含碳球团冷固结成型试验

实验2 球团矿的制备及性能测试一、球团矿的发展现状与趋势精料和合理的炉料结构一直是国内炼铁界努力探索的课题。

球团矿作为良好的高炉炉料，不仅具有品位高、强度好、易还原、粒度均匀等优点，而且酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配，可以构成高炉合理的炉料结构，使得高炉达到增产节焦、提高经济效益的目的，因而近年来国内炼铁球团矿产量和用量大幅增加，不仅中小型高炉普遍使用，大型高炉如马钢2500M3高炉、昆钢2000 M3高炉、宝钢、攀钢等也加大了球团矿的配料比例。

大力发展球团矿已成为有关权威机构、学术会议以及生产厂家关注的焦点和共识，国内目前已形成一股球团矿“热”。

1、球团矿具有规则的形状、均匀的粒度、高的强度（抗压和抗磨），能进一步改善高炉的透气性和炉内煤气的均匀分布;球团矿FeO含量低，有较好的还原性（充分焙烧后，有发达的微孔）更有利于高炉内还原反应的进行。

因此，球团矿在我国高炉操作者的心目中称之为“顺气丸”，其冶金性能好，非其它熟料所能比。

2、国内大量的理论研究和生产实践表明，高碱度烧结矿与酸性炉料搭配有一个合适的配比。

大型高炉采用75% ~70%碱度为1.85左右的烧结矿与25% ~ 30%的酸性球团矿是合理的炉料结构。

当酸性球团配入比例为25% ~ 30%时，其在炉内软熔区间的最大压差值最小，也就是按此比例搭配效果最佳。

3、在上述合适的范围内，在高炉正常运行情况下，球团矿入炉配比的高低是由其质量≤3.0%; S≤决定的。

高质量的球团矿应具有的指标为：TFe≥65%; FeO≤1.0%; SiO20.04%; 球团矿粒度8—16mm占95%以上；转鼓指数（ISO）≥96%，抗压强度≥2500N/个球。

目前，我国冶金企业生产的球团矿，特别是竖炉球团矿与高质量球团矿及进口球团矿相比，普遍存在着相当的差距。

纵观国内外先进高炉炼铁经验，在原料供应可能的情况下，合理的炉料结构发展趋势是：a）高炉少吃或不吃生料；b）增加高炉球团矿的用量；c）减少烧结矿的用量（即提高烧结矿的品位，应当相应提高烧结矿的碱度，否则烧结矿的强度、冶金性能将会有较大的下降。

GY铁矿粉球团粘结剂说明书
铁矿粉球团是近几年推出的一种新型炉料，因其生产使用过程具有环保节能的特性，广泛应用于钢铁、铁合金企业代替块矿用于冶炼。

冶金球团的制备是冶金工艺的重要组成部分，它不仅能够改善物料的冶金物理化学性质，还是实现工业固体废弃物资源化利用与循环经济的重要途径。

因此，球团技术是实现节能、环保与利用废弃资源的重要途径。

一、球团粘结剂性能特点
该粘结剂由高分子材料及多种化工原料聚合反应复配而成；产品经河南省分析测试中心检测，产品符合标准要求，经过钢铁企业技术中心鉴定，球团产品达到入炉应用要求。

该粘结剂适用于冶金行业各种矿粉原料及的成型造块，同时适用于含铁尘泥废料的成型造粒；所制备的冷压球团也广泛用作高炉、直接还原炉、化铁炉、矿热炉等炉料。

该项目已通过经河南省科技厅鉴定。

国内多家钢铁企业、铁合金企业、冶金辅料加工企业应用。

二、粘结剂特点
1、使用方便：按比例将原料、粘结剂、固化水混合搅拌即可成型；一吨粘结剂可加工球团50吨（矿粉配加除尘灰、氧化铁皮粘结剂添加量为2-5%）；
2、性能优异：成型率高达98%，湿球2米高下落不散，球团强度1000N/球以上；钢渣磁选粉、除尘灰、铁鳞生产的冷固球团完全可作小高炉炉料使用。

