中关铁矿制备熔剂性球团生球性能试验

 通过增加熔剂性球团矿的入炉比例,能够改善炉料结构,降低炼铁系统能耗,并且通过“源头减量”的途径可以降低炼铁过程中污染物的排放。实现高球比冶炼的核心环节是制备熔剂性球团,而熔剂性球团质量取决于生球的性能,因此,保证生球质量是探究熔剂性球团制备工艺较为重要的环节。由于中关铁矿硅含量较低、镁含量适宜,适合作为低硅熔剂性球团的原料。以中关铁矿为原料探究熔剂性球团的制备工艺,并在此基础上分析了影响熔剂性球团生球质量的因素(粒度、时间、水分、膨润土、SiO₂含量、碱度和MgO含量)。试验结果表明,生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度受碱度、SiO₂和MgO含量变化的影响不大;生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度主要受造球时间、水分、黏结剂用量、铁矿粉及熔剂的理化性能影响,并在造球时间维持为12 min、水分维持为8%～9%、膨润土用量为2%时,生球抗压强度、落下强度及爆裂温度较优且满足运输与入炉要求。     

高硅镁质熔剂性球团成球过程及冷态性能实验

生球质量的好坏是直接关系到企业是否顺利生产高质量熔剂性球团的前提。为探明SiO_2、碱度及MgO含量对生球性能的影响规律,以唐钢生产所用3种磁铁矿为原料,通过添加生石灰调节碱度,添加白云石调节MgO含量,配比3种铁矿粉调节SiO_2含量,进行了造球及生球冷态性能的试验。研究发现,无论是改变SiO_2、碱度还是MgO含量,其生球适宜水分基本都保持在8%～9%(质量分数)之间。生球的成球率维持在90%以上,成球率良好。生球的抗压强度、落下强度的大小以及爆裂温度的高低,主要受铁矿粉及熔剂的粒度组成、物理性能以及生球适宜水分大小的影响。     

高硅镁质熔剂性球团成球过程及冷态性能实验

生球质量的好坏是直接关系到企业是否顺利生产高质量熔剂性球团的前提。为探明SiO2、碱度及MgO含量对生球性能的影响规律,以唐钢生产所用3种磁铁矿为原料,通过添加生石灰调节碱度,添加白云石调节MgO含量,配比3种铁矿粉调节SiO2含量,进行了造球及生球冷态性能的试验。研究发现,无论是改变SiO2、碱度还是MgO含量,其生球适宜水分基本都保持在8%~9%(质量分数)之间。生球的成球率维持在90%以上,成球率良好。生球的抗压强度、落下强度的大小以及爆裂温度的高低,主要受铁矿粉及熔剂的粒度组成、物理性能以及生球适宜水分大小的影响。     

工艺参数对冀东磁铁精矿生球性能的影响

研究了水分、膨润土配比和矿粉粒度对冀东磁铁矿生球性能的影响.结果表明:膨润土配比达到2.0%时,不仅可以提高生球的落下强度和抗压强度,而且可以提高生球的爆裂温度.水分对生球性能影响显著,适宜的造球水分为7.9%～8.4%;生球强度随矿粉粒度的变细而提高,而爆裂温度明显下降.矿粉粒径小于0.074 mm(-200目)的达到83%时,生球性能得到很好地改善,满足球团生产的需要.     

工艺参数对冀东磁铁精矿生球性能的影响

研究了水分、膨润土配比和矿粉粒度对冀东磁铁矿生球性能的影响．结果表明：膨润土配比达到2．0％时，不仅可以提高生球的落下强度和抗压强度，而且可以提高生球的爆裂温度．水分对生球性能影响显著，适宜的造球水分为7．9％～8．4％；生球强度随矿粉粒度的变细而提高，而爆裂温度明显下降．矿粉粒径小于0．074mm（-200目）的达到83％时，生球性能得到很好地改善，满足球团生产的需要．     

碱度对镁质熔剂性球团性能的影响

 为改善镁质熔剂性球团矿质量,以唐钢铁精粉为原料,进行了造球焙烧试验,研究了碱度对镁质熔剂性球团质量的影响,并结合矿相结构进行了分析。结果表明,随着碱度的升高,生球强度呈略微降低趋势,爆裂温度整体呈降低趋势,碱度高于1.2时,爆裂温度急剧下降;球团抗压强度呈升高趋势,但当碱度高于1.2时,抗压强度急剧下降;低温还原粉化性能变化不大,基本为90%以上;球团软化开始温度整体呈升高趋势。随着碱度增加,铁酸钙质量分数增加,晶粒长大,气孔率呈先降低后增加的趋势;球团黏结率呈增加趋势,碱度每提高0.1,黏结率增加1.4%。     

