高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理強(qiáng)化硫酸渣球團(tuán)對(duì)比研究

朱德慶，陳棟，潘建

(中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410083)

中國(guó)鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，對(duì)鐵礦石的需求日益增加，但是，對(duì)進(jìn)口礦依賴程度達(dá)到50%以上，導(dǎo)致近年來(lái)國(guó)際鐵礦石價(jià)格連年飆升，2008年國(guó)際鐵礦石價(jià)格為2003年的4.5倍左右，中國(guó)鋼鐵企業(yè)承受著巨大的原料成本壓力。如何利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的鐵礦石資源，已成為鋼鐵工業(yè)所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一。硫酸渣作為黃鐵礦經(jīng)高溫焙燒制酸后的副產(chǎn)物，其鐵品位(質(zhì)量分?jǐn)?shù))一般為30%～63%[1]，是一種廉價(jià)的煉鐵原料。高品位的硫酸渣(鐵品位大于60%)可以直接用于制備氧化球團(tuán)，低品位的硫酸渣需經(jīng)過(guò)選礦提高鐵品位后才能用于制備氧化球團(tuán)或燒結(jié)[1-5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)硫酸而排放的燒渣約為1 500萬(wàn) t。此外，全國(guó)各地均大量堆存著硫酸渣，僅云南就堆存了數(shù)千萬(wàn)噸[6]。我國(guó)用于水泥及其他工業(yè)作為輔助添加劑的硫酸渣低于其排放量的30%，大部分未利用，占用了大量土地，污染環(huán)境[7]；因此，綜合利用硫酸渣，不僅可以消除對(duì)環(huán)境的污染，而且可以為鋼鐵企業(yè)提供廉價(jià)的煉鐵原料。硫酸渣由于其具有粒度大、比表面積低、孔隙率高和表面活性低等特殊的物理化學(xué)性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)，與利用普通鐵精礦制備氧化球團(tuán)相比存在較大差異，主要表現(xiàn)在硫酸渣生球水分高，強(qiáng)度低，球團(tuán)焙燒溫度高[8-12]。目前，球團(tuán)中只能配入少量的硫酸渣或須經(jīng)潤(rùn)磨預(yù)處理才能用于制備氧化球團(tuán)，但潤(rùn)磨預(yù)處理成本高，生產(chǎn)規(guī)模小。而高壓輥磨是有效地預(yù)處理球團(tuán)原料的途徑之一，具有成本低、效率高、生產(chǎn)規(guī)模大等特點(diǎn)，在此，本文作者分別采用高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理方式強(qiáng)化硫酸渣球團(tuán)并進(jìn)行對(duì)比研究。

1 原料性能及研究方法

1.1 原料性能

本試驗(yàn)所用原料為國(guó)內(nèi)某磷化工集團(tuán)制酸廠提供的硫酸渣，其化學(xué)成分見(jiàn)表1，成球性指數(shù)和粒度組成見(jiàn)表2。該硫酸渣的鐵品位較高(60%)，但是，用于制備氧化球團(tuán)鐵品位偏低，F(xiàn)eO含量較低，硫含量比普通鐵礦的高。靜態(tài)成球性指數(shù)為1.03，成球性能優(yōu)[13]。

球團(tuán)試驗(yàn)所用膨潤(rùn)土的化學(xué)成分和物理性能見(jiàn)表3和表4。根據(jù)膨潤(rùn)土GB/T 20973—2007標(biāo)準(zhǔn)，該鈉基膨潤(rùn)土蒙脫石含量高，吸水率較大及粒度小，屬于較優(yōu)質(zhì)的球團(tuán)黏結(jié)劑。

表1 硫酸渣化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 1 Chemical compositions of pyrite cinder %

表2 硫酸渣物理性能Table 2 Physical properties of pyrite cinder

表3 膨潤(rùn)土的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 3 Chemical compositions of bentonite %