3、使用矿粉球团冶炼，炉料透气好，避免喷炉现象发生。

配加焦粉生产含碳矿粉球团节约焦炭15%、节电、降低粉尘，品位不下降。

三、储运
本产品无毒无害,长期存放不变质,系非易燃易爆危险品。

应注意防潮湿。

四、其它说明
开封市工程技术研究中心配有压球机、造粒机，圆柱成型、制棒机、检测化验等设备和10余粘结剂，可供客户携各种粉料前来试验加工各种球团或块。

赤铁矿的化学成分为Fe2O3，晶体属三方晶系的氧化物矿物。

西文名称来源于希腊文“血”的意思，意指这种矿物常常是红色的。

它是一种铁的氧化物，是铁的主要矿石矿物。

虽然，其他的金属逐渐地代替铁的地位，但是铁仍旧是最重要的金属。

因此，赤铁矿是经济上最重要的矿物之一。

只有为数不多的地方，赤铁矿有完美的金属闪光菱面体晶体。

可是更多的情况下，晶体常常是偏平的，更有甚者形成薄板状，有些样品板状成簇组成玫瑰花状，叫铁玫瑰。

有时呈鳞片状集合体，称之为镜铁矿。

所有这些结晶很好的赤铁矿变种都是黑色的，但条痕，即矿物粉末的颜色都是红色的，所谓肾状铁矿就是这种红色，肾状铁矿是一些放射状的集合体，有肾状的表面。

红色是绝大多数没有结晶形态的土状赤铁矿的颜色。

赭石就是这种红色的土状赤铁矿，它一度是作为颜料的。

赤铁矿是广泛地分布在各种岩石当中的副矿物，它以细分散粒状出现在许多火成岩中，在特殊的情况下，在区域变质岩中形成巨大的块体。

在红色砂岩中，赤铁矿是石英颗粒的胶结物，并且将岩石染上颜色。

若要在经济上值得开采，就必须含有几千万吨赤铁矿，这种储量是大量规模的沉积作用造成的，在前寒武系地层中有很多这种铁矿，它们通常含硅的杂质。

富铁矿，含铁量至少在50％，它是由于雨水将二氧化硅淋去而富集成的。

这些富矿是世界上铁的来源，但是，它的储量正在日益减少。

为了弥补这种不足，矿业公司正在将注意力转向原始的含铁建造，即所谓含铁石英岩。

这种岩石仅仅含25—30％的铁，但是它有非常巨大的储量。

用机械的办法，可以使低品位的铁矿石的铁矿物富集。

这样，含铁石英岩将是持久的铁矿资源。

赤铁矿就是氧化铁，它又重又硬。

赤铁矿含铁量高达70%并且可以大量产出，因而是最重要的铁矿石。

赤铁矿的名字缘于它发出的暗红色。

赤铁矿有几种形态，人们根据它们的不同形态，又给它们起了不同的名字。

如亮闪闪钢灰色晶体叫镜铁矿，鳞片状的叫云母赤铁矿，松软土状的叫赭石，很多球状聚在一起的叫肾铁矿，纤维状的叫笔铁矿等等。

⼈造块矿（烧结矿、球团矿）⽣产指标第⼀节⼈造块矿⽣产概述⼈造块矿⼯业的产⽣和发展，完全是由铁矿⽯资源条件所促成的。

随着钢铁⼯业的发展，矿⽯的需要量不断增长，天然富矿⽇益减少，不得不对贫矿和多种元素共⽣复合矿进⾏开采，为炼，由此产⽣了造块⼯业。

经过⼈⼯造块并可⽤于冶炼的矿料称为⼈造块矿，也称⼈造富矿或熟料。

了满⾜品位的要求，对这些铁矿⽯需经破碎、选矿处理，以获得⼀定品位的细精矿粉。

选出的精粉品位越⾼，粒度磨得越细，单体分离的程度也就越好。

另外，富矿开采、破碎过程中也会产⽣⼤量的粉料，粒度过细的矿粉必须经过⼈⼯造块，达到⼀定粒度后才能进⾏⾼炉冶随着⾼炉向⼤型化发展，对⼊炉原料的要求越来越⾼，⽆论是化学成分、冶⾦性能，还是粒度组成，都需要进⼀步改进。

各钢铁⼯业发达国家都在认真进⾏炼铁的原料准备，提供优质⼈造块矿，以保证⾼炉）顺⾏，降低焦⽐，提⾼利⽤系数。

⼈造块矿在造块过程中，除了能改变矿料的粒度组成、机械强度之外，还可以去除⼀部分对冶炼有害的元素，提⾼矿料质量，改善矿相结构和冶⾦性能，因⽽使⽤⼈造块矿有利于强化⾼炉冶炼，获得良好的⽣产指标。

