一种烧结脱除碱金属的方法

摘要

本发明公开了一种烧结脱除碱金属的方法，通过在烧结原料中添加CaCl2粉，在烧结过程中CaCl2粉与烧结原料中以硅酸盐形式存在的碱金属进行反应，反应生成较为稳定的NaCl、KCL，由于烧结过程中炉内为负压状态，NaCl、KCL的沸点降低，使得NaCl、KCL在燃烧层蒸发，并排到反应区外；同时在冷却后的烧结矿上喷洒CaCl2溶液，提高了烧结矿的低温还原强度；采用上述方法有效的脱除了金属矿中所含碱金属，降低了冶炼过程中的碱金属负荷，延长了高炉使用寿命，减少了碱金属危害，有利于高炉冶炼。

权利要求

1.一种烧结脱除碱金属的方法，其特征在于包括如下工序：

A、将原料按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30~60%、精矿：40~70%、CaCl2粉：

1.11~2.5%、白云石：8~12%、石灰石：1.5~6.5%、生石灰：3~5%、燃料：5~6.5%，以上各组分质量百分数之和等于100%，燃料为煤粉或为焦粉；

B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为4~10%；

C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为

600~700mm，并在1100~1300℃点火温度条件下，点火烧结，烧结过程中炉内为负压状态，获得烧结矿；

D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷

0.5~0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

2.根据权利要求1所述的烧结脱除碱金属的方法，其特征在于：在所述步骤B中，将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为

6~8%。

3.根据权利要求1所述的烧结脱除碱金属的方法，其特征在于：在所述步骤A中，按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30~60%、精矿：40~70%、CaCl2粉：1.67%、白云石：8~12%、石灰石：1.5~6.5%、生石灰：3~5%、燃料：5~6.5%，以上各组分质量百分数之和等于100%。

4.根据权利要求1所述的烧结脱除碱金属的方法，其特征在于：在所述步骤A中，按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30~60%、精矿：40~70%、CaCl2粉：2.22%、白云石：8~12%、石灰石：1.5~6.5%、生石灰：3~5%、燃料：5~6.5%，以上各组分质量百分数之和等于100%。

5.根据权利要求1所述的烧结脱除碱金属的方法，其特征在于：在所述步骤C中，采用常规烧结工艺对混合料颗粒料层进行烧结。

说明书

一种烧结脱除碱金属的方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种在烧结过程中脱除金属矿中所含碱金属，有效降低冶炼过程中的碱金属负荷的方法。

背景技术

[0002] 碱金属是指在元素周期表中的第1族元素，包括：锂、钠、钾、铷、铯、钫，虽然氢在名义上属于第1族，但其显现的化学性质和碱金属相差甚远，因此通常不被认为是碱金属。碱金属的化学性质显示出十分明显的同系行为，是体现元素周期性的最好例子。碱金属有很多相似的性质：它们都是银白色的金属，密度小，熔点和沸点都比较低，标准状况下有很高的反应活性。

[0003] 黑色冶金行业中所涉及的碱金属通常指钾、钠。碱金属对高炉冶炼的危害很大，在高炉内将侵蚀焦炭，恶化料柱透气性，循环富集引起结瘤及损坏炉墙，以及对炉底碳砖侵蚀成通道，铅锌沉积导致炉底上涨，减短炉寿等。

[0004] 我国铁矿品质特点为:“贫、细、杂、散”，致使整体利用水平较低，国内铁矿石供给量远不能满足我国钢铁工业的发展，因此需要从国外进口成品铁矿石，但进口的铁矿石近年来价格一路飙升。铁矿资源的日益紧张必将成为制约我国钢铁工业发展的瓶颈。再者，世界范围内磁铁矿、赤铁矿储量日趋减少，使用高碱金属含量的铁矿石冶炼可以进一步拓宽矿石使用范围，降低钢铁生产成本，故探索一种烧结脱除碱金属的方法具有重大的现实意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种在烧结过程中脱除金属矿中所含碱金属，有效降低冶炼过程中的碱金属负荷的烧结脱除碱金属的方法。

[0006] 本发明的目的是这样实现的，

[0007] A、将原料按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30～60%、精矿：40～70%、CaCl2 粉 ：0.5～2.5%、白云石：8～12%、石灰石 ：1.5～6.5%、生石灰 ：3～5%、燃料：5～6.5%；

[0008] B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为4～10%；

[0009] C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为600～700mm，并在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，获得烧结矿；