表4 膨潤(rùn)土的物理性能Table 4 Physical properties of bentonite

1.2 研究方法

試驗(yàn)流程模擬生產(chǎn)中的鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝，對(duì)不同水分的硫酸渣分別進(jìn)行高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理,并比較預(yù)處理前后物料粒度、比表面積及顆粒形貌的變化，然后，分別將經(jīng)過(guò)預(yù)處理和未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的硫酸渣與黏結(jié)劑按一定配比混合，再進(jìn)行造球、干燥、預(yù)熱、焙燒試驗(yàn)，以考察高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理對(duì)硫酸渣生球、預(yù)熱球和成品球團(tuán)礦性能的影響。

高壓輥磨預(yù)處理采用中南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的250 mm×120 mm(直徑×長(zhǎng)度)高壓輥磨機(jī), 輥速為68 rad/min, 高壓輥磨機(jī)功率為7.5 kW，每次給料量為4 kg，給料速度為30 kg/min，輥壓壓力為1.17 MPa，給料水分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為19%。

潤(rùn)磨預(yù)處理采用中南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的540 mm×530 mm(直徑×長(zhǎng)度)潤(rùn)磨機(jī)，轉(zhuǎn)速為31 rad/min，潤(rùn)磨機(jī)功率為1.5 kW，每次給料量為4 kg，潤(rùn)磨時(shí)間6 min，給料水分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))15%。

比表面積測(cè)定參照勃氏法(GB 8074—87)進(jìn)行測(cè)定，在Blaine透氣儀中進(jìn)行試驗(yàn)。

造球機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：直徑Ф=800 mm，轉(zhuǎn)速38 r/min，邊高h(yuǎn)為150 mm，傾角α為47°。

球團(tuán)預(yù)熱和焙燒小型試驗(yàn)研究在50 mm×600 mm(直徑×長(zhǎng)度)的臥式電阻管爐中進(jìn)行。分別研究預(yù)熱溫度、預(yù)預(yù)時(shí)間、焙燒溫度和焙燒時(shí)間對(duì)預(yù)熱球團(tuán)、成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響。球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度采用中南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的ZQYC-智能型球團(tuán)抗壓強(qiáng)度測(cè)量?jī)x按ISO 4700檢測(cè)方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)處理方式對(duì)硫酸渣性能的影響

不同預(yù)處理方式對(duì)硫酸渣比表面積和粒級(jí)分布的影響見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)：2種預(yù)處理方式都能較大幅度地增加硫酸渣中粒度低于0.074 mm和0.045 mm的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，粒度低于0.045 mm的含量增幅大于20%，這使硫酸渣的粒級(jí)分布更趨于合理，有利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦；硫酸渣經(jīng)潤(rùn)磨6 min后比表面積略有增大，經(jīng)高壓輥磨開(kāi)路輥磨2次后比表面積增加較大，這與破碎機(jī)械對(duì)礦石的施力方式有關(guān)。高壓輥磨是一種準(zhǔn)靜壓粉碎，以物料與物料之間相互機(jī)械力的作用實(shí)現(xiàn)礦粒粉碎[14]，容易形成比表面積較大的表面(圖1)；而潤(rùn)磨是以鋼球與鋼球、鋼球與襯板之間的強(qiáng)烈沖擊作用和鋼球滾動(dòng)的磨剝作用來(lái)實(shí)現(xiàn)礦粒的粉碎，新生成的表面因?yàn)殇撉虻臎_擊而容易形成表面較光滑、比表面積較小的表面(圖1(c))。

表5 不同預(yù)處理方式對(duì)硫酸渣比表面積和粒級(jí)分布的影響Table 5 Effect of different pretreatment ways on specific surface areas and size distributions of pyrite cinder

