[发明专利]一种改善高配比硫酸渣球团矿焙烧固结性能的工艺方法

说明书

本发明公开了一种改善高配比硫酸渣球团矿焙烧固结性能的工艺方法,它包括以下步骤：（1）、硫酸渣增湿：将硫酸渣增湿使其含水量达到15wt%‑20wt%，在原料存储系统中封闭保湿8h以上；（2）、预配混料：将铁精矿、硫酸渣和MgO混合形成混合料，硫酸渣含量为混合料的50wt%以上，混合料的平均含水量达到12wt%～13wt%，MgO含量为混合料的1.5wt%以上；（3）、磨矿；（4）、配料；（5）、造球；（6）、干燥；（7）、预热；（8）焙烧；（9）、冷却。本发明的有益效果是球团矿在干燥、焙烧过程中产生的粉末量少；成品球团矿抗压强度达到或超过国家标准，与此同时，回转窑内没有结窑现象；成品球团矿的冶金性能，特别是还原膨胀指数会优于普通铁精矿氧化球团矿。

技术领域

本发明涉及球团焙烧固结工艺，尤其涉及一种改善高配比硫酸渣球团矿焙烧固结性能的工艺方法。

背景技术

硫酸渣是硫铁矿制酸过程中排出的烧渣。近年来，我国每年硫铁矿制酸的量为1500～1600万吨，每年产生的硫酸渣为1200～1400万吨。硫酸渣作为一种化工粉尘，也是一种二次含铁资源。在2010年之前，我国硫酸渣的综合利用率不高，一般只占30%左右。硫铁矿制酸行业每年有大量的硫酸渣堆存，存在很大的环保风险。2010年之后，随着环保要求的日益提高，同时钢铁市场低迷，钢铁行业为了降低铁原料成本，开始把目光转向硫酸渣等二次含铁资源的利用。

硫酸渣因出炉时含水量低、含硫量较高、粒度细，因而钢铁行业在利用硫酸渣时，无法投入高炉直接炼铁，也难以在烧结过程中直接利用。稳妥的处理思路是：使用部分硫酸渣，并配加一定量的铁精矿后，利用“链篦机—回转窑—环冷机”氧化球团矿生产系统，制成氧化球团矿产品，作为高炉炼铁原料。

常规的“链篦机—回转窑—环冷机”氧化球团生产系统的运行过程如附图一所示。

在生产中，链篦机、回转窑、环冷机是该生产系统的三台主机设备。链篦机一般按流程走向，从前至后分为干燥I段、干燥Ⅱ段、地渡预热段、预热段等四段，承担球团的干燥和预热。回转窑承担经链篦机预热后球团的焙烧。环冷机承担焙烧后球团的冷却。

“链篦机—回转窑—环冷机”系统是一套成熟的氧化球团矿生产装置，但该系统的生产人员在试图使用硫酸渣配入普通铁精矿中生产球团矿的时候，遇到的主要问题是：

首先，球团矿的造球，是含水物料在造球设备内滚动过程中喷水，使物料达到最大的分子结合水后，在物料层中形成毛细水，矿粉颗粒在毛细力的连接下粘接成形的。硫酸渣是经高温焙烧后的超细化工粉尘，吸水性强。添加硫酸渣后，因在造球过程中毛细水的形成缓慢，矿粉成球时间会变长，同时成球率低下，设备台时产量无法提高。

其次，添加硫酸渣后，因物料吸水性强。造球后的生球水份与普通铁精矿球团相比，有明显的提高。因而在同样的温度下，球团干燥效果不佳，在干燥段脱水率低，在球团进入过渡预热段及预热段后，预热效果也随之下降。最终是球团焙烧设备内、产品中，出现大量的粉末。

再次，球团矿在焙烧过程中，其固结机理是：球团在高温作用下，通过固体质点扩散的方式，在固体颗粒间形成连接桥及少量液相，让固体颗粒粘结起来，使球团具有足够的机械强度。一般球团矿焙烧固结过程中，液相量为5%～7%。如液相量过低，球团矿固结的强度下降，如液相量过高，球团表面就会有明显的液相生产，这些液相会粘结、包裹料层间的粉末，使球团产品出现结块，回转窑设备内壁上也会出现粉末及球团颗粒烧结形成的窑圈，不光影响球团矿的产质量，而且会影响到生产的稳定性。

球团生产中添加硫酸渣后，一方面，硫酸渣作为高温焙烧后的粉尘，其质点扩散的活性已明显降低，如要确保硫酸渣的固结，就需要更高的焙烧温度。而另一方面，球团的另一部分原料，即普通铁精矿，在更高的温度下，容易出现大量的液相。最终的结果是：硫酸渣配比越高，球团矿的强度越不容易保证，同时回转窑结圈越快，无法保证生产的连续性。