韶钢进厂铁矿粉堆密度应用探讨

叶鹏 麻国晓 何荣福 吴锐滨

摘 要：本文就韶钢进厂铁矿粉品种的堆密度进行了大量试验，试验了多方面因素对结果造成的影响，分析了硫酸渣的掺入对烧结矿转鼓强度的影响，探讨了铁矿粉堆密度作为检验技术条件的可行性。

关键词：堆密度；硫酸渣；转鼓强度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.016

在钢铁产能过剩、竞争加剧、产品转型升级的行业新常态背景下，各钢厂都在降低铁成本方面下足功夫，韶钢也一直通过配煤配矿方案的不断优化来开展地方铁矿资源“性价比”研究，去年以来一直在朝着“经济炉料”方向努力，但目前进口矿价格单边下滑、部分地方矿已逐渐丧失优势价格。就地方矿资源而言，基本仅凭吨度价作为性价比优劣的评判依据，虽然也综合了S、P、Al2O3、 SiO2以及Cu 、Zn、 As等有害元素含量，而且在生产组织方面也通过配矿方案严控此类有害元素含量以确保高炉稳定顺利，但在采购以及烧结矿等源头质量控制上的关注度和手段相对较弱。

根据市场调查，广东及湖南等周边地区各类化工企业年产生硫酸渣总量约在20万吨左右， 因其原料粒度细，烧结过多配入会影响烧结料层透气性；同时其杂质含量高，一般SiO2为7%～10%，S为1.2%～2.5%，P为0.03%～0.06%，影响烧结及铁水质量，但从资源回收利用、进口矿价格高企、以及降低配矿成本的角度来说，硫酸渣经过选矿处理工艺提纯，全铁含量可高达63%以上，可进行一定的利用。

铁矿石堆密度是指铁矿石表征在常温、自然堆积状态下，在空气中单位体积铁矿石的质量，包括铁矿石内部的和矿石之间的空隙在内。通过堆密度试验，摸索行之有效的验收技术条件，可为公司降本增效提供新的思路。

1 实验部分

1.1 检测装置

300mm直尺、φ200×320mm样桶、试样铲。样桶所采用的金属板为厚3mm不锈钢板，保证在试验中桶周围和底部不变形。

1.2 样桶容积测定方法

称取试样约3克，在压样机上以约8克硼酸镶边垫底压制成饼样；其压制条件为：压力30t，加压时间20 s；压制成直径为38 mm的圆片。制备好的样饼检查其外观无裂纹、试样无脱落等现象后用吸耳球吹净样饼表面粉尘，于荧光光谱仪上测定。

1.3 样桶容积测定方法

在样桶中装满饮用水后称重，减去样桶皮重，利用水的密度为1g/ cm3的特性测定样桶的容积（cm3）。测定3次，其最大值与最小值之差应小于10g，否则进行第4（第5、第6）次测定，直到最大值与最小值之差小于10g，取符合要求的3次测量平均值作为样桶的容积。该样桶标定后作为固定量具，在使用一段时间后应重新测量容积以防止样桶变形对试验精度造成影响。

1.4 测试程序

1）取送检物料约30kg作为测试堆密度试样，将试样分若干份倒入大试样盘内，试样厚度不大于3cm，用烘箱干燥2小时至不成团，不沾盘。

2）干燥试样放于室内自然冷却至室温（冬天放置20分钟，夏天放置30分钟以上）。

3）用试样铲离样桶口50mm左右将冷却后的试样均匀倒入样桶，装料时注意防止偏析，待样桶试样满至溢流后，用直尺刮平料面。此过程不能抖动样桶，不能用手等下压料面。

4）把装满试样的样桶放到电子磅秤上称取重量，但不要造成试样的散落和损失，减去样桶皮重，得出试样净重g。

5）计算公式。堆密度（g/cm3 ）= 物料净重（g）/样桶容积（cm3）

6）使用同一容器，用另外的试样再做一次，取平均值作为测试结果。

2 结果与讨论

2.1 基础数据及影响因素

依照以上程序对韶钢进厂铁矿粉进行堆密度试验，得出以下试验数据：

对表1试验数据中有效结果进行折线图分析，如表2所示：

从表2可看出，除了两个配入了硫酸渣的地方配矿的结果之外，堆密度与TFe品位基本为正比例关系，TFe品位越高，堆密度值越大，所测得单次最小堆密度为扬迪精粉1.69 g/cm3，其品位为56.37%；单次最大为巴西粗粉2.34g/cm3，其品位为62.84%；品位最高的卡粉TFe：64.24%，堆密度2.24 g/cm3。试验受以下因素影响：

1）试样粒度：当大粒度物料存在时，对堆密度造成一定的波动，致密的大颗粒使堆密度偏大，蓬松的大颗粒使堆密度偏小。

2）矿种地质类型：不同矿脉TFe、SiO2等含量不同，堆密度不同。

3）操作手法、样品是否烤干：当矿种资源稳定时，严格按照操作规程进行操作，样品充分烤干，不会对结果造成过大的偏差。

2.2 试验结论

1）硫酸渣堆密度一般为1.30 g/cm3，比一般铁矿粉堆密度1.7～2.3 g/cm3至少低0.4 g/cm3。在未配入硫酸渣的情况下，TFe品位越高，堆密度值越大（非绝对线性关系）。

2）同一矿种堆密度不同时段测得的堆密度基本一致，试验重复性较好，可证明该矿种资源稳定。

2.3 附加烧结矿转鼓试验

为了解地方配矿对烧结矿转鼓强度的影响，附加了混匀矿粉不同配比对烧结矿转鼓强度影响试验，试验数据如表3所示。可见，在混匀矿粉中地方配矿配入量越大，烧结机烧结转鼓强度越低，配入混匀矿粉会对烧结料层透气性、降低转鼓强度产生一定的不良影响。

表3：地方配矿对烧结矿转鼓强度的影响折线图分析

3 总结

从以上试验数据的分析，我们可以清晰的看到，堆密度可以反映铁矿粉的TFe基本特征，可以有效验证矿粉中是否掺入了非原矿类物质如硫酸渣等。将堆密度测定结果作为地方矿采购技术标准或结算条款，合理划定堆密度界线，可实现对硫酸渣掺入量的控制，为公司降本增效及把控地方矿质量拓展新的思路、途径。

参考文献：

[1]GB/T 14202-93《铁矿石（烧结矿、球团矿）容积密度测定方法》

作者简介：叶鹏（1987-），男，湖北荆州人，本科，助理工程师，主要研究方向：冶金工程。