圖1 掃描電鏡下硫酸渣顆粒形貌Fig.1 Granule morphologies of pyrite cinder under SEM

不同預(yù)處理方式的產(chǎn)能和能耗見(jiàn)表6。由表6可知：高壓輥磨開(kāi)路輥壓2次的產(chǎn)能是潤(rùn)磨6 min產(chǎn)能的22.5倍，且高壓輥磨開(kāi)路輥壓2次的單位能耗約為潤(rùn)磨6 min單位能耗的1/4。這主要是這2種預(yù)處理方式粉碎物料的力的作用方式不同，高壓輥磨是在巨大壓力下使物料在準(zhǔn)靜壓狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)料層粉碎，是物料與物料之間的相互粉碎，這種原理的粉碎效率與潤(rùn)磨的沖擊粉碎方式相比有明顯的提高。高壓輥磨過(guò)程中物料受力的作用時(shí)間很短，在不到1 s內(nèi)完成粉碎過(guò)程，物料從進(jìn)料到出料的時(shí)間在幾秒鐘內(nèi)完成，而潤(rùn)磨過(guò)程中物料從進(jìn)料到出料的時(shí)間在1 min以上，因此，高壓輥磨的產(chǎn)能比潤(rùn)磨的產(chǎn)能高得多。目前，生產(chǎn)中高壓輥磨機(jī)單機(jī)生產(chǎn)能力已達(dá)500～600 t/h，而潤(rùn)磨機(jī)一般為50～60 t/h；因此，對(duì)于大型球團(tuán)廠尤其鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)廠，一般采用高壓輥磨機(jī)，而對(duì)規(guī)模為50～60萬(wàn)t/a的豎爐球團(tuán)廠則采用潤(rùn)磨機(jī)。

表6 不同預(yù)處理方式的產(chǎn)能和能耗比較Table 6 Comparison of productivity and unit energy consumption of different pretreatment ways

2.2 生球制備

制備粒度合適、落下強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好的生球是優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提。尤其硫酸渣粒度粗，比表面積低，生球水分高，導(dǎo)致生球質(zhì)量差。

高壓輥磨、潤(rùn)磨預(yù)處理硫酸渣和膨潤(rùn)土配比對(duì)生球質(zhì)量的影響見(jiàn)表7。由圖7可知：隨著膨潤(rùn)土配比的提高，生球抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度增大；當(dāng)造球時(shí)間為13 min時(shí)，未經(jīng)預(yù)處理的硫酸渣生球質(zhì)量非常差，在膨潤(rùn)土用量為2.6%及造球水分為22.8%時(shí)，落下強(qiáng)度為9.0次/(0.5 m)，抗壓強(qiáng)度只有7.2 N/個(gè)；當(dāng)采用高壓輥磨或潤(rùn)磨及膨潤(rùn)土用量分別為1.4%和0.8%時(shí)，生球落下強(qiáng)度分別高達(dá)30.0次/(0.5 m)以上和27.4次/(0.5 m)，抗壓強(qiáng)度分別為10.2 N/個(gè)和13.7 N/個(gè)，生球水分下降到16.0%～16.1%，生球爆裂溫度分別為543 ℃和580 ℃。可見(jiàn)：高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理硫酸渣均可大幅改善生球質(zhì)量，降低膨潤(rùn)土配比，其中潤(rùn)磨6 min比高壓輥磨開(kāi)路輥磨2次的效果更顯著；硫酸渣經(jīng)高壓輥磨預(yù)處理后，其內(nèi)部的孔隙率減小，在造球過(guò)程中由于生球受到機(jī)械力的作用，內(nèi)部多余的水會(huì)遷移到生球的表面而失去，因此，硫酸渣生球水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到16.0%，低于造球原料的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(19%)。

硫酸渣遠(yuǎn)比天然鐵精礦的造球水分高，這是因?yàn)榱蛩嵩泻芨叩目紫堵?如圖1所示)，能吸附大量的水。經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，表面孔隙減少,從而降低造球水分約6.5%。這對(duì)硫酸渣生球干燥具有重要意義，可以降低生球干燥時(shí)間，提高干燥設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低干燥能耗。

硫酸渣經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后,其粒度組成、比表面積和顆粒形貌都產(chǎn)生了很大的變化 (如表5和圖1所示)。經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，硫酸渣的微觀粒級(jí)增加，粒度小于0.045 mm的含量分別增加24.37%和23.51%，這使其粒度分布更為合理；礦粒表面的潤(rùn)濕熱增加[15-16]，表面親水性得到改善，硫酸渣在造球過(guò)程中更具活性，表面的吸附能力增強(qiáng)。

表7 膨潤(rùn)土的用量對(duì)硫酸渣生球質(zhì)量的影響Table 7 Effect of bentonite ratio on quality of green balls of pyrite cinder

