鄂西某赤鐵礦和磁鐵礦混合造球試驗

盧可可 施卓雄

(1.廣東省礦產應用研究所；2.國土資源部放射性與稀有稀散礦產綜合利用重點實驗室)

鄂西某赤鐵礦和磁鐵礦混合造球試驗

盧可可1,2施卓雄1,2

(1.廣東省礦產應用研究所；2.國土資源部放射性與稀有稀散礦產綜合利用重點實驗室)

為提高鄂西某磁鐵精礦所制備球團的性能，對其摻入不同比例鐵品位為49.02%的赤鐵礦和膨潤土所制球團的性能進行了研究。結果表明：赤鐵礦與磁鐵礦的添加比例為1∶9、黏結劑膨潤土添加量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時間為30 min時，獲得的球團生球落下強度為4.8次/個、生球抗壓強度為9.60 N/個、成球抗壓強度為2 337 N/個，而且成球出現裂紋的比例也較小。

赤鐵礦 磁鐵礦 膨潤土 造球 球團

隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，對入爐原料的粒度、強度、化學成分及冶煉特性的要求日趨嚴格，球團礦的生產也從重視產量轉變?yōu)橹匾曎|量。鋼鐵工業(yè)發(fā)達的國家把提供粒度均勻、成分穩(wěn)定、物理化學特性尤其是冶煉特性良好的人造富礦視為強化高爐冶煉過程的必要前提[1-2]。球團礦作為人造富礦之一，由于其特有的冶煉性能而成為當今冶煉爐料中不可缺少的重要組成部分，其作為良好的高爐爐料，不僅具有品位高、強度好、易還原、粒度均勻等優(yōu)點，而且酸性球團礦與高堿度燒結礦搭配，可以優(yōu)化高爐內的爐料結構，是高爐煉鐵增產節(jié)焦，提高經濟效益的有效措施[3-4]。因此，對如何提高球團各項性能指標的方法進行研究具有重要意義。

1 原料性質

1.1 原料化學成分分析

試驗用的含鐵原料為鄂西某磁鐵精礦和赤鐵礦，赤鐵礦的化學成分分析結果見表1。

表1 赤鐵礦化學成分分析結果 %

成分TFeFeOFe2O3CaOMgO含量49.025.1764.347.533.06成分MnOSiO2Al2O3SP含量0.226.5211.030.0601.18

由表1可知，赤鐵礦全鐵品位為49.02%，FeO含量為5.17%，品位較低，因此本試驗使用鐵品位為67.12%的磁鐵精礦與赤鐵礦混合造球。

1.2 原料粒度分析

將赤鐵礦磨礦10min后進行粒度分析，結果如表2；對磁鐵精礦進行粒度分析，結果如表3。

表2 赤鐵礦粒度組成分析結果

表3 磁鐵精礦的粒度組成分析結果

由表3可知，試驗所用磁鐵精礦的-0.074mm粒級含量不到80%，而在國內，一般造球鐵精礦 -0.074mm粒級含量不小于80%～90%。若單獨用來造球達不到很好的球團性能，因此與赤鐵礦混合進行造球。

2 試驗結果與分析

本試驗采用圓盤造球機造球，造球機轉速為24r/min、傾角45°、造球時間為11min。生球合格率是從圓盤造球機制作出的生球中隨機抽取100個，計算沒有發(fā)現破裂的比例；測定生球落下強度時，選取10個直徑在10mm左右的生球，從500mm的高度自由落下至厚鋼板上，多次落下，直到生球出現裂紋或破裂為止，記錄下每個生球破裂時的落下次數，并求出其平均值。

2.1 赤鐵礦和磁鐵礦配比對球團性能的影響

赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗時赤鐵礦與磁鐵礦混合料總質量為2kg、黏結劑膨潤土用量為混合料質量的3%、水分為混合料質量的8%，焙燒溫度為 1 200 ℃、焙燒時間為25min。赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗結果見表4。