[0010] D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

[0011] 本发明通过在烧结原料中添加CaCl2 粉，在烧结过程中CaCl2 粉与烧结原料中以硅酸盐形式存在的碱金属进行反应，反应生成较为稳定的NaCl、KCL，由于烧结过程中炉内为负压状态，NaCl、KCL的沸点降低，使得NaCl、KCL在燃烧层蒸发，并排到反应区外；同时在冷却后的烧结矿上喷洒CaCl2溶液，提高了烧结矿的低温还原强度；采用上述方法有效的脱除了金属矿中所含碱金属，且降低了冶炼过程中的碱金属负荷，延长了高炉使用寿命，减少了碱金属危害，有利于高炉冶炼。

具体实施方式

[0012] 下面对本发明作进一步详细说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所作的任何变换，均落入本发明保护范围。

[0013] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到，即属于现有技术。

[0014] 本发明包括如下工序：

[0015] A、将原料按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30～60%、精矿：40～70%、CaCl2 粉 ：0.5～2.5%、白云石：8～12%、石灰石 ：1.5～6.5%、生石灰 ：3～5%、燃料：5～6.5%；

[0016] B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为4～10%；

[0017] C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为600～700mm，并在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，获得烧结矿；

[0018] D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

[0019] 进一步的，在所述步骤B中，将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为6～8%。

[0020] 在所述步骤C中，采用常规烧结工艺对混合料颗粒料层进行烧结。

[0021] 所述步骤A中的燃料为煤粉或为焦粉。

[0022] 实施例1

[0023] A、按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30～60%、精矿：40～70%、CaCl2 粉 ：1.11%、白云石：8～12%、石灰石 ：1.5～6.5%、生石灰 ：3～5%、燃料：5～6.5%；

[0024] B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为6～8%；

[0025] C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为600～700mm，并在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，获得烧结矿；

[0026] D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

[0027] 实施例2

[0028] A、按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30～60%、精矿：40～70%、CaCl2 粉 ：1.67%、白云石：8～12%、石灰石 ：1.5～6.5%、生石灰 ：3～5%、燃料：5～6.5%；

[0029] B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为6～8%；

[0030] C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为600～700mm，并在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，获得烧结矿；

[0031] D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

[0032] 实施例3

[0033] A、按下列质量百分比配比备料：铁粉矿：30～60%、精矿：40～70%、CaCl2 粉 ：2.22%、白云石：8～12%、石灰石 ：1.5～6.5%、生石灰 ：3～5%、燃料：5～6.5%；

[0034] B、将A步骤中配制好的原料送入混合搅拌机中，添加水进行搅拌制粒，控制混合料颗粒的水分为6～8%；

[0035] C、将B步骤中制得的混合料颗粒送入烧结机台车上，控制混合料颗粒的料层高度为600～700mm，并在1100～1300℃点火温度条件下，点火烧结，获得烧结矿；

[0036] D、将C步骤中所得的烧结矿进行常规破碎、筛分、冷却，然后按每吨烧结矿喷0.5～0.7kg的量，将浓度为0.015%的CaCl2溶液喷洒在烧结矿上。

[0037] 在上述所有实施例中，所述步骤C采用常规烧结工艺对混合料颗粒料层进行烧结；所述步骤A采用的燃料为煤粉或为焦粉。

[0038] 实验例说明

[0039] 烧结矿中的碱金属主要来自铁粉矿，其存在形式主要以硅酸盐形式存在：Na2SiO3、K2SiO3。烧结,就是是将含铁粉矿、精矿、石灰石、白云石、生石灰通过添加煤粉或焦粉进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程，此过程产品为烧结矿，能进一步使矿物富集和去除有害杂质以利于高炉炼铁。

[0040] 在烧结过程中,若添加含CaCl2 的粉末, 将发生以下反应：

[0041] CaCl2＋Na2SiO3→CaSiO3＋2NaCl

[0042] CaCl2＋K2SiO3→CaSiO3＋2KCl

[0043] 上述反应中生成的KCl、NaCl是较稳定的物质，KCl沸点为1420℃，NaCl沸点为1465℃。烧结过程是在负压状态下进行，负压将使物质沸点降低，因此烧结过程中燃烧带最高温度可达1400℃，由于负压，KCl、NaCl沸点降低,可在高温的燃烧层蒸发，一直排到反应区外，从而实现烧结脱除碱金属的目的。

[0044] 通过烧结杯实验，发现碱金属排出率与配加的CaCl2的量有关。加入CaCl2愈多，排碱率愈高，实验结果如下表所示：

[0045]

[0046] 经过初步测算，根据红河钢铁厂化验得出其冶炼所采用的铁矿石中Na2O、K2O的含