含鐵塵泥在酸性球團(tuán)礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

蔣永華

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司，江西 新余 338000）

1 含鐵塵泥的定義與分類

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)工藝流程中得到的礦產(chǎn)量中含鐵塵泥比例達(dá)到了2%～4%，這僅僅是鋼鐵生產(chǎn)中的燒結(jié)流程，在煉鐵工藝流程、煉鋼工藝流程、軋鋼工藝流程最后產(chǎn)生的物質(zhì)中都有一定比例的含鐵塵泥成分，且還包含一些利用價(jià)值大化學(xué)物質(zhì)或者成分，例如氧化鈣以及碳等[1]。由上段內(nèi)容可知，在鋼鐵工藝的各個(gè)流程中，幾乎都產(chǎn)生了含鐵塵泥，在研究鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟(jì)的相關(guān)課題中，對含鐵塵泥這種資源進(jìn)行再利用，并且提煉出其中一些有用的化學(xué)元素成分，進(jìn)而再利用。

2 含鐵塵泥利用現(xiàn)狀

在國外有幾種比較經(jīng)典的含鐵塵泥處理工藝方法，比如：塵泥冷固凝結(jié)造塊返回高爐煉鐵技術(shù)，轉(zhuǎn)底爐處理高鋅塵泥技術(shù)以及熔融還原法處理塵泥技術(shù)三種方法，這三種處理方法雖然應(yīng)用范圍廣，但是也是各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中以塵泥冷固凝結(jié)造塊返回高爐煉鐵技術(shù)最為卓越，因?yàn)槭撬夹g(shù)運(yùn)用的周期比較短，且技術(shù)方法比較系統(tǒng)，但是，這種處理方法的缺點(diǎn)也很明顯，第一，技術(shù)運(yùn)用成本高，因?yàn)樵谶@個(gè)含鐵塵泥處理方法中，需要用到水玻璃去做黏合之用，這樣處理得到的成品必定需要一定規(guī)模的空間進(jìn)行冷卻，需要一定的生產(chǎn)成本；第二，生產(chǎn)效率低，因?yàn)槭褂玫拇罅筐ず蟿瑫谏a(chǎn)中耗費(fèi)大量能源，且這些黏合劑最終轉(zhuǎn)換為了高爐渣，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)效率。另外兩種處理技術(shù)，雖然可以提高生產(chǎn)效率，但研究人員無法解決其高成本問題，所以推廣起來難度較大。

3 原（輔）料特性測試分析

在利用好含鐵塵泥的前提條件下，生產(chǎn)出高爐所需要的優(yōu)質(zhì)爐料—酸性球團(tuán)礦，就必須對石分精粉、各類含鐵塵泥以及膨潤土的特性進(jìn)行球團(tuán)生產(chǎn)工藝實(shí)驗(yàn)研究。提取現(xiàn)場所用的三種含鐵原料-石分精礦粉、瓦斯精粉和除塵灰，作為黏合劑之用的膨潤土，并對它們的化學(xué)成分作出解析，下表1為各物質(zhì)化學(xué)成分總覽。

表1 原料的化學(xué)成分（單位：%）

由表1原料的化學(xué)成分分析可以看出：作為球團(tuán)生產(chǎn)主料石的分精粉鐵品位較低，只有58.80%。SiO2含量較高，達(dá)到11.95%。與循環(huán)物料配合使用，不能起到增加鐵品位，提高球團(tuán)品質(zhì)的作用[2]。

而瓦斯精粉和除塵灰兩種物質(zhì)，化學(xué)成分中鐵含量都接近一半，所以可做循環(huán)物料之用。脈石中SiO2、CaO和Al2O3含量都較高。尤其是有害雜質(zhì)S、ZnO、Na2O和K2O含量都很高。在球團(tuán)生產(chǎn)中，S可以除去部分，但ZnO、Na2O和K2O去除比較困難。

為測定原料的粒度組成，首先將試樣在105±5℃烘箱中烘干，然后稱取200g，放入200mm標(biāo)準(zhǔn)套篩，在振篩機(jī)上振動20分鐘，然后以＞0.5，0.5-0.3，0.3-0.15，0.15-0.105，0.105-0.076，＜0.076mm 6級稱重，得出原料的粒度組成。

4 焙燒試驗(yàn)

（1）造球性能測定。根據(jù)物料情況，結(jié)合我公司實(shí)際，造球采用40%石分精礦配加60%博凱粉、50%石分精礦配加50%博凱粉、60%石分精礦配加40博凱粉；分別配加2%、2.5%和3%膨潤土進(jìn)行造球。博凱粉為85%的瓦斯精粉與15%的電除塵灰混合。造球試驗(yàn)步驟如下：①按試驗(yàn)方案稱取石分精粉和博凱粉，加入適量的膨潤土。②將配好的混合料置于混碾機(jī)中混勻5分鐘。③圓盤造球機(jī)設(shè)置圓盤的傾角為45°，轉(zhuǎn)速為33轉(zhuǎn)/分鐘，造球機(jī)規(guī)格為Ф600×120mm，生球的粒度控制在10-15mm。④生球性能指標(biāo)有：生球水分、抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度和爆裂溫度。

表2 球團(tuán)礦焙燒制度

（2）單燒試驗(yàn)。球團(tuán)焙燒設(shè)備示意圖見圖1。

圖1 焙燒設(shè)備流程圖

實(shí)驗(yàn)步驟只需要兩步即可完成。首先，對球團(tuán)進(jìn)行干燥、預(yù)熱，其次，進(jìn)行焙燒實(shí)驗(yàn)。在第一步實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，記錄下球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度值和FeO、S含量值，第二步進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是一套完整的焙燒流程。

（3）全過程試驗(yàn)。根據(jù)上文所得的預(yù)熱試驗(yàn)結(jié)果，制定相應(yīng)的預(yù)熱試驗(yàn)之參數(shù)，接下來就可以進(jìn)行焙燒試驗(yàn)。全流程的焙燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完畢后，取出得到的球團(tuán)成品試樣，按照前文所述相關(guān)方法測試該球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度值。

（4）工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐。經(jīng)過前期試驗(yàn)，初步商定討論采用以下球團(tuán)礦焙燒制度，使得抗壓強(qiáng)度達(dá)到2000N/個(gè)球左右。經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐得到的球團(tuán)礦，質(zhì)量比較穩(wěn)定，見表3。

表3 球團(tuán)礦質(zhì)量情況

5 結(jié)論

本文主要研究了石分精粉、由高爐瓦斯灰選出的瓦斯精粉以及電除塵灰等物料的特性，試驗(yàn)研究分析了不同配比下的造球、生球質(zhì)量、預(yù)熱、焙燒以及成品球團(tuán)礦的性能。通過大量研究，在工業(yè)生產(chǎn)中認(rèn)真分析總結(jié)，得到了以下結(jié)論：①無論瓦斯精粉是否細(xì)磨，博凱礦配比不應(yīng)超過40%。一般情況下，磁鐵礦球團(tuán)預(yù)熱需要10-15min，采用60%石分精粉配加40%博凱礦，預(yù)熱時(shí)間需要延長到30min。②采用60%石分精粉配加40%博凱礦生產(chǎn)球團(tuán)礦，焙燒溫度不易過高，1150℃左右較為適宜，并且需要較強(qiáng)的氧化氣氛。