一種燒結(jié)脫除堿金屬的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒結(jié)脫除堿金屬的方法，通過在燒結(jié)原料中添加CaCl2粉，在燒結(jié)過程中CaCl2粉與燒結(jié)原料中以硅酸鹽形式存在的堿金屬進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成較為穩(wěn)定的NaCl、KCL，由于燒結(jié)過程中爐內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，NaCl、KCL的沸點(diǎn)降低，使得NaCl、KCL在燃燒層蒸發(fā)，并排到反應(yīng)區(qū)外；同時(shí)在冷卻后的燒結(jié)礦上噴灑CaCl2溶液，提高了燒結(jié)礦的低溫還原強(qiáng)度；采用上述方法有效的脫除了金屬礦中所含堿金屬，降低了冶煉過程中的堿金屬負(fù)荷，延長了高爐使用壽命，減少了堿金屬危害，有利于高爐冶煉。
【專利說明】一種燒結(jié)脫除堿金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種在燒結(jié)過程中脫除金屬礦中所含堿金屬，有效降低冶煉過程中的堿金屬負(fù)荷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]堿金屬是指在元素周期表中的第I族元素，包括:鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁，雖然氫在名義上屬于第I族，但其顯現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)和堿金屬相差甚遠(yuǎn)，因此通常不被認(rèn)為是堿金屬。堿金屬的化學(xué)性質(zhì)顯示出十分明顯的同系行為，是體現(xiàn)元素周期性的最好例子。堿金屬有很多相似的性質(zhì):它們都是銀白色的金屬，密度小，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都比較低，標(biāo)準(zhǔn)狀況下有很高的反應(yīng)活性。
[0003]黑色冶金行業(yè)中所涉及的堿金屬通常指鉀、鈉。堿金屬對高爐冶煉的危害很大，在高爐內(nèi)將侵蝕焦炭，惡化料柱透氣性，循環(huán)富集引起結(jié)瘤及損壞爐墻，以及對爐底碳磚侵蝕成通道，鉛鋅沉 積導(dǎo)致爐底上漲，減短爐壽等。
[0004]我國鐵礦品質(zhì)特點(diǎn)為:“貧、細(xì)、雜、散”，致使整體利用水平較低，國內(nèi)鐵礦石供給量遠(yuǎn)不能滿足我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，因此需要從國外進(jìn)口成品鐵礦石，但進(jìn)口的鐵礦石近年來價(jià)格一路飆升。鐵礦資源的日益緊張必將成為制約我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的瓶頸。再者，世界范圍內(nèi)磁鐵礦、赤鐵礦儲量日趨減少，使用高堿金屬含量的鐵礦石冶煉可以進(jìn)一步拓寬礦石使用范圍，降低鋼鐵生產(chǎn)成本，故探索一種燒結(jié)脫除堿金屬的方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種在燒結(jié)過程中脫除金屬礦中所含堿金屬，有效降低冶煉過程中的堿金屬負(fù)荷的燒結(jié)脫除堿金屬的方法。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，
A、將原料按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:
0.5~2.5%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ；
B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為4~10% ；
C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦；
D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~
0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。
[0007]本發(fā)明通過在燒結(jié)原料中添加CaCl2粉，在燒結(jié)過程中CaCl2粉與燒結(jié)原料中以硅酸鹽形式存在的堿金屬進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成較為穩(wěn)定的NaCl、KCL,由于燒結(jié)過程中爐內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，NaCl、KCL的沸點(diǎn)降低，使得NaCl、KCL在燃燒層蒸發(fā)，并排到反應(yīng)區(qū)外；同時(shí)在冷卻后的燒結(jié)礦上噴灑CaCl2溶液，提高了燒結(jié)礦的低溫還原強(qiáng)度；采用上述方法有效的脫除了金屬礦中所含堿金屬，且降低了冶煉過程中的堿金屬負(fù)荷，延長了高爐使用壽命，減少了堿金屬危害，有利于高爐冶煉。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明所作的任何變換，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0009]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到，即屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0010]本發(fā)明包括如下工序:
A、將原料按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:
0.5~2.5%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ；
B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為4~10% ； C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦；
D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~
0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。
[0011 ] 進(jìn)一步的，在所述步驟B中，將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為6~8%。
[0012]在所述步驟C中，采用常規(guī)燒結(jié)工藝對混合料顆粒料層進(jìn)行燒結(jié)。
[0013]所述步驟A中的燃料為煤粉或?yàn)榻狗邸?br> [0014]實(shí)施例1