由表4可知：在試驗條件范圍內，球團爆裂溫度均能滿足要求；隨著赤鐵礦混入量的增加，生球抗壓強度和成球抗壓強度均逐漸降低；未加赤鐵礦時，生球的落下強度較低，達不到實驗室的球團落下性能標準(4.0次/個)，赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9時，生球落下強度提高到4.2次/個，之后，隨著赤鐵礦混入量的增加，生球落下強度降低。綜合考慮確定赤鐵礦與磁鐵礦添加比例為1∶9。

表4 赤鐵礦與磁鐵礦配比試驗結果

2.2 膨潤土用量對球團性能的影響

膨潤土是常用的黏結劑，其是一種優(yōu)質添加劑，不僅可以提高生球的落下強度，改善物料的親水性和比表面積，同時還可以提高顆粒間的黏結力，起著傳遞顆粒間分子力的作用，其黏結性越大，生球的機械強度越高[5]。膨潤土用量對球團性能影響試驗的赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、水分為混合料質量的8%，焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時間為25min，膨潤土用量試驗結果如表5所示。

表5 膨潤土用量試驗結果

由表5可知：隨著膨潤土用量的增加，球團爆裂溫度逐漸升高；生球合格率隨著膨潤土用量的增加先升高后降低；生球落下強度和成球抗壓強度均隨膨潤土用量的增加而升高；生球抗壓強度隨膨潤土用量的增加先降低后升高。當膨潤土用量在3%時，生球落下強度為4.2次/個，生球抗壓強度在8.88N/個，生球爆裂溫度>800 ℃，成球抗壓強度為2 219N/個，基本上能夠滿足工業(yè)生產上的需要，確定膨潤土用量為3%。

2.3 水分含量對球團性能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤土用量為3%、焙燒溫度為1 200 ℃、焙燒時間為25min條件下，考察水分含量對球團性能的影響，結果如表6所示。

由表6可知：隨著水分含量的增加，球團爆裂溫度逐漸降低，生球落下強度逐漸升高；生球抗壓強度隨水分含量的增加先降低后升高。綜合考慮，水分含量為9%時，球團性能最佳，確定水分含量為9%。

表6 水分含量對球團性能影響試驗結果

2.4 焙燒溫度對成球能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤土用量為3%、水分含量為9%、焙燒時間為25min條件下，考察焙燒溫度對成球性能的影響，結果如表7所示。

表7 焙燒溫度對成球性能的影響

由表7可知，隨著焙燒溫度的升高，成球抗壓強度先升高后降低，焙燒溫度為1 200 ℃時，成球抗壓強度達到最大值2 837N/個，且成球出現裂紋的比例也較小。綜合考慮，確定焙燒溫度為1 200 ℃。

2.5 焙燒時間對成球性能的影響

在赤鐵礦與磁鐵礦配比為1∶9、膨潤土用量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1 200 ℃條件下，考察焙燒時間對成球性能的影響，結果如表8所示。

表8 焙燒時間對成球性能的影響

由表8可知，隨著焙燒時間的延長，成球抗壓強度逐漸增高，合格率逐漸降低。綜合考慮，確定焙燒時間為30min。

3 結 論

(1)鄂西某磁鐵精礦鐵品位為67.12%，-0.074mm含量為73.66%(小于80%)，不能單獨造球，采用鐵品位為49.02%的赤鐵礦與其混合進行造球。

(2)赤鐵礦與磁鐵礦的添加比例為1∶9、黏結劑膨潤土添加量為3%、水分含量為9%、焙燒溫度為1200℃、焙燒時間為30min時，獲得的球團生球落下強度為4.8次/個、生球抗壓強度為9.60N/個、成球抗壓強度為2337N/個，而且成球出現裂紋的比例也較小。

[1] 葉匡吾.關于球團廠建設的幾點意見[J].燒結球團，2001,26(1):2-3.

[2] 孫曉泉.近十年來國外燒結球團技術的發(fā)展[J].國外燒結球團，1987(1)：25-30.

[3] 張一敏.球團理論與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2008:98-101.

[4] 李 蒙,任 偉,陳三鳳.國內外生產狀況和展望[J].中國冶金,2004(11)：1-3.

[5] 陰繼翔.黏結劑對球團性能的影響分析[J].太原理工大學學報,2000,31(5):1-2.

2015-02-12)

盧可可(1988—)，女，工程師，512000 廣東省韶關市芙蓉東路108號。