專利名稱：一種用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種添加劑，特別是涉及一種用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑。
背景技術(shù)：
在鐵礦球團生產(chǎn)領(lǐng)域，赤鐵礦和褐鐵礦屬難焙燒原料。長期以來，我國鐵礦球團廠主要以磁鐵精礦為原料，隨著我國鋼鐵工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，對鐵礦球團的需求量也在逐年增長，國內(nèi)磁鐵礦資源供應(yīng)日趨緊張，因此，研究利用赤、褐鐵礦等難焙燒鐵礦資源制備煉鐵用氧化球團礦具有重要意義。
研究表明，利用赤鐵礦制備氧化球團礦，其固結(jié)機理主要為Fe2O3晶粒長大和高溫下再結(jié)晶。在1200℃以下，赤鐵礦的礦石顆粒及球團礦結(jié)構(gòu)一直保持其原有形態(tài)，各顆粒雖然彼此靠近，但無任何的連接。只有溫度達到1300℃時，才能觀察到晶體顆粒明顯長大，小晶體之間才形成初期的連接橋。到了1350℃時，可以觀察到再結(jié)晶。與此同時，球團礦的抗壓強度亦隨溫度升高而增加。但焙燒溫度不能太高，在溫度超過1350℃時，赤鐵礦便開始發(fā)生分解6Fe2O3→4Fe3O4+O2，生成磁鐵礦和氧，結(jié)果將導致球團礦強度的下降。這表明，利用赤鐵礦制備氧化球礦，其要求的預(yù)熱焙燒溫度高、時間長、適宜的焙燒溫度區(qū)間窄，因而在實際生產(chǎn)過程中對設(shè)備材質(zhì)及生產(chǎn)操作提出了更為嚴格的要求。利用褐鐵礦制備氧化球團礦，其預(yù)熱焙燒需經(jīng)歷結(jié)晶水分解、Fe2O3晶粒長大和高溫下再結(jié)晶以及球團致密化過程，除需先行經(jīng)歷結(jié)晶水分解過程外，其后續(xù)固結(jié)機理與赤鐵礦制備氧化球團礦類似，因此，利用褐鐵礦制備氧化球團礦在實際生產(chǎn)中同樣存在上述問題。
為了改善赤、褐鐵礦球團的預(yù)熱焙燒性能，國內(nèi)外學者對內(nèi)配碳和配加磁鐵礦、添加消石灰、石灰石、白云石等進行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明，內(nèi)配碳可在一定程度上改善赤鐵礦球團的預(yù)熱焙燒性能，但效果并不顯著，而且生球強度和爆裂溫度還會因內(nèi)配碳而有所下降。配加磁鐵礦其配比須在30％以上才能顯著改善赤鐵礦球團的預(yù)熱焙燒性能，這一方法須外購大量的磁鐵礦。添加消石灰、石灰石、白云石等亦能改善赤鐵礦球團的預(yù)熱焙燒性能，但生產(chǎn)的產(chǎn)品為熔劑性球團礦，用于高爐煉鐵時將會改變高爐的爐料結(jié)構(gòu)，而且其生產(chǎn)過程也較難控制。
為有效解決赤、褐鐵礦球團在預(yù)熱焙燒過程中存在的預(yù)熱焙燒溫度高、時間長、適宜的焙燒溫度區(qū)間窄，以及由此帶來的在實際生產(chǎn)過程中對設(shè)備材質(zhì)及生產(chǎn)操作要求高等問題，實現(xiàn)高效、低耗的利用赤鐵礦制備煉鐵用氧化球團礦，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在預(yù)熱焙燒過程中顯著降低赤鐵礦球團的預(yù)熱、焙燒溫度，縮短預(yù)熱焙燒時間，適宜的焙燒溫度區(qū)間寬的用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑，由B2O3、CaO和Fe3O4組成，其中Fe3O4質(zhì)量百分比占60％～80％、CaO質(zhì)量百分比占5％～20％、B2O3質(zhì)量百分比占5％～20％，粒度小于0.074mm。
使用時在難焙燒鐵礦球團中添加質(zhì)量百分比為1％～5％的添加劑，當配比取低值時，添加劑中CaO、B2O3的質(zhì)量百分比取上限。使用時將其細磨至粒度小于0.074mm以下。
采用上述技術(shù)方案的添加劑，可使赤、褐鐵礦球團適宜的預(yù)熱溫度降低100℃左右，預(yù)熱時間縮短1/2以上，焙燒溫度降低50℃左右，焙燒時間縮短1/3以上。
本發(fā)明的原理在于經(jīng)過細磨的添加劑，其中的Fe3O4在球團焙燒過程中，能夠形成Fe2O3微晶鍵結(jié)構(gòu)，其中的CaO能與Fe2O3形成鐵酸鈣系低熔點物質(zhì)，增強赤鐵礦晶粒表面質(zhì)點遷移能力，而其中的B2O3能顯著強化固相擴散。添加劑的上述作用促進了相鄰顆粒之間在較低預(yù)熱溫度下形成微晶鍵連接結(jié)晶，在高溫焙燒過程中使球團內(nèi)Fe2O3再結(jié)晶良好，F(xiàn)e2O3晶體互連成片，使球團內(nèi)顆粒連接成一個較致密、均勻的整體，從而使球團礦的強度提高。
本發(fā)明的優(yōu)點主要在于添加劑來源廣泛，價格低廉，配比少，基本不改變成品球團礦的化學組成，可適用于赤、褐鐵精礦等難焙燒鐵礦球團礦的生產(chǎn)，能顯著降低赤鐵礦球團的預(yù)熱、焙燒溫度，縮短預(yù)熱焙燒時間，有利于提高提高生產(chǎn)效率，降低能耗。能有效解決赤、褐鐵礦精礦球團在預(yù)熱焙燒過程中存在的預(yù)熱焙燒溫度高、時間長、適宜的焙燒溫度區(qū)間窄，以及由此帶來的在實際生產(chǎn)過程中對設(shè)備材質(zhì)及生產(chǎn)操作要求高等問題，實現(xiàn)高效、低耗的利用赤、褐鐵礦等難焙燒原料的鐵礦球團生產(chǎn)。
具體實施例方式
實施例1，某赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為430N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1860N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比1％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間9min，焙燒溫度1270℃，焙燒時間12min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到441N/個，焙燒強度可達到2590N/個。
實施例2，某赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為443N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1860N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占80％、CaO占10％、B2O3占10％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比3％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間9min，焙燒溫度1260℃，焙燒時間12min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到458N/個，焙燒強度可達到2690N/個。
實施例3，某赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球再經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為443N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1860N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占70％、CaO占15％、B2O3占15％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后質(zhì)量百分比5％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間9min，焙燒溫度1250℃，焙燒時間13min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到490N/個，焙燒強度可達到2700N/個。