A、按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:1.11%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ；
B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為6~8% ；
C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦；
D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~
0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。
[0015]實(shí)施例2
A、按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:1.67%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ；
B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為6~8% ；
C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦；
D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~
0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。[0016]實(shí)施例3
A、按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:2.22%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ；
B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為6~8% ；
C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦；
D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~
0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。
[0017]在上述所有實(shí)施例中，所述步驟C采用常規(guī)燒結(jié)工藝對混合料顆粒料層進(jìn)行燒結(jié)；所述步驟A采用的燃料為煤粉或?yàn)榻狗邸?br> [0018]實(shí)驗(yàn)例說明
燒結(jié)礦中的堿金屬主要來自鐵粉礦，其存在形式主要以硅酸鹽形式存在:Na2Si03、K2Si03。燒結(jié)，就是是將含鐵粉礦、精礦、石灰石、白云石、生石灰通過添加煤粉或焦粉進(jìn)行高溫加熱，在不完全熔化的條件下燒結(jié)成塊的過程，此過程產(chǎn)品為燒結(jié)礦，能進(jìn)一步使礦物富集和去除有害雜質(zhì)以利于聞爐煉鐵。
[0019]在燒結(jié)過程中，若添加含CaCl2的粉末，將發(fā)生以下反應(yīng):
CaCl2 + Na2SiO3 — CaSiO3 + 2NaCl
CaCl2 + K2SiO3 — CaSiO3 + 2KC1
上述反應(yīng)中生成的KC1、NaCl是較穩(wěn)定的物質(zhì)，KCl沸點(diǎn)為1420°C，NaCl沸點(diǎn)為1465°C。燒結(jié)過程是在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行，負(fù)壓將使物質(zhì)沸點(diǎn)降低，因此燒結(jié)過程中燃燒帶最高溫度可達(dá)1400°C，由于負(fù)壓，KCl、NaCl沸點(diǎn)降低，可在高溫的燃燒層蒸發(fā)，一直排到反應(yīng)區(qū)外，從而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)脫除堿金屬的目的。
[0020]通過燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)堿金屬排出率與配加的CaCl2的量有關(guān)。加入CaCl2愈多，排堿率愈高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于包括如下工序: A、將原料按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:0.5~2.5%、白z?石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5% ； B、將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為4~10% ； C、將B步驟中制得的混合料顆粒送入燒結(jié)機(jī)臺車上，控制混合料顆粒的料層高度為600~700mm，并在1100~1300°C點(diǎn)火溫度條件下，點(diǎn)火燒結(jié)，獲得燒結(jié)礦； D、將C步驟中所得的燒結(jié)礦進(jìn)行常規(guī)破碎、篩分、冷卻，然后按每噸燒結(jié)礦噴0.5~0.7kg的量，將濃度為0.015%的CaCl2溶液噴灑在燒結(jié)礦上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:在所述步驟B中，將A步驟中配制好的原料送入混合攪拌機(jī)中，添加水進(jìn)行攪拌制粒，控制混合料顆粒的水分為6 ~8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:在所述步驟A中，按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:1.11%、白云石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:在所述步驟A中，按下列質(zhì)量百分比配比備料: 鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%、CaCl2粉:1.67%、白云石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:在所述步驟A中，按下列質(zhì)量百分比配比備料:鐵粉礦:30~60%、精礦:40~70%,CaCl2粉:2.22%、白云石:8~12%、石灰石:1.5~6.5%、生石灰:3~5%、燃料:5~6.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:在所述步驟C中，采用常規(guī)燒結(jié)工藝對混合料顆粒料層進(jìn)行燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)脫除堿金屬的方法，其特征在于:所述步驟A中的燃料為煤粉或?yàn)榻狗邸?br> 【文檔編號】C22B1/16GK103981362SQ201410257248
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】王潔, 張劍明, 周偉 申請人:紅河鋼鐵有限公司, 武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司