硼镁铁精矿粉球团工艺参数探索

0 引言

在炼铁工艺中，MgO的主要作用主要是调节高炉渣中的MgO/Al2O3，随着高炉常态操作中的Al2O3含量高于15%，甚至达到17%～18%，高炉渣稳定系数降低[1-3]。调节炉渣角度的最常用的办法即调节高炉渣中的MgO含量。MgO的加入方式主要有两种：1)来自烧结矿中的白云石、蛇纹石等；2)球团矿中加入镁。MgO在烧结工序中加入的好处在于，烧结矿转鼓强度，粒级和成品率都有提升；坏处在于，烧结也相温度随MgO增加而升高，白云石热解和高温矿化都需要大量的热量，焦粉增加，从而导致烧结部分区域过熔，粘结相增加，烧结过程透气性变差，垂直烧结速率降低，烧结利用系数降低，烧结矿的还原性变差。因此，在尽可能在不降低烧结质量的情况下，将MgO配加到球团矿中。

硼镁铁精矿是一种硼镁铁共生的复合矿，其中含有Fe2O3，Fe3O4，MgO及B2O3，具有很高的利用价值[4,5]。以硼镁铁精粉拟用于链箅机-回转窑的球团生产为背景，通过实验室造球参数、预热参数、焙烧参数的摸索，为球团生产提供必要的参数。

1 原料条件及基础特性

1.1 硼镁铁精粉

球团生产的首要环节是原料准备，对其有三个重要的要求：一定的粒度组成、适宜的水分和均匀的化学性质。化学成分是球团焙烧的基础，试验选择单一硼镁铁矿进行球团制备工艺的摸索，其成分如表1所示。

表1 硼镁铁精粉质量百分含量(质量分数)%名称TFeFeOCaOSiO2MgOAl2O3TiO2B2O3SP硼镁铁精粉

硼镁铁矿主要以磁铁矿为主，品位较低，TFe只有54.82%；自身高镁，不需要再额外加含MgO熔剂；B2O3含量5.38%，硼含量高；SiO2较低，含量为3.88%；硫含量在0.962%，非常高。此铁矿属于高镁高硼高硫低铁低硅铁矿。同时该铁矿含铁量波动<%，SiO2波动<0.2%。

矿粉的粒度组成在球团生产中有严格的要求，给料粒度成为球团生产的保证。粒度需要适中，若是粒度过粗，生球落下强度、抗压强度、爆裂温度等性能及球团转鼓指数都受到严重的影响；而粒度细，有利于造球，但是生球较为密实，球团干燥工序脱水困难，对爆裂指数影响较大。矿粉的比表面积是粒级的另一种表示形式，更好的反映了原料的成球性能。比表面积增大，生球的抗压强度、落下强度和焙烧球团抗压强度都增大。但有一个临界值，超过此临界值，比表面积增大对生球抗压强度不利。

表2 硼镁铁精粉粒级组成(质量分数)%名称>0.5mm0.5～～～0.1mm0.1～～0.045mm<0.045mm比表面积硼镁铁精粉

硼镁铁精粉的粒度组成如表2所示，其<0.074 mm达到92.12%，大于90%，比表面积2 140 cm2/g，其值有些大，会对造球有些影响。

硼镁铁精粉主要矿物成分有磁铁矿、硼铁矿、硼镁石、镁橄榄石，没有赤铁矿，见图1。

图1 硼镁铁精粉主要矿物成分

1.2 膨润土

在造球的过程中，需要加入膨润土改善铁精粉的成球性能，提高生球强度，最重要的提高爆裂温度。膨润土分钙基和钠基两种，对其相关成分和物理化学性能进行测试，测试结果如表3、表4，图2所示。

表3 膨润土化学成分(质量分数)%名称TFeCaOSiO2Al2O3MgOK2O+Na2O烧损<0.074mm膨润土

表4 膨润土物理化学性质名称膨胀倍数胶质价/%蒙脱石/%吸水率(2小时)/%比表面积/(cm·g-1)膨润土

图2 膨润土物相组成

2 球团焙烧工艺摸索试验

2.1 造球性能

含铁物料为100%硼镁铁矿，生球制备采用圆盘造球机，直径800 mm，转速18 r/min，倾角45°，将制备好的球团进行含水量，抗压强度，落下强度，爆裂温度试验，且在105 ℃下进行生球烘干，为球团预热-焙烧试验进行准备。球团焙烧试验采用箱式气氛炉摸索焙烧参数，再采用焙烧杯焙烧验证的办法。

首先对膨润土适用量的试验研究，实验采用纳基复合膨润土，选择的用量分别为0.8%，1.0%，1.5%，其造球性能结果如表5所示。

表5 硼镁铁精粉配加不同膨润土含量下的造球性能指数膨润土含量/%生球水分/%生球抗压强度/(N·P-1)生球落下强度/(次·(0.5m)-1)生球爆裂温度/℃>>>500

由于硼镁铁精矿粒度较细，比表面积大，所以其造球性能良好。在膨润土配加0.8%～1.5%范围内，生球抗压强度大于10 N/P、落下强度大于5次/0.5 m、爆裂温度大于500℃，可以满足球团矿生产规范进入链箅机-回转窑的要求。因此，考虑生产工艺特点，膨润土配加量选择为0.8%～1.0%。

2.2 预热参数确定

预热过程的主要作用是排出干燥过程未排净的少量水分、碳酸盐分解、脱硫及进行某些低温固相反应。本次预热研究根据球团的特点，选择900 ℃、950 ℃两个温度，时间选择10 min、20 min、30 min。试验结果如表6所示。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0730/561.html