[发明专利]海砂矿的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及海砂矿的预处理方法和利用海砂矿制备直接还原铁的方法。

背景技术

海砂矿，如钒钛磁铁海砂矿、钛铁矿海砂矿、钒钛磁铁河砂矿和钛铁矿河砂矿的，靠海洋或河流冲击而成，成砂粒状，粒度粗，约为0.053-0.35mm，表面圆滑。在冶炼之前，对海砂矿预处理的方法目前只有两种：一是直接对原海砂矿焙烧；二是湿磨成粉后造球焙烧，具体地，将原海砂矿湿磨成粉，用圆盘造球机或圆筒造球机以水粘结矿粉滚动成球状，然后对含水球团进行烘烤至高温焙烧。焙烧过的海砂矿或造球焙烧的球团，送入回转窑生产直接还原铁。然而，相关技术中海砂矿的预处理存在很大缺点，存在改进的需求。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题和事实的发现和认识作出的。

传统认为海砂矿颗粒粗、表面圆滑，因此，如果不磨成粉，无法进行造球，也不能压紧成块。因此，相关技术中要么利用多层炉直接对原海砂矿焙烧，要么湿磨成粉后造球焙烧。

然而，将海砂矿直接进行焙烧存在的问题是：海砂矿未造粒，海砂矿在多层炉、还原炉、熔分电炉中的透气性差，影响传热效率和化学反应效率，导致能耗高，冶炼时间长。

通过湿磨成粉后造球再进行焙烧存在的问题是：利用球磨机将海矿砂磨成高含水量的矿粉浆，能耗大；将含水量高的湿球进行烘烤，同样能耗大。

本申请的发明人通过大量的研究意外发现，虽然海砂矿颗粒粗、表面圆滑，但是采用本申请下面描述的方法完全可以直接将海砂矿压制成块，从而解决传统预处理方法存在的问题，同时还可以进一步提高后续的冶炼效率，降低冶炼能耗。

为此，本发明的一个目的在于提出一种海砂矿的预处理方法，该方法成本低，制备得到的海砂矿压块在冶炼时化学反应快，传热效率高，可提高海砂矿炼铁的产率。

根据本发明的实施例的海砂矿的预处理方法包括：

将原海砂矿和煤粉分别进行烘干，以便得到干燥海砂矿和干燥煤粉；

将所述干燥海砂矿、所述干燥煤粉和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；

将所述混合物料进行压制，以便得到海砂矿压块。

利用该方法制备得到的海砂矿压块可以直接在还原炉内还原制备直接还原铁，无需预先焙烧处理和湿磨成粉处理。本发明实施例的海砂矿的预处理方法，打破了传统的认为海砂矿颗粒粗、表面圆滑，不磨成粉，既不能滚动造球，更不能压紧成块的观念。本发明上述实施例的海砂矿的预处理方法将海砂矿与具有还原性的煤粉和粘结剂进行混合压块，粘结剂使得海砂矿容易成型，添加粉煤可以显著提高海砂矿与还原剂粉煤接触面积，提高后续的冶炼反应效率，进而可以省去了预焙烧的步骤。另外通过将原海砂矿制备成海砂矿压块在冶炼处理时可以显著提高透气性和传热效率，达到增加还原铁产量，降低还原和熔分能耗的目的。

在本发明的一些优选实施例中，所述煤粉的粒径为不大于1毫米。由此可以进一步提高粉煤与海砂矿的接触面积，提高还原反应效率。同时采用粒径较小的煤粉更加有助于海砂矿的成型，提高成型率。

在本发明的一些优选实施例中，所述干燥海砂矿的含水量为1～2重量％，所述干燥煤粉的含水量为1～2重量％。由此可以进一步提高还原反应效率。

在本发明的一些优选实施例中，所述干燥海砂矿、干燥煤粉和粘结剂是按照222：55：1的质量比进行所述混合处理的。由此可以进一步提高成型性和还原反应效率。

在本发明的一些优选实施例中，所述煤粉为无烟煤、烟煤、焦炭、木炭和褐煤中的至少一种。由此可以进一步提高海砂矿的还原效率。

在本发明的一些优选实施例中，所述粘结剂为有机粘结剂，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、糖蜜、玉米淀粉、木质素、腐植酸钠中的至少一种。由此采用上述粘结剂可有效地将海砂矿制备成海砂矿压块，同时无需预先将海砂矿打磨高含水量的矿粉浆，进而可以省去大量打磨和烘干能耗。

在本发明的一些优选实施例中，所述压制采用对辊式压球机、冲压式压块机或者挤压式压块机进行。

在本发明的一些优选实施例中，所述海砂矿压块为长方体。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种利用海砂矿制备直接还原铁的方法，包括：通过前面所述的海砂矿的预处理方法制备得到海砂矿压块；以及将所述海砂矿压块在转底炉内进行冶炼处理，以便获得直接还原铁。由此可以显著提高还原反应效率，节省能耗。

在本发明的一些优选实施例中，所述冶炼处理是在1300～1400摄氏度下进行15～30分钟而完成的。由此可以显著节省能耗。

附图说明