⼤⼯业⽣产易产⽣许多副产品和废弃物，如⾼炉炉尘、轧钢⽪、铁屑、硫酸渣、钢渣、炼钢除尘灰及破碎后的其它含铁粉料等，这些东西都是弃之可惜、⽤之费⼒。

把它们利⽤起来，可以降低成本，扩⼤炼铁资源，并收到变害为利、变废为宝的效果。

另外，造块的燃料可以⽤⽆烟煤和焦末，节约冶⾦焦，合理利⽤能源。

因此，国内外钢铁⼯业都很重视⼈造块矿的⽣产。

⼈造块矿的⽣产⽅法较多，可分为烧结法、球团法、⽅团矿、铁焦等等。

⽬前世界上应⽤最⼴泛的是烧结法和球团法。

⼀、烧结法烧结法是将矿粉（包括富矿粉、精矿粉以及其它含铁细粒状物料）、熔剂（⽯灰⽯、⽩云⽯、⽣⽯灰等粉料）、燃料（焦粉、煤粉）按⼀定⽐例配合后，经混匀、造粒、加温（预热）、布料、点⽕，借助炉料氧化（主要是燃料燃烧）产⽣的⾼温，使烧结料⽔分蒸发并发⽣⼀系列化学反应，产⽣部分液相粘结，冷却后成块，经合理破碎和筛分后，最终得到的块矿就是烧结矿。

无罐还原海绵铁生产线工艺简介两焰隧道窑无罐快速还原炉海绵铁生产线金属化球团海绵铁是由含铁矿粉和固体还原剂（煤粉和焦粉等）与适当的粘结剂充分混合后，经造球机造球或压块机压制而成的一种含碳含铁的球团或含碳含铁的冷压块，经还原炉还原成海绵铁，简称金属化球团海绵铁，经破碎磁选达到高品位的还原铁，含碳球团已在直接还原工艺中成功应用。

（1）含碳球团在使用时不需团结和冷故结，用含碳球团技术可以回收处理钢铁企业中的废料，无论从经济上还是从环保观点来看，都具有重要意义。

（2）可以实现在1200—1350℃下的快速还原。

（3）还原过程中产生的气体从球团内排出，能够抑制气相中氧化性气氛对球团的氧化作用，使含碳球团在在氧化性气氛中能够还原，这为在还原反应器内用高温烟气或直接燃烧还原过程中产生的可燃气体提供还原秏热创造了条件。

二；快速还原炉简介现在国内生产海绵铁隧道窑比较多，都是用还原罐做反应器来生产，由于隧道窑用还原罐生产海绵铁，成本高、产量小、能耗高、劳动强度大、利润小、年平均生产下来甚至亏本，导致国内很多海绵铁厂不能生产。

为了降低成本、提高产量、降低能耗、实现自动化生产、减少工人劳动强度、本公司研发新的生产海绵铁的工艺。

（1）铁矿粉混合压块明焰车底式隧道窑生产线海绵铁。

明焰车底式隧道窑投资少、生产率高、还原快、能耗低、自动化程度高、用人少、劳动强度低、工作环境好、环保无污染。

（2）铁矿粉混合压块隔焰车底式隧道窑生产线海绵铁。

1、利用简单有效的方法，完全回收充分利用了还原铁副产的煤气及煤中挥发份。

项目综合能耗比其他各种方法都低的多。

是目前唯一能完全回收利用还原副产煤气的非高炉炼铁法；2、利用简单有效的方法，利用了煤中挥发份的化学能，将挥发份裂解后作气基还原剂，既节能又环保。

是目前国际国内唯一的煤、气基双联还原法；3、本法机械化、自动化程度很高，劳动强度很低，作业环境很好。

但投资率很低，吨铁投资低于300元/T（在国内技术隧道窑罐装法只产出海绵铁，吨海绵铁投资500元/T以上；铁矿粉压块生产工艺流程图三.主要工段设备功能简述3.1 隧道车底式快速还原炉还原生产工艺由以下工段组成：1，原料制备及配料系统．2，混料系统.3，压块系统．4，烘干系统．5，隧道式还原炉快速还原系统.6，卸料系统．7，破碎系统8，磁选系统.9，压块工段3.2. 金属化球团海绵铁的配料金属化球团的配料包括四个部分：铁矿粉（铁矿石）、煤粉、脱硫剂和粘结剂。

