一種高MgO型燒結礦的複合熔劑及製備方法、及其應用的製作方法

2023-04-25 18:36:46

一種高MgO型燒結礦的複合熔劑及製備方法、及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高MgO型燒結礦的複合熔劑及製備方法、及其應用，屬於鐵礦粉燒結領域，所述複合熔劑由MgO源和水溶性添加劑組成，所述水溶性添加劑為氧化硼、氯化鈣、草酸鐵、硝酸鐵、草酸鐵銨中的一種或幾種的組合物；其製備方法為，首先將水溶性添加劑溶於水中，然後倒入MgO源物質，使MgO源顆粒表面均勻附著添加劑，將其放於烘箱內95℃以下烘乾，得到高MgO型燒結礦的複合熔劑。燒結時，這種複合熔劑與鐵礦粉、石灰熔劑一起混合，作為MgO質熔劑，可以增加燒結礦中MgO含量到4%；同時，利用添加劑自身熔點低，提高了燒結礦化速率，以獲得合理的礦物組成和礦相結構，從而提高燒結礦強度和高溫冶金性能，並且成品率和轉鼓指數明顯提高。
【專利說明】一種高MgO型燒結礦的複合熔劑及製備方法、及其應用
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於鐵礦粉燒結領域，尤其涉及一種高MgO型燒結礦的複合熔劑及製備方法、及其應用。
[0003]
技術背景
[0004]隨著鋼鐵產量逐年增加，優質鐵礦資源趨於匱乏，高鋁鐵礦資源的開發受到人們的關注。同時，高爐上增加高鋁鐵礦的用量，獲得了較好的經濟效益，促進了高鋁鐵礦資源的開發與利用。但是，燒結礦中鋁含量增高，高爐爐渣內Al2O3增多，爐渣黏度增加，脫硫能力下降，導致高爐操作困難，制約了高鋁鐵礦的使用。目前，解決這個問題辦法，是增加MgO的入爐量，改善高爐爐渣的高溫物理化學性能。
[0005]從強化高爐冶煉和降低煉鐵成本上，把MgO加入燒結礦和球團礦，可以說是一個不錯的選擇。但是，球團礦內增加MgO，阻止了固結過程中鐵礦物的結晶、長大，導致球團礦的高溫強度降低；燒結礦內增加MgO，它與Fe203、Al203、Si02等容易形成高熔點的鎂鹽，導致液相量減少，抑制了鐵酸鈣生成，轉鼓指數明顯下降。因此，在燒結或球團生產中提出配加MgO溶劑技術，是增加聞招鐵礦石在聞爐上使用的關鍵因素之一。
[0006]鐵礦粉燒結中，前人提出一些與配加高MgO有關的添加劑，如硼鎂複合添加劑及其製取方法(CN98113815.2)、富鎂粉強化燒結添加劑(CN200710157778.3)、燒結球團添加劑及其製備方法和應用(CN200810177559.6)和高效節能燒結添加劑(CN200810031969.x)等，主要以固體形態加入，用來促進混合料制粒、燃料燃燒和改善爐渣粘度，對提高燒結礦質量起到一定作用。但是，由於添加劑加入量較少，固相難以混勻，降低了它的作用；另外，對解決MgO導致液相量減少的問題針對性不強，其效用也受到限制；並且高含量氧化鎂導致燒結礦強度變差的問題一直沒有得到很好的解決。
[0007]

【發明內容】

[0008]本發明要解決的技術問題是，現有技術中高MgO燒結礦強度差的問題，本發明公開了一種複合熔劑，通過促進鐵酸鈣液相生成和MgO在其中的溶解，從而提高燒結礦化速率，獲得合理的礦物組成和礦相結構，從而提高強度。
[0009]為實現上述目的本發明採用的技術方案如下。
[0010]一種高MgO型燒結礦的複合熔劑，所述複合熔劑由MgO源和水溶性添加劑組成，所述水溶性添加劑為氧化硼、氯化鈣、草酸鐵、硝酸鐵、草酸鐵銨中的一種或幾種的組合物。
[0011]本發明所述複合熔劑的優選方案為，所述MgO源為氧化鎂、菱鎂礦中的一種或兩者按照10(T60:5(T40的質量比混合。[0012]本發明所述複合熔劑的優選方案為，所述MgO源與水溶性添加劑的質量比為100~10:2~I。
[0013]本發明所述複合熔劑的優選方案為，所述水溶性添加劑為組合物其中各組分的質量百分數分別為，氧化硼為0-40%、氯化鈣為30-100%、草酸鐵或硝酸鐵或草酸鐵銨為0-50%o
[0014]本發明所述複合熔劑的優選方案為，所述水溶性熔劑組合物的質量比為，氧化硼:氯化鈣:硝酸鐵為1:1:1的混合物。
[0015]本發明還涉及一種複合熔劑的製備方法，按照水溶性添加劑與MgO源的質量比為100^10:2^1的比例稱取原料，首先將水溶性添加劑溶於水中，然後倒入MgO源物質，使MgO源顆粒表面均勻附著添加劑，將其放於烘箱內95°C以下烘乾，得到高MgO型燒結礦的複合熔劑。
[0016]所述製備方法的優選方案為，所述水溶性添加劑為質量比，氧化硼:氯化鈣:硝酸鐵為1:1:1的混合物。
[0017]本發明還涉及此複合熔劑的應用，所述複合熔劑可用作MgO質熔劑。
[0018]所述複合熔劑應用的優選方案為，熔煉時添加此複合熔劑，得到的燒結礦中MgO的質量份數為2.5~4%。[0019]上述製備方法，使MgO源顆粒表面均勻附著水溶性添加劑，燒結時，這種複合熔劑與鐵礦粉、石灰熔劑一起混合，作為MgO質熔劑，可以增加燒結礦中MgO含量到4% ;同時，利用添加劑自身熔點低，促進燒結過程中MgO周圍鐵酸鈣液相生成和MgO在其內溶解，提高燒結礦化速率，以獲得合理的礦物組成和礦相結構，來提高燒結礦強度和高溫冶金性能，並且成品率和轉鼓指數明顯提高。
[0020]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為基礎例、實施例1和實施例2燒結試樣的X射線衍射曲線；
圖2為基礎例、實施例3和實施例4燒結試樣的X射線衍射曲線；
圖3為基礎例、實施例5和實施例6燒結試樣的X射線衍射曲線；
圖4為實施例7、實施例8和實施例9燒結礦的X射線衍射曲線。
【具體實施方式】
