竖炉球团配用硫酸渣生产实践分析

钱国云

摘 要：我公司在设计时原料来源主要是大红山铜矿的副产品铁精矿，-200目粒级均在90%以上，所以没有配备润磨装置，进入2010年以后，由于大红山铜矿采矿进入低品位区，原料供应减少；再者硫酸渣价格比铁精矿价格低，为降低原料成本，开始采购使用硫酸渣。本文主要对我公司近年来无润磨强混装置配加硫酸渣的生产过程进行探讨，结合硫酸渣的特性对造球、焙烧理论进行分析，从实践中对操作工艺进行控制，经过几年的生产实践调整，产品质量稳定，原料成本有所下降，满足了生产经营的需要。

关键词：硫酸渣；造球；干燥；实践措施

硫酸渣作为化工厂的副产品，是黄铁矿经高温焙烧制取硫酸后的残渣，是一种以Fe2O3为主要成分的含铁物料，其亚铁含量极低，呈明显的赤铁矿特性。云南省蒙自地区每年有80万～100万吨品位在48%～59%，砷在0.8%～2%，硫在1.5%～2.3%之间的硫酸渣，无法直接使用。我公司主要采购蒙自地区经过硫酸浸泡降砷、降硫提品位后的硫酸渣，近几年采购品质基本稳定在S≤1%，AS≤0.35，品位58%～62%之间，粒级要求-200目在50%以上，无颗粒状硫酸渣，通过理论分析、配比实践、操作工艺调整已经能满足生产要求。

蒙自地区硫酸渣与铁精矿相比主要有以下特点：（1）含结晶水水分较高，达到22%～25%；（2）粒级低，-200目含量一般在50%～60%；（3）硫、砷含量较高，主要制约配比；（4）硫酸渣为黄铁矿在沸腾炉内氧化焙烧的产物，硫在焙烧过程中溢出，造成硫酸渣微孔发达的结构，因而硫酸渣的持水能力及孔隙率高于磁铁矿，导致成球性差。我公司在使用过程中，硫酸渣配比从5%逐步增加，达17%时竖炉跑风、塌料严重，球团成品率急剧下降，所以公司生产组织一直维持在10%～15%之间，既缓解了部分原料缺口也减低了原料成本。

1 硫酸渣特性分析

粒级对生产工艺的影响主要体现在以下几个方面：（1）从硫酸渣的粒度组成和比表面积方面来看，硫酸渣粒度过粗，矿粉颗粒的比表面积减小，颗粒之间的接触面积小，表面之间的分子作用力减小，不利于矿粉颗粒之间的相互作用，颗粒间毛细力现象形成困难，或毛细力作用得不到加强，对于生球质量的改善是非常不利的。（2）由于原料粒级过粗，在生产控制过程中，必然导致膨润土配比量的增加，生产成本增加，影响球团矿品位的稳定。（3）硫酸渣粒级过粗，物料比表面积接触面小，相互接触面积减小，黏接力不够，球团焙烧不利于固体质点在高温条件下向相邻晶格中扩散，再结晶困难，球团矿的强度不够。

2 对工艺影响分析

2.1 硫酸渣成球性能对造球的影响

红山矿的铁精矿原料较为优质的磁铁矿，-200目粒级达到92%，较细的粒度有利于造球生产。硫酸渣的亚铁含量极低，呈明显的赤铁矿特性，水分较高，达到22.08%，硫酸渣的颗粒大小、粒度组成和硫酸渣表面性能（比表面积）决定硫酸渣的成球性能，直接影响造球效果和生球质量。硫酸渣粒度过粗，一则要造成生球强度变差，不利于球团焙烧过程的进行；二则要相应多配膨润土，导致球团矿品位下降，要求经过配料后的物料粒级能满足造球要求，-200目粒级达到 80%以上。

2.2 混合料水分对造球的影响

烘干混匀后的水分直接影响造球工艺，水分过高，易造成母球相互连接，生球粒级大，容易形成大块；水分过低，会导致造球水分很难跟上，母球难长大，生球强度不够，粉末多。随着我公司烘干混匀筒的效果变差，再加上操作人员的判断水平和责任心问题，形成混合料水分波动很大。

2.3 竖炉焙烧分析

对干燥床上球团料层的厚度均匀性进行试验。由于布料机采用往复式直线布料，往复式布料机固有入炉口料多，随着布料小车的移入料会逐渐减少，且竖炉两侧炉膛内的球团料流不同步下降，经常出现干燥床上球团料层厚度不均匀的情况。干燥床上料层分布的均匀性非常重要，均匀干燥能保证球团矿入炉后不发生爆裂，从而减少床层的流动阻力，保障炉况顺行，因此建议对竖炉操作采取少排料、勤排料的薄料层操作方式。

3 工艺管控探索和改进实践

（1）控制原料水分，加强原料配用前的水分控制，总体控制生球水分水平

①行车要认真做好硫酸渣的抓堆脱水工作：尽量把硫酸渣在原料仓内堆高，利用自然脱水，抓料是尽量抓高的地方，烘干岗位必须随时掌握配料原料的水分情况，监督行车岗位抓料堆尖，配料综合水分控制11.5%～12.5%之间。

②岗位优化烘干作业操作方法：掌握低温大风和高温小风运行的优缺点，根据烘干后的水分，随时调整煤气用量和烘干筒腰风风量，切实提高烘干效率，把原料烘干后的水分控制在8.5%～9.5%之间。

（2）为了解决配矿之后混合料粒级降低的因素影响，针对硫酸渣黏接力低、成球性差的特点，在保证球团品位的前提下，适当提高膨润土的配比量，控制在2.2%～2.6%之间。

（3）由于硫酸渣有时候是不连续使用，每次开始使用时的配用按照循序渐进的方式进行运作，杜绝盲目大比例配用，以硫酸渣矿作为主要控制目标来开展调整和改进工作。

根据几年来的生产实践证明，硫酸渣用于竖炉球团生产是可行的，可以弥补原料不足，增加企业效益。解决好硫酸渣在生产中的使用对企业来说具有较强的战略意义，在生产实践中通过对配料、造球、竖炉生产工艺的控制和探索，降低粉化率，提高成品率，实现高产优质，以达到最佳的生产成本状态，同时可增强企业竞争实力，形成一些成熟的工艺和操作控制技术，还可取得明显的成效和经济效果。

参考文献

[1]宋延琦，李京社，唐海燕，等.硫酸渣配加精矿粉造球工艺试验研究[J].湿法冶金，2010，29（1）：59-62.

[2]段有华，申日飞.包容式固结焙烧理论研究在竖炉球团生产实践中的意义[J].中国金属通报，2014（S1）：79.

（作者单位：玉溪红山球团工贸有限责任公司）