[发明专利]一种降低含碳含铁粉尘球团料复合造块固体能耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低含铁粉尘球团料复合造块固体能耗的方法，特别是涉及一种难造球、难焙烧含碳含铁粉尘球团料用于铁矿复合造块中降低固体能耗的方法，属于钢铁冶金节能减排和优质高炉炉料制备技术领域。

背景技术

钢铁联合企业产生的含铁粉尘的综合利用价值较高，通常含有较高的Fe、CaO、MgO和固定碳等有益成分。这些粉尘主要产生于烧结、炼焦、炼铁、炼钢及轧钢等工序，主要包括原料处理过程中产生的杂矿粉、烧结粉尘、高炉粉尘、瓦斯灰、电炉尘和转炉尘等。据统计，2014年我国的粗钢产量达到8.2亿t，若按照平均每生产1t钢产生15kg含铁粉尘计算，则粉尘的年产生量即高达1230万t。目前，对这些固体废弃物的综合利用率尚不到20％，大部分被堆放在厂区，不仅浪费了有限的资源，而且污染了环境。因此实现含铁粉尘高效、集中、大规模处理具有十分重要的现实意义，符合当前建设资源节约型和环境友好型社会政策的要求。

近几十年来，国内外开发出了一些含铁粉尘资源化技术，比较而言，最经济合理的利用途径是实现含铁粉尘在钢铁厂内部即烧结过程中的封闭和相对集中、高效处理。这是由于粉尘料中含有较高的Fe、CaO、MgO和固定碳等有益成分，可以作为烧结原燃料的替代物加以利用。

由于含铁粉尘发生量和成分随着生产变化及用料结构改变会发生变化，且含铁粉尘具有粒度细、亲水性差等特点，简单的直接将其配入烧结原料中进行常规烧结，会给烧结生产带来较大负面影响，从而导致常规烧结过程中处理的含铁粉尘量小，未能真正实现粉尘的高效处理。

理论和实践研究表明：中南大学烧结球团与直接还原研究所开发的铁矿粉复合造块工艺(ZL200510032095.6)，能够处理一些传统上认为难造球、难焙烧的含铁物料。在含铁粉尘的处理方面，能够克服常规烧结工艺中含铁粉尘配加量低(<5～10％)、料层透气性差和烧结利用系数低等缺点。该新工艺将含铁粉尘料单独制备成球团，再与匀矿粉及其他原料混匀制粒后铺到烧结机上进行烧结焙烧，可以获得优质的复合炼铁炉料。

专利文献“一种降低铁矿粉复合造块固体燃耗的方法(申请号：201510048741.1)”报道了调控烧结料层中普通细粒铁精矿球团料(不含碳)沿料层高度从上往下方向逐渐增加，控制颗粒料中固体燃料的含量，充分利用烧结料层的蓄热作用原理，使得颗粒料具有充足的热量进行液相固结，而球团料则充分利用料层的蓄热进行固相固结。其球团分布的特点为：铁矿粉复合造块中球团料用量为30～40％，复合造块料层分为6层，从上至下的每一层中球团料质量占该层混合料质量的百分比为：第1层10～25％，第2层20～36％，第3层30～48％，第4层36～50％，第5层40～55％，第6层36～50％。

对于钢铁企业产生的含铁粉尘球团，其特点是含有较高含量的固定碳，由于粉尘料中碳的燃烧状况与焦粉的燃烧规律不同，因此其在烧结过程中热量分布与利用规律必将与普通细粒铁精矿球团复合造块工艺不同。因此，为实现含铁粉尘高效、合理、大规模的利用，进一步提高造块产品产质量，降低燃料消耗，减少污染物的排放，是钢铁工业发展的方向之一。

发明内容

针对现有烧结中含铁粉尘配加量低、固体燃耗高的不足的缺陷，本发明的目的是在于提供一种可提高含铁粉尘球团料配比、降低能耗、减少污染物排放的含铁粉尘球团料复合造块的方法。

为实现本发明的技术目的，本发明提供了一种降低含碳含铁粉尘球团料复合造块固体能耗的方法，该方法包括以下步骤：

(1)含碳含铁粉尘与粘结剂混合造球，得到含碳含铁粉尘球团料；所述的含碳含铁粉尘球团料中固定碳的质量百分比含量为1～7％；

(2)包括铁矿粉、熔剂和焦粉在内的原料混合制粒，得到颗粒料；

(3)将(1)中含碳含铁粉尘球团料和(2)中颗粒料混合，依次经过布料、点火、烧结和冷却，得到复合造块；所述的含碳含铁粉尘球团料干基质量为铁矿粉干基质量的15％～30％；所述的布料将料层为上、中、下三层，且控制各料层中含碳含铁粉尘球团料由上往下依次递减，各料层中含碳含铁粉尘球团料干基质量百分比含量分别为：上层35％～45％，中层30％～45％，下层10％～30％。

现有技术中存在的技术难题主要在于：含碳含铁粉尘与一般的铁精矿不同，其含有较大比重的固定碳成分，且固定碳的粒度细，比表面积大，在高温和氧气充足的条件下燃烧快；相对来说，焦粉的燃烧速度慢，当其在常规烧结中含铁粉尘直接配加时，焦粉的燃烧与粉尘中碳的燃烧不匹配，从而导致常规烧结矿的产质量差。