[发明专利]用于铬铁合金冶炼生产的铬粉矿的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及在铬铁合金冶炼生产前对铬粉矿进行预处理的方法。

背景技术

铬矿开采后，原矿经选矿处理得到的块矿比例不高，一般为30％左右，大多数为粉矿，因此市场上的粉矿价格比块矿的价格通常低10％左右。我国冶炼铬铁合金大多采用的是普通矿热炉，要求炉料的透气性很好，否则会造成翻料，出现生产事故。这就要求铬矿中的块状矿配比高，通常要达到70％以上，因此造成了铬铁生产成本比较高。如能将粉矿制成符合冶炼要求的球团，则可解决上述问题。

一般情况下粉矿成团的技术包括冷压压球、球团焙烧、烧结三种类型：

1、冷压压球

通过粘结剂及采用对辊压球机造球，改善了粉状矿物的透气性。粘结剂分为无机粘结剂和有机粘结剂两类。其中，无机粘结剂的耐候性好，如水泥(用量为7-8％)、膨润土、水玻璃(用量为5％以上)等，需要的使用量大，常常影响矿物的品位，这些粘结剂还会进入炉渣中，增加能耗，而且在冶炼中还容易爆裂成粉或小块。选用水泥、水玻璃压球的强度在低温尚可，高温容易爆裂(高温热爆)。而有机粘结剂如糖类等主要由有机化合物组成，生产后常温下经过干燥放置，粘结性比较好，但耐候性差，遇雨淋等会粉化，进冶炼炉后，有机物挥发完毕后，常常会重新形成粉状矿物，造成翻料，使用效果不好。

该方法的压球方式需要的粒度为2mm以下。这种方式对矿物本身的性能没有改变。该技术的具体实施效果很差，其中关键的缺点是球团的强度达不到冶炼的要求。

例如，中国专利申请No.02110712.2公开了一种用粉矿冷固结球团冶炼含铬铁水的方法，其以含铬粉矿、铬精粉矿作原料，加入包含无烟煤粉或焦粉或含炭固体废物的燃料、熔剂形成含铬粉矿冷固结球团，该冷固结球团与固体燃料发生熔融还原反应就冶炼出含铬合金铁水(即铬铁合金)。这属于粉矿预处理和熔融冶炼在一起的成套技术，并不适用于广泛使用的矿热炉冶炼方式。

2、球团焙烧

将适量粘结剂与粉矿混合，加水，采用转盘方式滚动造球，然后干燥，焙烧，在焙烧过程中形成矿物的物理结晶粘结，通过造球，可以脱硫，或通过其它配方改善矿物的物化性质，其外观圆滑，强度高，适合长距离运输。造球的同时改善了矿物的性能，也得到一种冶炼熟料。球团造球中也会加入1.5％左右的膨润土。该方法成球团的方式要求矿物的粒度为200目，0.074mm以下(约200目)粒子占80％以上。球团焙烧的温度一般在1200度以上。

球团焙烧方法制成的球团强度好，可以满足冶炼的需要，但装置的建设成本比较高，操作比较复杂，而且需要预先将粉矿研磨成200目的细粉，在增加成本的同时形成了二次污染。

例如，中国专利申请No.200910028258.1提供了一种用铬矿粉制备铬铁的工艺及设备。该方法在送料进入还原炉进行焙烧前的处理为：混料→研磨成5-75μm的超细粉→钝化→混匀→造成球团，其中其还原温度为500-1100℃。该方法中采用了熔化剂、催化助燃剂、助熔剂、晶核强化剂、自由基引发剂、成孔剂等，其中包括昂贵的稀土氧化物。该方法同样属于粉矿预处理和熔融冶炼在一起的成套技术，也不适用于广泛使用的矿热炉冶炼方式。此外该方法可行性不高。

3、烧结

该方法通常是将粉状矿和部分煤混合，经过滚动造球后，在烧结床进行烧结，烧结过程中形成矿物液化，提升矿物成块的强度，便于后续冶炼，烧结完成后形成不规则的蜂窝状烧结团，形成冶炼熟料。

烧结技术被广泛用于铁粉矿的预处理中，但铁粉矿中的成分较多，彼此差别较大，因此根据所要处理的铁粉矿物成分不同，而形成了很多不同的铁粉矿烧结技术。如果要处理的矿物不同，则其具体的实施、控制方式会更加不同。例如铁粉矿烧结对铁粉矿的含铁量要求比较高，精矿粉的含铁量一般在60-64％，富矿粉的含铁量为45-50％，而且要求含铁量的波动在±1％，而铬矿中含铁量多在10-25％之间；铁粉矿中含铬很少，而铬粉矿中含铬多在35-50％之间，因此目前应用于铁粉矿的烧结技术并不适用于铬粉矿。