅铁冶炼工艺要求。第五：罗列的有机粘结剂在300-600度即失去粘结作用，无法满足硅铁冶炼工艺要求。总之，这项专利技术在实际生产中根本无法应用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供可有效降低生产成本，实现节能、环保的硅铁冶炼原料的预处理工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种硅铁冶炼原料的预处理方法，包括以下工艺步骤：

A、将含硅原料、碳质还原剂按比例混合；B、用机械方式压制成40mm-80mm的椭圆形或扁圆形的球团；

C、干燥后，控制含水率小于2％，即可作为硅铁冶炼原料使用。

上述含硅原料为硅砂、硅微粉、硅质煤矸石，其配比的重量百分比为：硅砂65％-85％、硅微粉15％-25％、硅质煤矸石0-15％。

上述碳质还原剂为兰炭末子、无烟煤、精洗烟煤，其配比的重量百分比为：兰炭末子75％-100％、无烟煤0-15％、烟煤0-10％。

上述含硅原料、碳质还原剂中还加有粘合剂。

上述含硅原料、碳质还原剂中还加有萤石粉，其加入量不大于总重量的0.5％。

上述含硅原料中，硅砂的粒度为1mm-8mm，硅质煤矸石的粒度为小于6mm。

上述兰炭末子、无烟煤、烟煤的粒度为小于4mm。。

本发明的特点是：

1、在原料中配入了相当量的硅微粉，一方面为硅微粉的综合利用提供更广阔的空间，同时硅微粉既是原料，又是很好的高、低温粘结剂，能够大幅度提高球团耐火度；硅微粉是硅铁冶炼时产生的气体粉尘，经过滤沉淀而形成的粉尘颗粒，主要成分是SiO2，是一种火山灰性极强的掺合料。目前硅铁企业产生的大量硅微粉，由于氧化硅含量多在80％-90％之间，给其利用带来了很大困难，大多数企业只能将其作为工业废料屯积，这样对环境造成了很大污染。，

2、原料中利用硅砂、硅微粉、硅质煤矸石、兰碳沫子、无烟煤、精洗烟煤等“下脚料”，用于冶炼硅铁，为硅铁行业拓展了原料的使用范围，也为硅砂、硅质煤矸石、硅微粉的综合利用拓展了空间。目前，兰碳沫子、焦炭沫子的价格为颗粒状价格的三分之一左右，而硅质煤矸石则被作为废物，堆积在煤矿周围，如果能有效利用，就能缓解了环境污染的压力，提高其附价值，同时作为冶炼硅铁的原料能够降低生产企业的生产成本。

硅铁冶炼生产中，由于对还原剂的粒度有一定要求，大量粒度小于4mm的焦碳或兰碳投入炉内一部分被除尘风机抽走，一部分被烧损，从而造成极大的浪费，为此很多企业将0-4mm的末子兰碳筛掉，被作为“下脚料”以非常低的价格售出。硅石在加工过程中产生的硅砂其价格是块状硅石价格的30％，大部分被废弃成为污染环境的废物。

随着兰碳原煤深加工技术的发展和应用领域的拓展，而作为冶炼硅铁必不可少的兰碳价格将会大幅度上升，将严重危及硅铁企业的生存。硅铁企业如何利用上述“下脚料”降低硅铁生产的原料成本和解决硅微粉引起的污染问题，已经成为硅铁生产企业的一大难点和必须寻求的一条生路。

硅铁冶炼的反应过程如下：

(1)SiO₂+2C＝SiC+2CO