含铁尘泥在酸性球团矿生产中的应用研究

蒋永华

（新余钢铁集团有限公司，江西 新余 338000）

1 含铁尘泥的定义与分类

统计数据表明，在钢铁生产过程中，烧结工艺流程中得到的矿产量中含铁尘泥比例达到了2%～4%，这仅仅是钢铁生产中的烧结流程，在炼铁工艺流程、炼钢工艺流程、轧钢工艺流程最后产生的物质中都有一定比例的含铁尘泥成分，且还包含一些利用价值大化学物质或者成分，例如氧化钙以及碳等[1]。由上段内容可知，在钢铁工艺的各个流程中，几乎都产生了含铁尘泥，在研究钢铁工业经济的相关课题中，对含铁尘泥这种资源进行再利用，并且提炼出其中一些有用的化学元素成分，进而再利用。

2 含铁尘泥利用现状

在国外有几种比较经典的含铁尘泥处理工艺方法，比如：尘泥冷固凝结造块返回高炉炼铁技术，转底炉处理高锌尘泥技术以及熔融还原法处理尘泥技术三种方法，这三种处理方法虽然应用范围广，但是也是各有优缺点。其中以尘泥冷固凝结造块返回高炉炼铁技术最为卓越，因为是它技术运用的周期比较短，且技术方法比较系统，但是，这种处理方法的缺点也很明显，第一，技术运用成本高，因为在这个含铁尘泥处理方法中，需要用到水玻璃去做黏合之用，这样处理得到的成品必定需要一定规模的空间进行冷却，需要一定的生产成本；第二，生产效率低，因为使用的大量黏合剂，会在生产中耗费大量能源，且这些黏合剂最终转换为了高炉渣，进一步降低了生产效率。另外两种处理技术，虽然可以提高生产效率，但研究人员无法解决其高成本问题，所以推广起来难度较大。

3 原（辅）料特性测试分析

在利用好含铁尘泥的前提条件下，生产出高炉所需要的优质炉料—酸性球团矿，就必须对石分精粉、各类含铁尘泥以及膨润土的特性进行球团生产工艺实验研究。提取现场所用的三种含铁原料-石分精矿粉、瓦斯精粉和除尘灰，作为黏合剂之用的膨润土，并对它们的化学成分作出解析，下表1为各物质化学成分总览。

表1 原料的化学成分（单位：%）

由表1原料的化学成分分析可以看出：作为球团生产主料石的分精粉铁品位较低，只有58.80%。SiO2含量较高，达到11.95%。与循环物料配合使用，不能起到增加铁品位，提高球团品质的作用[2]。

而瓦斯精粉和除尘灰两种物质，化学成分中铁含量都接近一半，所以可做循环物料之用。脉石中SiO2、CaO和Al2O3含量都较高。尤其是有害杂质S、ZnO、Na2O和K2O含量都很高。在球团生产中，S可以除去部分，但ZnO、Na2O和K2O去除比较困难。

为测定原料的粒度组成，首先将试样在105±5℃烘箱中烘干，然后称取200g，放入200mm标准套筛，在振筛机上振动20分钟，然后以＞0.5，0.5-0.3，0.3-0.15，0.15-0.105，0.105-0.076，＜0.076mm 6级称重，得出原料的粒度组成。

4 焙烧试验

（1）造球性能测定。根据物料情况，结合我公司实际，造球采用40%石分精矿配加60%博凯粉、50%石分精矿配加50%博凯粉、60%石分精矿配加40博凯粉；分别配加2%、2.5%和3%膨润土进行造球。博凯粉为85%的瓦斯精粉与15%的电除尘灰混合。造球试验步骤如下：①按试验方案称取石分精粉和博凯粉，加入适量的膨润土。②将配好的混合料置于混碾机中混匀5分钟。③圆盘造球机设置圆盘的倾角为45°，转速为33转/分钟，造球机规格为Ф600×120mm，生球的粒度控制在10-15mm。④生球性能指标有：生球水分、抗压强度、落下强度和爆裂温度。

表2 球团矿焙烧制度

（2）单烧试验。球团焙烧设备示意图见图1。

图1 焙烧设备流程图

实验步骤只需要两步即可完成。首先，对球团进行干燥、预热，其次，进行焙烧实验。在第一步实验操作结束后，记录下球团矿的抗压强度值和FeO、S含量值，第二步进行的实验是一套完整的焙烧流程。

（3）全过程试验。根据上文所得的预热试验结果，制定相应的预热试验之参数，接下来就可以进行焙烧试验。全流程的焙烧实验进行完毕后，取出得到的球团成品试样，按照前文所述相关方法测试该球团矿的抗压强度值。

（4）工业化生产实践。经过前期试验，初步商定讨论采用以下球团矿焙烧制度，使得抗压强度达到2000N/个球左右。经过工业化生产实践得到的球团矿，质量比较稳定，见表3。

表3 球团矿质量情况

5 结论

本文主要研究了石分精粉、由高炉瓦斯灰选出的瓦斯精粉以及电除尘灰等物料的特性，试验研究分析了不同配比下的造球、生球质量、预热、焙烧以及成品球团矿的性能。通过大量研究，在工业生产中认真分析总结，得到了以下结论：①无论瓦斯精粉是否细磨，博凯矿配比不应超过40%。一般情况下，磁铁矿球团预热需要10-15min，采用60%石分精粉配加40%博凯矿，预热时间需要延长到30min。②采用60%石分精粉配加40%博凯矿生产球团矿，焙烧温度不易过高，1150℃左右较为适宜，并且需要较强的氧化气氛。