[0022]強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，選擇相應的水溶性添加劑及相應的比例將其混合，將其溶解於水中並混合製成水溶液；選擇相應的MgO源，按照水溶性添加劑與MgO源的質量比為10(Tl0:2~l混合，使其附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內95°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0023]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算。其中，空氣氣氛下壓塊燒結實驗中混合料僅為複合熔劑、鐵礦粉和生石灰，而燒結杯試驗混合料中額外加入20%返礦和3.15%焦粉。
[0024]壓塊燒結實驗，是把混合料混勻後取2g裝入$ 15mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，放入電阻爐內以20°C /min的升溫速率，從500°C升至1250°C進行燒結。達到溫度後,取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線。
[0025]燒結杯燒結試驗，採用300mmX600mm燒結杯，鋪底料取3kg,裝入混合料約40kg，經混勻、制粒、布料後，抽風、點火進行燒結，試驗相關工藝參數如表2所示。燒結後，經破碎和落下試驗，考察燒結礦成品率、垂直燒結速率、利用係數和轉鼓指數，以及燒結礦的X-射線衍射曲線。
[0026]基礎例的工藝條件與實施例1相同，只是燒結中沒有加入複合熔劑，以MgO作為MgO源加入鐵礦粉、生石灰中進行燒結。
[0027]實施例1
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為B203，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(1%0)，1%0與8203的質量比為100:2混合，使B203附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行95°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0028]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖1所示。
[0029]實施例2
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為B203，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(MgO)，MgO與B203的質量比為10:1混合，使B203附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行95°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0030]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖1所示。
[0031]實施例3 強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為CaC12，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為菱鎂礦(MgC03)，MgC03與CaCl2的質量比為50:2混合，使CaCl2附著在MgC03物質表面，將其放於烘箱內進行90 0C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0032]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和3%Mg0計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖2所示。
[0033]實施例4
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為CaC12，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為菱鎂礦(MgC03)，MgC03與CaC12的質量比為10:1混合，使CaC12附著在MgC03物質表面，將其放於烘箱內進行90 0C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。[0034]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和3%Mg0計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖2所示。
[0035]實施例5
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為質量分數分別為l/3CaC12+l/3B203+l/3Fe (N03) 3，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(MgO)與菱鎂礦(MgC03)質量比為60:40的混合物，MgO源與水溶性添加劑的質量比為100:2混合，使水溶性添加劑附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行85°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0036]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和3%Mg0計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖3所示。
[0037]實施例6