1.钢铁厂高锌含铁二次原料除锌的传统工艺传统的高锌含铁尘泥处理工艺有物理法、湿法和火法3种。

物理法处理工艺主要有2 种: 磁性分离和机械分离。

机械分离按分离状态又可分为湿式分离和干式分离。

湿法处理工艺主要有酸浸、碱浸以及氨与CO联合浸出等方法。

火法处理工艺目前主要有回转窑工艺、环形炉工艺、循环流化床工艺和冷固结球团法等。

1.1 物理法物理法处理工艺的原理是利用锌富集粒度较小和磁性较弱粒子的特性, 采用离心或磁选的方式富集锌元素。

机械分离工艺操作简单，处理后的粗粉可直接用于炼铁，但该法的操作费用较高，富锌产品的锌含量过低，价值较小磁性分离方法用于处理高炉粉尘时, 要增加浮选除碳工艺, 以提高磁性分离的效率。

磁性分离工艺具有简单、易行的优点, 但主要缺点是锌的富集率较低。

一般, 物理法只作为湿法或火法工艺的预处理工艺。

1.2 湿法湿法处理工艺的原理就是利用氧化锌是一种两性氧化物, 不溶于水或乙醇, 但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中采用不同的浸取液, 将锌从混合物中分离出来。

1.2.1 酸浸酸浸包括强酸浸出（硫酸浸出、盐酸浸出）和弱酸浸出。

在常温常压下，中、高锌含铁尘泥中锌的化合物（主要是氧化锌和铁酸锌）在酸液中被浸出。

高温强酸浸出可使锌的浸出率达到最大，但是大量的铁也被引入了溶液，使得后序工艺中除铁负担加重，既增加了能耗，又降低了生产率，同时尘泥中的杂质也被浸出，在电解过程中与锌同时析出，降低了锌产品的纯度。

弱酸浸出是使浸出后的溶液通过改善外部条件使氧化锌的溶解度降低，使其结晶析出，因此可得到较高品位的氧化锌。

弱酸浸出虽然避开了电解工艺，降低了能耗，但锌的浸出率较强酸低。

1.2.2 碱浸碱浸也分为强碱浸出和弱碱浸出。

与酸浸相比，碱浸对设备的腐蚀较轻，浸出的选择性较好。

弱碱浸出时，常压下锌的浸出速率较快，且浸出剂再生容易，可得到纯浸出液，最终得到的氧化锌品位较高。

1.2.3 培烧+碱浸由于尘泥中存在部分铁酸锌，铁酸锌在矿物上属于尖晶石型晶格，它的晶格结构比氧化锌坚固的多，在强酸和强碱中均较难被溶解，因而它的存在是湿法处理工艺中锌浸出率降低的主要原因。

烧结生产工艺：烧结工艺对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。

生产工艺流程有原料的接受，兑灰，拌合，筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分，配料，混料，点火，抽风烧结，抽风冷却，破碎筛分，除尘等环节组成。

烧结生产工艺的过程就是将准备好的矿粉、燃料和溶剂，按一定的比例配料，然后再配入一部分烧结机尾筛分的返矿，送到混合机混匀和造球。

混好的料由布料器铺到烧结机台车上点火烧结，烧成的烧结矿经破碎机破碎筛分后，筛上成品烧结矿送往高炉，筛下物为返矿，返矿配入混合料重新烧结，烧结过程产生的废气经除尘器除尘后，由风机抽入烟囱，排入大气。

烧结工艺中主要设备：烧结机、混合机、单辊破、四辊破等。

球团生产工艺：由于天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用；而铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高；过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量；细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。

综上所述原因，球团生产工艺在进入21世纪后得到全面发展与推广。

球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。

它是将精矿粉、熔剂（有时还有粘结剂和燃料）的混合物，在造球机中滚成直径8~15mm（用于炼钢则要大些）的生球，然后干燥、焙烧，固结成型，成为具有良好冶金性质的优良含铁原料，供给钢铁冶炼需要。

球团法生产的主要工序包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。

目前主要的几种球团焙烧方法：竖炉焙烧球团、带式焙烧机焙烧球团、链箅机一回转窑焙烧球团。

球团工艺中主要设备：竖炉、链箅机一回转窑、烘干机、润磨机、成球盘、带冷、环冷机等。

球团与烧结工艺区别：球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。

球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。