實施例4，某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間25min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間25min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為409N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1650N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的的添加劑細磨至小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比1％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間12min，焙燒溫度1270℃，焙燒時間15min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到423N/個，焙燒強度可達到2210N/個。
實施例5，某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間25min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為409N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1650N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比3％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間12min，焙燒溫度1260℃，焙燒時間15min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到448N/個，焙燒強度可達到2430N/個。
實施例6，某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間25min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為409N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1650N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占70％、CaO占15％、B2O3占15％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比5％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間15min，焙燒溫度1250℃，焙燒時間15min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到455N/個，焙燒強度可達到2490N/個。
實施例7，巴西卡拉加斯赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。上述兩種精礦的配礦比巴西卡拉加斯赤鐵精礦70％，某褐鐵精礦30％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為418N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1980N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比1％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間10min，焙燒溫度1270℃，焙燒時間13min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到433N/個，焙燒強度可達到2320N/個。
實施例8，巴西卡拉加斯赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。上述兩種精礦的配礦比巴西卡拉加斯赤鐵精礦50％，某褐鐵精礦50％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為418N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1980N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比3％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間10min，焙燒溫度1260℃，焙燒時間13min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到451N/個，焙燒強度可達到2460N/個。
實施例9，某赤鐵精礦，其主要化學成分為TFe 66.54％、FeO 0.8％、SiO21.21％、Al2O31.51％、CaO 0.028％、MgO 0.045％。某褐鐵精礦，其主要化學成分為TFe 56.55％、SiO29.53％、Al2O31.69％、CaO 0.6％、MgO 0.03％。上述兩種精礦的配礦比某赤鐵精礦30％，某褐鐵精礦70％。配加1.5％的膨潤土經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度1000℃，預(yù)熱時間21min，焙燒溫度1310℃，焙燒時間21min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度為418N/個，焙燒球抗壓強度僅達到1980N/個。在膨潤土配比不變的前提下，將按質(zhì)量百分比組成為Fe3O4占60％、CaO占20％、B2O3占20％的添加劑細磨至粒度小于0.074mm以下，然后按質(zhì)量百分比5％的比例配入混合料中，經(jīng)混勻后造球，所得生球經(jīng)干燥后進行預(yù)熱焙燒，在預(yù)熱溫度900℃，預(yù)熱時間10min，焙燒溫度1250℃，焙燒時間13min的條件下，預(yù)熱球抗壓強度可達到465N/個，焙燒強度可達到2330N/個。
權(quán)利要求
1.一種用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑，其特征是由B2O3、CaO和Fe3O4組成，其中Fe3O4質(zhì)量百分比占60％～80％、CaO質(zhì)量百分比占5％～20％、B2O3質(zhì)量百分比占5％～20％，使用時細磨至粒度小于0.074mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于難焙燒鐵礦球團生產(chǎn)的添加劑，其特征是使用時該添加劑在難焙燒鐵礦球團中添加質(zhì)量百分比為1％～5％，當配比取低值時，該添加劑中CaO、B2O3的質(zhì)量百分比取上限。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種難焙燒鐵礦生產(chǎn)煉鐵用氧化球團的添加劑。添加劑由B
文檔編號C22B1/02GK101045956SQ200710034839
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者郭宇峰, 姜濤, 邱冠周, 張艷明, 楊永斌, 李光輝, 黃柱成, 范曉慧, 張元波, 董海剛 申請人:中南大學