2.3 球團(tuán)焙燒

預(yù)熱球球團(tuán)強(qiáng)度是確?；剞D(zhuǎn)窯焙燒安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，可通過(guò)優(yōu)化預(yù)熱工藝制度，在鏈篦機(jī)上預(yù)熱后獲得。預(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間是預(yù)熱工藝的重要參數(shù)。

預(yù)熱溫度對(duì)預(yù)熱球團(tuán)質(zhì)量的影響見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：硫酸渣預(yù)熱球團(tuán)抗壓強(qiáng)度隨著預(yù)熱溫度的增加而增加；在預(yù)熱時(shí)間12 min的條件下，經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，當(dāng)預(yù)熱溫度為950 ℃時(shí)，硫酸渣預(yù)熱球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)807.4 N/個(gè)和759.8 N/個(gè)，而未預(yù)處理的硫酸渣在預(yù)熱溫度為1 100 ℃時(shí)，預(yù)熱球團(tuán)抗壓強(qiáng)度只有695.5 N/個(gè)?？梢?jiàn)：硫酸渣經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，其預(yù)熱溫度可以降低約150 ℃。

圖2 預(yù)熱溫度對(duì)預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度的影響(預(yù)熱時(shí)間為12 min)Fig.2 Effect of preheating temperature on compressive strength of preheated pellets (preheating for 12 min)

圖3 預(yù)熱時(shí)間對(duì)預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of preheating time on compressive strength of preheated pellets (preheating at optimum temperatures)

預(yù)熱時(shí)間對(duì)預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知：預(yù)熱球團(tuán)抗壓強(qiáng)度隨著預(yù)熱時(shí)間的增加而增加；當(dāng)預(yù)熱時(shí)間從6 min增加到12 min時(shí)，經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后的硫酸渣預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度均高于未經(jīng)預(yù)處理的硫酸渣預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度，并且預(yù)熱溫度均可降低150 ℃，表明高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理是改善預(yù)熱球團(tuán)強(qiáng)度的有效方法。

焙燒溫度對(duì)硫酸渣球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖4。由圖4可知：硫酸渣分別經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，在焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時(shí)間15 min時(shí)，成品硫酸渣球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度就分別達(dá)到2.55 kN/個(gè)和2.87 kN/個(gè)。而未經(jīng)預(yù)處理的硫酸渣，成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度要大于2.5 kN/個(gè)，焙燒溫度需在1 300 ℃以上，可見(jiàn)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理可以顯著降低硫酸渣球團(tuán)礦的焙燒溫度。硫酸渣中的鐵主要以赤鐵礦形式存在，因此，其固結(jié)形式是赤鐵礦晶粒長(zhǎng)大和高溫再結(jié)晶。只有溫度超過(guò)1 300 ℃時(shí)，才能觀察到晶體顆粒明顯長(zhǎng)大，小晶粒之間形成初期的連接橋[13]。經(jīng)高壓輥磨或潤(rùn)磨預(yù)處理后，硫酸渣礦粒表面發(fā)生晶格畸變，同時(shí)在畸變點(diǎn)上貯存能量，并形成化學(xué)活性點(diǎn)，增強(qiáng)并改變礦物晶體的化學(xué)反應(yīng)活性[17]，同時(shí)促進(jìn)了固相擴(kuò)散反應(yīng)[13]，從而促進(jìn)硫酸渣中赤鐵礦的結(jié)晶、高溫再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。因此，在較低的焙燒溫度下就可實(shí)現(xiàn)固相固結(jié)。與不預(yù)處理相比，在焙燒時(shí)間15 min時(shí)，高壓輥磨和潤(rùn)磨均可使焙燒溫度下降100 ℃。

圖4 焙燒溫度對(duì)成品硫酸渣球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響Fig.4 Effect of roasting temperature on compressive strength of fired pellets

圖5 焙燒時(shí)間對(duì)硫酸渣球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of roasting time on compressive strength of fired pellets

