[发明专利]用于烧结工艺中的矿粉团块和制备矿粉团块的方法

说明书

本申请要求2009年11月17日提交的名称为“Production Process of Ore Fine Agglomerate and Curing at Low Temperature for Use with Sintering Industrial Process(制备矿粉团块的方法和用于工业烧结工艺的低温固结)”的美国专利申请61/262,005的优先权，其全部内容以引用方式并入本申请。

发明背景

技术领域

本发明的方面涉及用于烧结工艺中的矿粉团块，该团块包括0.01毫米～8.0毫米的直径，由天然矿粉和作为主要粘结剂(agglomerant)的硅酸钠和在低温下固结制备。本发明的方面也涉及制备用于烧结工艺中的矿粉团块的方法。

背景技术

现有技术中已知有数种冷矿石固结技术。这些技术基于基本上使用水泥、砂浆、有机粘结剂和碳酸盐化的残余物作为粘结剂的矿粉固结法。在这些已知的固结法中，所使用的细粉需要经历研磨阶段使其可具有用于固结足够的粒度，这一粉料操作需要适当的设备和能源。

此外，添加数种与这些粘结剂相关的添加剂，以加速团块的固结并提高其机械性能。数种粘结剂和添加剂的使用，不但使加料体系更加复杂，也阻碍了操作成本的降低和团块的质量控制。

现有技术中已知的钢铁厂和冶金行业中使用的用于残余物固结的其他技术在添加剂中，使用硅酸钠以加速团块的固结过程，但是在这种情况下，所获得的团块呈现出12毫米以上的直径，并被用作还原反应器的金属料。

此外，这些方法大多使用压块作为粉料转化操作，也就是说，这些方法中所使用的细粉也需要经历一致化(conformation)阶段使其可显示出用于固结足够的粒度。

因此，一般情况下，由现有技术中已知的这些方法获得的团块需要高用量的粘结剂(10％以上)和长的产品固结时间(固结时间超过10天)。此外，传统上使用的粘结剂价格昂贵，占据超过70％的转化团块中细粉的操作成本，导致生产成本高。

此外，这些方法产生的团块呈现出低的对水接触的耐受性、运输和装卸期间高的细粉产生性(低机械耐受性)和由还原反应器内的热冲击引起的高的细粉产生性。大多时候，除了高转化成本，固结产品还呈现出被对冶金反应器的运行有害的元素污染。低的对水接触的耐受性是指这些粘结剂并非完全不溶这一事实，而其对于热冲击的脆性可能与粘结剂的化学和物理稳定性有关。

现有技术没有述及制备如下的用于烧结工艺中的矿粉团块的方法：该团块的直径为0.01毫米～8.0毫米，由天然矿粉和作为主要粘结剂的硅酸钠在低温下固结制备。

发明内容

本发明的一个目的是提供矿粉团块，该团块包括约0.01毫米～约8.0毫米的直径，由天然矿粉和基于硅酸钠的粘结剂形成，不需要研磨阶段或任何其他类型的粉碎。

本发明的另一个目的是提供矿粉团块，该团块不需要高温用于固结阶段。

本发明的另一个目的是提供矿粉团块，该团块包含低水平的由Na₂O造成的污染、高的机械耐受性和高的对水接触的耐受性。

提供不需要研磨阶段或任何其他类型的粉碎的制备矿粉团块的方法也是本发明的一个目的。

提供在混合阶段仅使用一种类型的粘结剂、在干燥阶段固结时间短、并且降低能耗和生产成本的制备矿粉团块的方法也是本发明的另一个目的。

因此，本发明包括一种用于烧结工艺中的矿粉团块，其包括与粘结剂相混合的天然矿粉，并且包括约0.01毫米～约8.0毫米的直径。

本发明还包括制备矿粉团块的方法，包括以下步骤：

(i)使用粒度小于约0.150毫米的天然矿粉；

(ii)将天然矿粉与粘结剂以粘结剂质量占约0.5至约5.0％的比率混合；

(iii)在控制水的添加下将混合物造粒，形成直径为约0.01毫米～约8.0毫米的团块；

(iv)将湿团块在约100℃～约150℃的温度下干燥，形成干燥团块。

附图说明

下面将基于附图中所表示的实施例进一步对本发明进行更详细描述。

附图显示：

图1-作为本发明的目的的制备矿粉团块的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的主题是用于烧结工艺中的矿粉团块。该团块包括约0.01毫米～约8.0毫米的直径，其简称为团块，并由与粘结剂相结合的天然矿粉的混合物在造粒工序中制备，所述天然矿粉呈现出小于0.150毫米的粒度，所述造粒工序可以为粒化或其他相当的工序。