圆盘造球烧结球团矿利用新型粘合剂代替膨润土可行性分析
河南锦瀚环保科技有限公司技术部
1、现状分析：
近年来,我国以圆盘造球、链篦机或转底炉烧结工艺为主的球团矿生产发展较快。球团矿已成为高炉的主要原料之一。球团矿具有良好的冶金性能,且由于是球状,气流阻力小,能改善高炉上部透气性,有利于提高高炉生产率。
当前球团行业大部分使用的粘结剂是膨润土。由于膨润土的配入,增加了球团矿的SiO2含量,降低了球团矿品位，而且出渣率高;由于膨润土的残留,降低了球团矿还原性。相比进口球团矿,除原料条件外,膨润土的配入是我国球团矿质量较差的原因之一。
目前,国内新型球团粘结剂的试用主要考虑以下几个方面:
新型粘结剂主要是水溶性高分子物质,遇水后成高粘液体,而膨润土为水不溶物,二者成球机理不完全相同。
膨润土成球以层状包裹长大为主,所成球团密实。生球通过链筐机干燥、预热,对Fe2O晶须长大、键桥连接,以及成品球团矿强度非常有利。
新型粘结剂成球是包裹和团聚兼有,团聚所成球团的密实度低于包裹所成球团密实度,晶须键桥连接作用较弱。通过多次试验改进后，新型粘合剂所成球团晶须键链接作用力提高，球团内部低熔点物质形成的液相组织有所提高，Fe2O3晶须长大扩散也较快，使得生球通过链篦机干燥、预热后的强度得到提高。焙烧后,成品球团矿抗压强度也相对稳定，达到技术要求。成品球团矿抗压强度不能稳定达到一级品质量要求。
2、新型粘合剂实验目的及数据评估：
河南锦瀚环保科技有限公司已开发出了新型粘结剂。JHW21-S系列产品都已在造球上得到了较好的应用。
使用添加量1-1.5%
(1)由于粘结性强、配料量少,可提高球团矿品位,降低球团矿中SiO2含量。
(2)提高球团矿的抗压强度,能达到和**过球团矿一级品质量标准。
(3)由于含有氧化剂,可降低球团总热量消耗。
(4)增加球团矿中微孔隙,残留较少,可提高球团矿的还原度。
(5)降低冶炼出渣率。
为了提高球团矿铁品位,新型**粘结剂替代膨润土对球团制备的影响,结果表明:采用新型机粘结剂完全替代膨润土,当其用量为1-2%(质量分数)时,不仅可以获得良好的生球性能及成品球强度,预热球强度也可满足生产要求:生球落下强度大于2次/(0.5m),且爆裂温度大于600℃,成品球强度达2.6~2.9kN/个,预热球强度大于400N/个;**粘结剂的应用使球团铁品位明显提高,用1%**粘结剂完全替代膨润土时,球团铁品位为71.69%,比5.0%膨润土的球团提高4.57%。
3、实验条件评估：
圆盘造球机规格为1000×200,转速25rmin,倾角47°。要求造球水分8.0±0.3%,生球落下强度≥5次/个,抗压强度≥10N/个,8-12mm粒级≥90%。按造球实验方案,经高压辊磨后,再经混合机混匀;按配料计算,称取4kg干料的总料;造球12min(含造母球、密实时间)。然后,检测生球落下强度、抗压强度、8-12mm粒级和水分。生球抗压强度、落下强度的检测分别取直径为8-12mm的生球,每次10个球,在DZQYC-200/10000NⅢ智能球团抗压强度测试机和落下装置上做测试,每个做两次,取其算术平均值。
4、经济效益评估
全部使用膨润土,球团矿理论品位为67.12%;配用新型粘结剂,球团矿理论品位为72.34%。按市场价,球团矿品位每上升1%加价15元/t。膨润土价格按550元/t计,新型粘结剂价格按3000元/计。
(1)全部膨润土进入球团矿成本为:550×5%=27.5元/t
(2)新型粘结剂进入球团矿成本为:3000×1.5%=45元/t
(3)球团矿品位提高增加效益:(72.34-67.12)×15=78.3元/t
(4)球团矿矿石消耗上升2%,增加成本2%×1100=22元/t
综合上述,与全部使用膨润土相比,球矿吨矿效益为:78.3-(45+22)=11.3元/t。按年产球团矿100万t计,年效益为11.3×100=1130万元。
5、结论
新型粘结剂实验研究结果表明,采用新粘结剂的成品球质量优于添加膨润土造球。新型粘结剂的配用,能提高球团矿质量,降低铁前系统成本,为提高高炉生产率创造条件。