焙燒時(shí)間對(duì)成品硫酸渣球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn)：隨著焙燒時(shí)間的增加，硫酸渣球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度增加非常明顯。這是因?yàn)榍驁F(tuán)礦焙燒過(guò)程中各種物理化學(xué)反應(yīng)、赤鐵礦的結(jié)晶、再結(jié)晶及晶粒的長(zhǎng)大,使球團(tuán)礦的致密需要一段時(shí)間；硫酸渣分別經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，在焙燒溫度為1 230 ℃時(shí)，成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度到達(dá)2.5 kN/個(gè)所需焙燒時(shí)間均從15 min縮短到9 min。與硫酸渣不預(yù)處理相比，球團(tuán)焙燒溫度均降低80 ℃，焙燒時(shí)間均減少6 min。表明高壓輥磨和潤(rùn)磨均可提高其表面活性，促進(jìn)固相反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)，有利于提高球團(tuán)礦產(chǎn)量。

2.4 成品球團(tuán)礦冶金性能和礦相

在最佳預(yù)熱、焙燒制度下，硫酸渣預(yù)處理后制備的球團(tuán)礦化學(xué)成分見(jiàn)表8。結(jié)果表明：球團(tuán)礦FeO含量低，焙燒充分，硫、磷等有害元素含量也很低，基本上能滿足高爐對(duì)球團(tuán)礦的要求。

在最佳的預(yù)熱、焙燒條件下，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的硫酸渣制備的球團(tuán)礦冶金性能見(jiàn)表9。由表9可知：由硫酸渣經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理制備的球團(tuán)礦，還原指數(shù)高，還原膨脹低，低溫還原粉化指數(shù)低，是一種冶金性能優(yōu)良的球團(tuán)。表明球團(tuán)礦不僅具有好的冷態(tài)強(qiáng)度，而且具備良好的熱態(tài)性能。

光學(xué)顯微鏡下硫酸渣成品球團(tuán)礦礦相見(jiàn)圖6和圖7所示。由圖6和圖7可知：未經(jīng)預(yù)處理的硫酸渣成品球團(tuán)礦中赤鐵礦的結(jié)晶和高溫再結(jié)晶現(xiàn)象不明顯，F(xiàn)e2O3顆粒細(xì)微且沒(méi)有很好地互連在一起，因此，其成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度低。硫酸渣經(jīng)預(yù)處理后，赤鐵礦的結(jié)晶、高溫再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大及固相擴(kuò)散的作用較明顯，其成品球團(tuán)礦中Fe2O3顆粒的尺寸較未經(jīng)預(yù)處理的硫酸渣成品球團(tuán)礦中Fe2O3顆粒的尺寸大得多，且顆粒緊密相連，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)良好；因此，硫酸渣經(jīng)預(yù)處理后，成品球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度大幅度增加。

表8 成品球團(tuán)礦化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 8 Chemical compositions of fired pellets %

表9 球團(tuán)冶金性能(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 9 Metallurgical performance of fired pellets %

圖6 光學(xué)顯微鏡下成品球團(tuán)礦礦相(Ⅰ)Fig.6 Mineral phases of product pellets under optical microscope(Ⅰ)

圖7 光學(xué)顯微鏡下成品球團(tuán)礦礦相(Ⅱ)Fig.7 Mineral phases of product pellets under optical microscope(Ⅱ)

3 結(jié)論

(1) 硫酸渣特性復(fù)雜，粒度大，孔隙率高，比表面積和表面活性低，所用其制備的生球強(qiáng)度低，膨潤(rùn)土配比高，造球水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)22.8%。主要礦物為赤鐵礦和針鐵礦、褐鐵礦，焙燒性能差，導(dǎo)致球團(tuán)焙燒溫度高，是一種難以利用的煉鐵原料。高壓輥磨和潤(rùn)磨是改善硫酸渣物理性能的有效途徑。在輥壓壓力為1.17 MPa、開(kāi)路輥壓2次、給料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%和潤(rùn)磨時(shí)間為6 min，給料水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的條件下，硫酸渣分別經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，其比表面積提高，細(xì)粒級(jí)物料顯著增多。但是，單臺(tái)高壓輥磨機(jī)的產(chǎn)能遠(yuǎn)高于潤(rùn)磨機(jī)的產(chǎn)能，且單位能耗與潤(rùn)磨的相比大大降低。