消石灰对细粒级铁精矿球团性能的影响

细粒级铁精矿球团化有助于增加低品位矿藏的开发及工业应用力度，稳定和拓展国内铁矿供应来源。使用消石灰作为球团的黏结剂与助熔剂，对球团生产提质降耗与节能减排具有重要意义。首次介绍了消石灰配比对细粒级铁精矿生球质量及干燥特性与预热焙烧球强度的影响，试验结果表明，消石灰配比的增加会提高细粒级铁精矿生球的落下和抗压强度，在4%配比时生球落下强度为3.55次/0.5 m,生球的抗压强度均大于11 N,生球爆裂温度先升高后降低，最高为360℃;不同消石灰配比对细粒级铁精矿的干燥特性影响较小，干燥温度和干燥风速则对生球干燥特性有显著影响，Weibull和Dincer模型拟合的结果与试验结果基本一致，模型较为有效，拟合结果表明生球的干燥速率受内外部水分扩散共同控制，干燥温度和干燥风速的增加会导致生球干燥温度分布趋向不均匀，生球干燥活化能值为9 977.30 J/(mol·K);随着消石灰配比增加，细粒级铁精矿预热球强度始终增加，焙烧球抗压强度则先增加后降低，在配比为4%时达到最大值，为3 800 N。细粒级铁精矿配加4%～6%(质量分数)消石灰较为适宜，该配比下可以获得生球和预热焙烧球强度均符合工业需求...     

龙钢大西沟菱铁矿生产球团试验研究

 为优化龙钢高炉炉料结构,充分发挥大西沟矿源优势,研究了大西沟铁矿粉生产球团时的适宜配比及生产条件,探索了不同含铁原料配比,膨润土添加条件下的球团矿冶金物理性能变化。研究结果表明：纯大西沟铁矿粉造球,由于成球性较差,爆裂温度偏低,不利于工业化生产;大西沟菱铁矿生产球团时的适宜配比应控制在50％以下。     

熔剂种类对镁质熔剂性球团性能的影响

为了找到不同熔剂之间的适宜搭配,研究不同熔剂之间的两两搭配对生球强度、爆裂温度及抗压强度的影响规律,探索镁质熔剂性球团适宜的焙烧区间;并结合factsage软件确定适宜的液相量,借助XRD分析镁质熔剂性球团的矿相组成阐述了抗压强度变化规律。结果表明:四种不同熔剂搭配时,生球强度均能满足生产需求,高镁粉和高钙粉搭配时,爆裂温度最佳达560℃;高镁熔剂性球团适宜的焙烧温度为1 240℃,适宜的焙烧段较窄约为20℃,且该球团适宜的液相量为5%左右。     

新型复合粘结剂提高生球质量的作用机理及构效关系

降低膨润土用量是提高球团品位、实现节能减排的有效途径之一。基于新型高效复合粘结剂，通过生球制备、线性拟合分析、生球力学特征分析等手段研究了复合粘结剂对生球质量的影响规律及与重要指标的构效关系，阐明了复合粘结剂提高生球质量的作用机理。结果表明:配比（质量分数）为1.2%膨润土+0.028%有机粘结剂的复合粘结剂球团，落下强度（0.5 m高度落下次数）达到6.2、平均抗压强度达到14.5 N、爆裂温度达到542 ℃，与2.0%膨润土球团相比，生球质量相近，但膨润土消耗减少40%；基于构效关系分析，有机粘结剂对生球落下强度、爆裂温度作用显著，膨润土对干球强度影响更大；有机粘结剂通过增强颗粒的亲水性、毛细力和黏性力强化了生球落下强度，干燥时在表层形成少量孔隙，有利于球团内水分的排出，提高了生球爆裂温度，干燥后以固态连接桥的形式强化干球强度，但是孔隙的位点和尺寸可能会降低干球强度，因此，对干球强度起决定性作用的是膨润土，有机粘结剂对干球强度的影响呈现多面性。      

进口巴西矿的球团试验研究

以巴西镜铁矿为研究对象,进行了生球制备试验和预热焙烧小型试验。试验结果确定了生球制备试验的最佳参数和球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度。生球制备试验的最佳参数:膨润土用量为2.1%,造球水分为8.5%(质量分数),造球时间为13 min,此时落下强度为5.0次/(0.5 m),生球抗压强度为11.26 N/个,爆裂温度为356℃,符合球团生产对生球质量的要求。球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度:预热温度为900℃,预热时间为10 min,焙烧温度为1 200℃,焙烧时间为15 min,此时预热球强度能达到500 N/个以上,焙烧球强度能达到2 500 N/个以上,符合高炉对球团矿的质量要求。     

大冶铁矿竖炉球团润磨工艺的研究

研究了润磨工艺对造球及生球质量的影响，包括对造球时间，膨润土添加量，生球抗压强度和落下强度及爆裂温度等参数和指标的影响，并对润磨作用机理进行了初探，研究结果表明，润磨工艺通过提高混合料细度，增加铁矿物表面活性和混合料塑性，可改善物料的成球性，稳定造球作业，提高生球强度，降低膨润土添加量，当混合料部分润磨，其粒度分布合理时，生球爆裂温度与不润磨时基本相近。     

