[发明专利]一种高铁锰矿精矿制备氧化球团矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高铁锰矿精矿制备氧化球团矿的方法，属于冶金工程材料制备领域。

背景技术

锰是一种重要的战略资源，90％的锰作为钢液的脱氧剂和脱硫剂以及合金元素消耗于钢铁行业，10％用于其他相关行业。我国锰矿累计探明储量为64351万t，保有储量59204万t，主要分布在广西、湖南、贵州、四川、辽宁、云南等省区，占全国锰矿资源总储量的90％。

目前，随着经济和工业的发展，特别是钢铁行业的高速发展，市场对锰矿石的需求量越来越大。由此，中国锰矿石的消耗量和矿石产量之间的缺口逐年加大，2014年我国依赖进口的锰矿量高达647万t。导致这种状况的主要原因是我国锰矿石品位低，高品位优质富锰矿资源几乎没有，生产中低碳锰铁的锰矿石100％依赖于进口。我国锰矿石的平均品位在20％左右，普遍含有较高的Si、Fe、P，其中Fe含量超过标准(Mn/Fe<7)的占73％，绝大部分属于高铁锰矿和铁锰矿，且矿石中SiO₂的含量高达10％以上，利用此种类型的锰矿需要进行选矿和火法处理。

锰矿石的选矿有重选、强磁选、重-磁选、强磁-浮选等工艺，通过选矿可以除去一些脉石矿物，提高锰品位，但是由于我国高铁锰矿和铁锰矿资源中铁锰紧密共生，嵌布粒度细，仅通过选矿工艺是很难实现锰铁分离的，得到的高铁锰精矿须经造块后再进高炉冶炼富锰渣实现铁锰分离，或者进行电炉冶炼高碳锰铁。入炉原料的成分和粒度是影响冶炼产品品级和技术经济指标的重要因素。粉矿入炉会大大降低炉料的透气性，恶化炉气的分布，引起料面火焰升高和烟尘损失增加及悬料现象，并导致生产中严重的刺火、塌料。因此，铁锰矿造块是实现高铁锰矿资源的综合利用非常重要的一个环节。

铁锰矿造块主要包括铁锰矿粉烧结和锰选矿精矿制备酸性、熔剂性球团等。由于天然的锰矿石质地软、结晶水含量高、烧损大、适宜的液相及生产量难于控制导致铁锰矿粉矿烧结所需固体燃耗高，由此引起的环境污染问题显著。随着铁锰矿粉矿日益贫化，铁锰选矿精矿占有的比例越来越高，因此铁锰矿精矿制备氧化球团变得越来越重要。但是，由于铁锰矿精矿在制备球团过程中存在以下缺陷：1)成球性能较差，导致膨润土粘结剂用量高；2)焙烧特性差，导致焙烧温度高、球团强度差等问题大，主要是由于适宜的球团固结相难以生成，国内外学者采用内配碳工艺生产熔剂性氧化锰矿球团，虽然其冶金性能明显优于锰烧结矿，但是此类熔剂性球团的强度较差，只能满足小型高炉的使用。

许多学者开展了膨润土的改性研究，以解决当前难造球、难焙烧物料制备氧化球团的技术难题。研究表明腐植酸改性膨润土可有效改性难造球物料的成球性能，专利文献“一种改性膨润土的制备方法及其应用对于膨润土改性的方法(申请号：201410430843.5)”公开了一种全湿法改性膨润土的制备方法及其应用，制备方法是将天然钙基膨润土研磨粉碎后，加入到含腐植酸钠的氢氧化钠溶液中加热反应，反应完成后，过滤分离，所得滤饼干燥、研磨粉碎，得到改性膨润土。将所获得的改性膨润土用于铁精矿造球可以明显改善生球的强度。但是，膨润土的全湿法改性，流程长，改性产品过滤、干燥所耗能量高、时间长，对该产品的大规模工业应用及节能环保不利。

铁锰精矿酸性球团的固结不同于常规的铁矿和氧化锰矿球团，由于其锰铁比低，铁锰共生紧密，杂质(SiO₂、Al₂O₃)含量高，导致氧化焙烧过程中适宜的粘结相和合理的球团矿微观结构难以控制，因此，根据当前国内锰矿资源特点，开展铁锰精矿的造球和焙烧特性研究，实现铁锰矿资源高效、合理、大规模的利用，进一步提高锰铁合金炉料质量，降低燃料消耗，减少污染物的排放，对中国锰业的持续发展具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中铁锰矿精矿造球存在成球性能较差，导致膨润土粘结剂用量高；以及焙烧特性差，导致焙烧温度高、球团强度差等问题，本发明的目的是在于提供一种利用特殊腐殖酸改性膨润土作为粘结剂制备高铁锰矿精矿氧化球团的方法，该方法可以有效地提高生球强度和焙烧球强度。

为了实现本发明的技术目的，本发明提供了一种高铁锰矿精矿制备氧化球团矿的方法，该方法是将高铁锰矿破碎和研磨后，与腐植酸改性膨润土和炭质还原剂按质量比100:0.5～1.5:0.5～2.0混匀、造球；所得生球经过干燥、预热、焙烧和冷却，即得高铁锰矿成品氧化球团矿；