(2) 高壓輥磨和潤(rùn)磨是改善硫酸渣成球性能的有效途徑。硫酸渣分別經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理，再在膨潤(rùn)土用量分別為1.4%和0.8%、造球水分16.1%和造球時(shí)間13 min的條件下制備生球。與硫酸渣不預(yù)處理、膨潤(rùn)土用量為2.6%、造球水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.8%、造球時(shí)間為13 min的條件下制備生球相比，膨潤(rùn)土用量大幅降低，造球水分降低約6.5%，生球的落下強(qiáng)度從9.0 次/(0.5 m)分別增加到大于30.0 次/(0.5 m)和27.4次/(0.5 m)，抗壓強(qiáng)度從7.2 N/個(gè)分別增加到10.6 N/個(gè)和13.7 N/個(gè)，爆裂溫度在540 ℃以上。由高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理硫酸渣，生球質(zhì)量均可得到明顯改善。

(3) 高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理均可強(qiáng)化硫酸渣球團(tuán)焙燒性能。分別經(jīng)高壓輥磨和潤(rùn)磨預(yù)處理后，硫酸渣球團(tuán)預(yù)熱溫度均降低150 ℃，焙燒溫度均降低80～100℃，焙燒時(shí)間均減少6 min，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度高于2.5 kN/個(gè)。高壓輥磨和潤(rùn)磨2種預(yù)處理硫酸渣方式可同等程度地強(qiáng)化硫酸渣球團(tuán)焙燒性能。

[1] 唐達(dá)高. 硫酸燒渣生產(chǎn)球團(tuán)的技術(shù)探討[J]. 中國(guó)資源綜合利用, 2006, 24(7): 5-7.TANG Da-gao. Research on pyrite cinder used in pellet production[J]. China Resources Comprehensive Utilization,2006, 24(7): 5-7.

[2] 董風(fēng)芝, 姚德, 孫永峰. 硫酸渣用磁化焙燒工藝分選鐵精礦的研究與應(yīng)用[J]. 金屬礦山, 2008, 383(5): 146-148.DONG Feng-zhi, YAO De, SUN Yong-feng. Investigation and application of magnetization-roasting process for iron separation from pyrite cinder[J]. Metal Mine, 2008, 383(5): 146-148.

[3] 向發(fā)柱, 胡春暉, 廖錦. 硫酸渣選鐵試驗(yàn)研究[J]. 有色金屬:選礦部分, 2006(5): 36-39.XIANG Fa-zhu, HU Chun-hui, LIAO Jin. Study on recovering concentrate from pyrite cinder[J]. Nonferrous Metals: Mineral Processing Section, 2006(5): 36-39.

[4] 吳德禮, 朱申紅, 馬魯銘, 等. 利用硫酸渣生產(chǎn)鐵精粉的新工藝研究[J]. 環(huán)境污染與防治, 2004, 26(5): 387-389.WU De-li, ZHU Shen-hong, MA Lu-ming, et al. New technology study on utilizing pyrite cinder to produce concentrate[J]. Environmental Pollution and Control, 2004,26(5): 387-389.

[5] 朱德慶, 李建, 李青春, 等. 硫酸渣復(fù)合球團(tuán)還原焙燒法制備高品位磁鐵精礦[J]. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2007, 17(4): 649-656.ZHU De-qing, Li Jian, LI Qing-chun, et al. Preparation of high quality magnetite concentrate from pyrite cinder by composite pellet reduction-roasting and magnetic-separation[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2007, 17(4): 649-656.

[6] 劉全軍, 周興龍, 李華偉, 等. 硫酸渣綜合利用的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 云南冶金, 2003, 32(2): 27-30.LIU Quan-jun, ZHOU Xing-long, LI Hua-wei, et al. Current situation and progress of research on comprehensive utilization of roasted pyrite[J]. Yunnan Metallurgy, 2003, 32(2): 27-30.

[7] 中華人民共和國(guó)化工部. 化工環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998: 250-263.Ministry of Chemical of People’s Republic of China. The book of chemical environment protection[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 1998: 250-263.