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為質量分數分別為l/2CaC12+l/4B203+l/4草酸鐵，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(MgO)與菱鎂礦(MgC03)質量比為2:1的混合物，MgO源與水溶性添加劑的質量比為10:1混合，使水溶性添加劑附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行85°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。 [0038]把複合熔劑與鐵礦粉、生石灰混合，混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和3%Mg0計算。在空氣氣氛下壓塊燒結，把混合料混勻後取2g裝入(M5mm的壓模內，以5MPa的壓力壓製成圓餅，500°C時入爐，以20°C /min的速度升溫至1250°C進行燒結，達到溫度後，取出試樣在空氣中冷卻。測試其燒結試樣的X-射線衍射曲線，如圖3所示。
[0039]實施例7
不添加加強化高MgO型燒結礦生產複合熔劑，選擇「85粉」作為MgO源，
混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算與鐵礦粉、生石灰混合，並加入上述混合料總質量的20%返礦和3.15%焦粉。
[0040]燒結杯燒結試驗，採用300mmX600mm燒結杯，鋪底料取3kg,裝入混合料約40kg，經混勻、制粒、布料後，抽風、點火進行燒結，燒結相關工藝參數如下表所示。燒結後，經破碎和落下試驗，考察燒結礦成品率、垂直燒結速率、利用係數和轉鼓指數，以及燒結礦的X-射線衍射曲線，曲線見圖4。
[0041]燒結試驗相關工藝參數
試驗工藝 I相關參數I試驗工藝I相關
點火負壓_6kPa 點火時間 2m in
最大抽風負壓|l2kPa I冷卻方式I機上冷卻
實施例8
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為CaC12，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(Mg0)，Mg0與CaC12的質量比為100:2混合，使CaC12附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行95°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0042]將上述複合熔劑，與混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算與鐵礦粉、生石灰混合,並加入上述混合料總質量的20%返礦和3.15%焦粉，混合後進行燒結。
[0043]燒結杯燒結試驗，採用300mmX600mm燒結杯，鋪底料取3kg,裝入混合料約40kg，經混勻、制粒、布料後，抽風、點火進行燒結，燒結相關工藝參數同實施例7。燒結後，經破碎和落下試驗，考察燒結礦成品率、垂直燒結速率、利用係數和轉鼓指數，以及燒結礦的X-射線衍射曲線，曲線見圖4。
[0044]實施例9
強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑製備方法，水溶性添加劑為質量比l/3CaC12+l/3B203+l/3Fe(N03)3，將其溶解於水中製成水溶液；MgO源為氧化鎂(MgO)，MgO與水溶性添加劑的質量比為100:2混合，使水溶性添加劑附著在MgO源物質表面，將其放於烘箱內進行95°C烘乾，得到強化高MgO型燒結礦生產的複合熔劑。
[0045]將上述複合熔劑，與混合比例按燒結礦成分中鹼度2.0和4%MgO計算與鐵礦粉、生石灰混合,並加入上述混合料總質量的20%返礦和3.15%焦粉，混合後進行燒結。
[0046]燒結杯燒結試驗，採用300mmX600mm燒結杯，鋪底料取3kg,裝入混合料約40kg，經混勻、制粒、布料後，抽風、點火進行燒結，燒結相關工藝參數同實施例7。燒結後，經破碎和落下試驗，考察燒結礦成品率、垂直燒結速率、利用係數和轉鼓指數，以及燒結礦的X-射線衍射曲線，曲線見圖4。
[0047]表3燒結技術指標
【權利要求】
1.一種高MgO型燒結礦的複合熔劑，其特徵在於，所述複合熔劑由MgO源和水溶性添加劑組成，所述水溶性添加劑為氧化硼、氯化鈣、草酸鐵、硝酸鐵、草酸鐵銨中的一種或幾種的組合物。
2.根據權利要求1所述的一種複合熔劑，其特徵在於，所述MgO源為氧化鎂、菱鎂礦中的一種或兩者按照10(T60:5(T40的質量比混合。
3.根據權利要求1所述的一種複合熔劑，其特徵在於，所述MgO源與水溶性添加劑的質量比為100~10:2~I。
4.根據權利要求1所述的一種複合熔劑，其特徵在於，所述水溶性添加劑為組合物其中各組分的質量百分數分別為，氧化硼為0-40%、氯化鈣為30-100%、草酸鐵或硝酸鐵或草酸鐵銨為0-50%。
5.根據權利要求1所述的一種複合熔劑，其特徵在於，所述水溶性熔劑組合物的質量比為，氧化硼:氯化鈣:硝酸鐵為1:1:1的混合物。
6.如權利要求1所述複合熔劑的製備方法，其特徵在於，按照水溶性添加劑與MgO源的質量比為10(T10:2~1的比例稱取原料，首先將水溶性添加劑溶於水中，然後倒入MgO源物質，使MgO源顆粒表面均勻附著添加劑，將其放於烘箱內95°C以下烘乾，得到高MgO型燒結礦的複合熔劑。
7.根據權利要求6所述複合熔劑的製備方法，其特徵在於，所述水溶性添加劑為質量t匕，氧化硼:氯化鈣:硝酸鐵為1:1:1的混合物。
8.如權利要求1所述 複合熔劑的應用，其特徵在於，所述複合熔劑可用作MgO質熔劑。
9.根據權利要求8所述的複合熔劑的應用，其特徵在於，熔煉時添加此複合熔劑，得到的燒結礦中MgO的質量份數為2.5~4%。
【文檔編號】C22B1/16GK103667683SQ201310611864
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】郭興敏, 韓冬, 姚君豪 申請人:北京科技大學