以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法和该团矿及其应用_2

文档序号:9195985阅读:来源:国知局
,所述热空气氧的体积含量为21 %;当干燥脱水 的载热介质为燃料燃烧的烟气时,燃料燃烧的空气消耗系数η > 1 (氧化性气氛)、n = 1 (中 性气氛)或者η < 1 (还原性气氛)均可。其中当η > 1时优选η = 7. 0~7. 35 ;当η < 1 时优选1 > η > 0. 95 ;当η = 7. 0~7. 35时,所述烟气氧的体积含量为17. 0~18. 0%。当 η = 1时,所述烟气氧的体积含量为0%。当1 > η > 0. 95时,所述烟气除氧的体积含量为 0%外,还含有体积含量合计不超过13%的CO和H2。当干燥脱水的载热介质为燃料燃烧的 烟气时,供热燃料优选气体燃料。载热介质无论采用碳化固结的尾气,热空气、还是燃料燃 烧烟气,干燥脱水产出的尾气经除尘后即可排空。干燥脱水用载热介质优选碳化固结的尾 气。
[0015] 上述的粉矿制取团矿的方法,优选的,一次脱氢后和二次脱氢后的烟气输送至步 骤4)用作碳化固结供热燃料燃烧的氧化剂;碳化固结后的尾气返回步骤2)中用于生团的 干燥脱水。
[0016] 上述的粉矿制取团矿的方法,所述步骤1)中,生团矿的制备过程为先将粉矿加 热,再将沥青液化喷入,经混合后热压成型;或者先将沥青细粉添加到粉矿中,经混合,再对 混合料进行蒸汽加热,最后热压成型;或者在常温下将沥青细粉和添加剂添加到粉矿中混 合后直接冷压成型;或者在常温下将沥青细粉添加到粉矿中混合,再对混合料微波加热,最 后热压成型;其中,所述热压成型时的温度85~150°C。进一步优选的,混合料加热方式为 微波加热。
[0017] 上述的粉矿制取团矿的方法,所述的成型采用的设备为对辊压团机、油压机、挤棒 机或缸式压团机。进一步优选的,成型设备为对辊压团机。
[0018] 作为一个总的发明构思,本发明还提供一种团矿,由上述的粉矿制取团矿的方法 制备。
[0019] 作为一个总的发明构思,本发明还提供一种上述团矿的应用,应用于高炉冶炼、电 炉冶炼、竖炉冶炼、回转窑冶炼、底转炉冶炼。更进一步的,团矿应用于高炉、电炉生铁冶炼、 高炉、电炉富锰渣、富钛渣、富铌渣、富钒渣冶炼、高炉及电炉铁合金冶炼及其他有色金属火 法冶炼。
[0020] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0021] 1)本发明的工艺过程中,对团矿进行一次脱氢和二次脱氢处理,使团矿彻底脱氢 而不发生氧化,成品球团不含焦油及其他有毒有害的化合物,安全环保。
[0022] 2)本发明对团矿相继进行一次脱氢和二次脱氢、碳化和闷炉冷却处理,充分挖掘 和发挥了沥青的粘结功能,可大幅度降低沥青消耗,提高成品团矿的机械强度;成品球团同 时是一种内配碳球团,具有良好的冶炼性能。产品可用于装备水平不同的各类高炉、电炉及 其他火法冶金窑炉冶炼,特别适合于特大型高炉及电炉冶炼。
[0023] 3)本发明将一次脱氢和二次脱氢的烟气用作碳化固结用燃料燃烧的氧化剂,碳化 固结尾气用于生团的干燥,可充分利用所述烟气的物理热及脱氢烟气所含碳氢化合物的燃 烧热,降低能耗,同时又解决了沥青烟气的污染问题。
[0024] 4)本发明的生团干燥、一次脱氢、二次脱氢、碳化和闷炉冷却在同一台多功能链蓖 机上进行,工艺紧凑,管理方便,基建投资省。
[0025] 5)本发明制备的团矿强度高、抗水耐高温、可长距离运输、不带入杂质,可广泛应 用于应用于高炉、电炉生铁冶炼、高炉、电炉富锰渣、富钛渣、富铌渣、富钒渣冶炼、高炉及电 炉铁合金冶炼及其他有色金属火法冶炼。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027] 为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全 面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0028] 除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义 相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明 的保护范围。
[0029] 除有特别说明,本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或 者可以通过公知的方法制得的产品。