[8] 陳鐵軍, 張一敏. 全硫酸渣生產(chǎn)氧化球團(tuán)試驗(yàn)研究及工業(yè)應(yīng)用[J]. 鋼鐵研究, 2005, 142(1): 1-4.CHEN Tie-jun, ZHANG Yi-min. Experiments of acid pellet using treated pyrite slag and its commercial application[J].Research on Iron and Steel, 2005, 142(1): 1-4.

[9] 張一敏, 楊士勇, 吳寒芬, 等. 精選硫酸渣球團(tuán)試驗(yàn)研究[J].燒結(jié)球團(tuán), 2002, 27(2): 11-14.ZHANG Yi-min, YANG Shi-yong, WU Han-feng, et al.Experimental study of pyritic slag concentrate pelletizing[J].Sintering and Pelletizing, 2002, 27(2): 11-14.

[10] 彭志堅(jiān), 李慶喜, 孫艷紅, 等. 硫酸渣成球與焙燒性能的試驗(yàn)研究[J]. 燒結(jié)球團(tuán), 2003, 28(6): 21-24.PENG Zhi-jian, LI Qing-xi, SHUN Yan-hong, et al. Researches on the balling and roasting properties of the sulphuric acid dregs[J]. Sintering and Pelletizing, 2003, 28(6): 21-24.

[11] 孫曉慶, 姚佐勝, 金俊, 等. 硫酸燒渣生產(chǎn)氧化球團(tuán)可行性的試驗(yàn)研究[J]. 磷肥和復(fù)肥, 2005, 20(6): 13-15.SUN Xiao-qing, YAO Zuo-sheng, JIN Jun, et al. Experimental feasibility study on production of oxidized agglomerate by utilization of SA cinder[J]. Phosphate and Compound Fertilize,2005, 20(6): 13-15.

[12] 朱德慶, 李建, 潘建, 等. 硫酸渣磁鐵精礦球團(tuán)試驗(yàn)研究[J].礦冶工程, 2006, 26(6): 49-52.ZHU De-qing, Li Jian, PAN Jian, et al. Study on pelletizing of magnetite concentrate from pyrite cinder[J]. Mining and Metallurgical Engineering, 2006, 26(6): 49-52.

[13] 傅菊英, 姜濤, 朱德慶. 燒結(jié)球團(tuán)學(xué)[M]. 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)出版社, 1995: 251, 296-297.FU Ju-ying, JIANG Tao, ZHU De-qing. Principles of sintering and pelletizing[M]. Changsha: Central South University Press,1995: 251, 296-297.

[14] 楊曉明, 高航, 徐小荷, 等. 高壓輥磨機(jī)在冶金礦業(yè)的應(yīng)用前景[J]. 金屬礦山, 1998, 261(3): 13-15.YANG Xiao-ming, GAO Hang, XU Xiao-he, et al. The prospect of the high-pressure grinding roll application in the metal ore industry[J]. Metal Mine, 1998, 261(3): 13-15.

[15] ZHU De-qing, PAN Jian, QIU Guan-zhou, et al.Mechano-chemical activation of magnetite concentrate for improving its pelletability by high pressure roll grinding[J]. ISIJ International, 2004, 44(2): 310-315.

[16] 王昌安, 朱德慶. 潤(rùn)磨活化機(jī)理初探[J]. 鋼鐵研究, 2003,135(6): 23-27.WANG Chang-an, ZHU De-qing. Study on the mechanism of activation of magnetite concentrate pretreated by damp mill[J].Research on Iron and Steel, 2003, 135(6): 23-27.

[17] 彭同江, 萬(wàn)樸, 董發(fā)勤, 等. 礦物粉體超細(xì)加工過(guò)程中的機(jī)械力-化學(xué)行為[J]. 非金屬礦, 1999, A22(6): 11-31.PENG Tong-jiang, WAN Pu, DONG Fa-qin, et al. Behavior of mechanics of machinery-chemistry in the process of mineral’s ultrafine grinding[J]. Non-metallic Mines, 1999, A22(6): 11-31.