球团配煤试验研究

以铁矿球团为研究对象,根据成球理论,在实验室进行了球团配煤的试验研究.结果表明：添加适量固体燃料可以提高球团矿强度,降低焙烧燃耗,同时改善球团矿的冶金性能；混合料中配加一定比例的煤,生球的落下强度有所提高,但是抗压强度随着配煤量的增加略有降低,而爆裂温度则变化不明显；当配煤量为2.0％（质量分数）时,生球指标达到了质量要求；配煤量对焙烧球强度的影响比较显著,配加2.0％（质量分数）的煤使焙烧温度降低了40℃,焙烧时间缩短了3 min,效果显著.     

Replacement of bentonite in hematite ore pelletisation using a combination of sodium lignosulphonate and copper smelting slag

Bentonite is the most common binder used in iron ore pelletisation owing to its good bonding properties in green and dry pellets at both ambient and elevated temperatures. However, due to its high alumina and silica content, it increases the slag volume and energy consumption in downstream processes. Organic binders may be used to replace bentonite; however, they fail to provide strength at a high temperature (700–900°C) due to poor thermal stability during pellet induration. In the present study, an organic binder Na lignosulphonate (NLS) has been used along with copper smelting slag (Cu-SS). FeO in Cu-SS provides diffusion bonding at high temperature and maintains the strength of pellets even after evaporation/burning of NLS. It also enhances recrystallisation bonding at relatively lower temperature to provide good strength. The study has been carried out with hematite ore and varying amounts of NLS and Cu-SS. Copper smelting slag (1.0%) addition with 0.5%NLS has been found to be optimum to provide very good green properties and ～300?kg/pellet cold crushing strength (CCS) at 1250°C induration temperature. However, hematite pellets of similar basicity with 0.5% bentonite requires higher induration temperature (1300°C) to achieve a similar CCS. The developed pellet also shows better reducibility (80%), similar reduction degradation index (18%) and swelling index (10%) to the usual bentonite pellet. Thus, the induration temperature of hematite pellet has been lowered by 50°C using a combination of NLS and Cu-SS eliminating bentonite completely, which can provide a considerable energy and cost saving.     

碱度及焙烧温度对球团矿抗压强度影响的研究

采用唐山本地磁铁矿及高钙粉混合造球,配合X-射线衍射分析、高温综合热分析等测试手段,同时运用Fact Sage热力学模拟,探究碱度及温度变化对球团矿抗压强度的影响规律。结果表明:随着碱度的增加,球团矿抗压强度呈先上升后下降的趋势,且在碱度为1.0,焙烧温度控制在1 250℃时焙烧球团矿抗压强度达到最大。适量的液相有助于Fe3+迁移,赤铁矿结晶良好,球团矿抗压强度较大;过量的液相阻碍Fe3+迁移,赤铁矿与赤铁矿之间的再结晶受到限制,球团矿抗压强度降低。     

冷固结球团用地聚合物黏结剂制备参数优化

 针对目前广泛使用的冷固结球团黏结剂高温下失效的缺点，提出使用地聚合物体系材料作为黏结剂，以保证球团的高温性能。首先使用化学分析、X射线衍射分析、红外光谱等方法对地聚合物黏结剂原料性能进行分析；随后制备偏高岭土-水玻璃地聚合物体系黏结剂并进行冷固结压块，分别研究黏结剂制备过程中参数养护温度、养护时间、n（H2O）/n（Na2O）、n（Na2O）/n（SiO2）和n（SiO2）/n（Al2O3）对球团冷态抗压强度的影响，得出此黏结剂制备最佳参数；最后探讨了地聚合物黏结剂球团高温强度演变规律。结果表明，将最优条件下制备的黏结剂应用于冷固结球团，强度可达402.3 N/个 ，满足生产要求；在惰性气氛下，地聚合物黏结剂压块强度随温度升高而升高，且高温下强度增加幅度变大，这表明地聚合物黏结剂在高温下不会失效，且高温有利于黏结剂抗压强度增加。     

优化球团原料的配矿

为了获得低成本、质量好的球团矿产品,以两种铁精矿粉（低铁高硅磁铁矿和高铁低硅磁铁矿）和一种膨润土为原料,以生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度为评价指标,在相同造球工艺和膨润土加入量的条件下,研究两种质量不同的铁精矿混合配料造球对球团性能的影响。研究表明,随着低铁高硅矿配比的增加,生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度均随之降低。通过优化配矿,当低铁高硅矿配比达40%时,生球的落下强度达到3次以上,抗压强度达20N以上,焙烧后抗压强度为3850N,完全满足生产要求。