[0030] 下述实施例的工艺过程如图1所示,下述实施例使用的压团矿粉为钛精矿,粘结 剂为中温煤沥青,添加剂为皂土,其理化性能见表1、2、3。下述实施例中压团原料的水分用 SC69-02型水份测定仪测定;配合料经混碾后冷压成型,混碾机为轮式混砂机,轮式混砂机 轮径220mm、盘径460mm,转轮公转速度34rpm、处理量3Kg/次);成型设备为MQJ型民用对辊 煤球机,其辊径300mm、宽100mm、转速22rpm、压球尺寸40*33*21mm ;生团抗压强度用TG-20 型弹簧试验机测定,落下强度在落下强度测定装置上进行(落至20mm钢板)。球团的干 燥、脱氢、碳化固结、冷却在试验室球团热加工炉上进行。球团热加工炉炉膛直径300_,高 420mm;炉膛顶部设置有炉膛盖,并经炉膛盖与排烟管道、耐热风机及烟气返回系统连接。 炉膛下部有炉箅及燃烧室,球团平铺于炉箅上;燃烧室配套设计安装有空、煤气预混无焰烧 嘴。所用煤气为液化石油气,其主要成分(体积% )为CH4L 6、C2H6L 2、C3H69. 5、C3H84. 3、 C4H854. 3、C4H1(I26. 7、余为C5Hm。煤气、空气和返回烟气按数量要求经管道输入烧嘴或燃烧 室。煤气、空气和返回烟气流量分别用流量计流量,载热气体温度用安装于球团热加工炉炉 膛下部的温度计计取。改变煤气、空气和返回烟气流量、调整空气消耗系数n,可按工艺要求 向球团热加工炉提供不同温度和气氛的载热介质。为了使二次脱氢及球团碳化用载热介质 的温度满足工艺要求,二次脱氢及球团碳化产出的尾气部分返回燃烧室以降低燃料燃烧的 温度。成品团矿抗压强度用LJ-500型拉力试验机测定,转鼓指数采用ISO转鼓测定。
[0031] 表1压团原料种类和化学成分
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[0033] 表2压团原料的粒度组成
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[0035] 表3中温煤沥青的理化性能
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[0037] 实施例1 :
[0038] 一种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法,包括以下步骤:
[0039] 1)按干基配料重量为6Kg,将89. Owt%钛精矿、3. Owt%阜土、8. Owt%沥青混合, 加水至配合料中,混碾时间lOmin,使混合料的含水量为7. 5%。测得生团落下I. 7次/0. 5m, 抗压2.5Kg/个。
[0040] 2)将生团置于干燥炉中干燥脱水:从室温(25°C )开始升温至160°C,升温时间 20min,然后在160°C下保温lOmin。采用空煤气预混无焰烧嘴供热,按空气消耗系数η = 1.45输入一次空气,向燃烧室输入二次空气,使总的空气消耗系数η = 7. 25。炉内供热介 质的体积组成为:1. 85%的C02、2. 03%的Η20、78. 20%的队和17. 92%的02。
[0041] 3)对干燥脱水后的团矿进行一次脱氢:从160°C开始升温至380°C,升温时间 15min,然后在380°C下保温20min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热,按空气消耗系数η = 1. 35输入一次空气,再向燃烧室输入二次空气,使总的空气消耗系数η = 4. 59。炉内供热 介质的体积组成为91% C02、3. 19% Η20、77· 74% 队和 16. 16% 02。
[0042] 然后对团矿进行二次脱氢:从380°C开始升温至580°C,升温时间lOmin,在580°C 下保温12min。采用空燃气预混无焰烧嘴供热,按空气消耗系数η = 1.50输入一次空气。 供热介质的体积组成为:8. 62% C02、9. 44% Η20、75. 27% Ν2、6. 67% 02。
[0043] 再对二次脱氢后球团进行碳化固结,碳化固结的温度为680°C,碳化固结的时间为 130min。碳化固结采用空煤气预混无焰烧嘴供热,按空气消耗系数η = 1输入一次空气。炉 内供热介质的体积组成为:12. 63% C02、13. 83% Η20、73. 53% N2。碳化固结完成后停止供 热。
[0044] 4)将脱氢和碳化固结后的球团闷炉缓冷至250°C卸出,即制得成品团矿。测得成 品球团抗压强度289. 5Kg/个、ISO转鼓指数80. 83%。
[0045] 实施例2 :
[0046] -种本发明的以沥青为黏结剂的粉矿制取团矿的方法,包括以下步骤:
[0047] 1)按干基配料重量为6Kg,将90. 5wt%钛精矿、3. Owt%阜土、6. 5wt%沥青混合, 加水至配合料中混碾时间l〇min,使混合料的含水量为7. 5% (实测为7. 3% ),测得生团落 下 1. 8 次 /0· 5m,抗压 2. 4Kg/ 个。
[0048] 2)将生团置于干燥炉中干燥脱水:从室温(25°C )开始升温至160°C,升温时间 20min,然后在160°C下保温10min。采用空煤气预混无焰烧嘴供热,按空气消耗系数η = 1. 53输入一次空气,向燃烧室输入二次空气,使总的空气消耗系数η = 7. 10。炉内供热介 质的体积组成为丄 89% C02、2. 07% Η20、78· 18% 队和 17. 85% 02。
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