[发明专利]一种利用鄂西铁矿石与气煤制备的铁焦及其制备方法

说明书

本发明提供一种利用鄂西铁矿石与气煤制备的铁焦及其制备方法，其特征在于，所述铁焦按质量百分比包括鄂西铁矿石10％～30％、气煤70％～90％，为提高铁焦冷态强度，还添加有鄂西铁矿石和气煤总质量0％～15％的改质沥青，采用“冷压‑炭化”炼焦方式，通过在炼焦过程中，给配料施加压强，减少气煤中挥发分的产生，增加胶质体含量，进而提高铁焦强度，所得铁焦的强度传统铁焦相当，气化起始反应温度显著降低，适用于高炉，可降低焦比，提升冶炼效率，具有节能减排的作用，在钢铁冶金行业具有明显的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种利用鄂西铁矿石与气煤制备的铁焦及其制备方法。

背景技术

铁焦是指用含铁物料与炼焦煤配合炼制的高反应性焦炭，高反应性的铁焦可以控制FeO-Fe还原反应平衡点，降低与CO₂的气化起始反应温度，有助于提高高炉冶炼效率。然而，随着我国炼焦行业的迅速发展，优质炼焦煤供应日趋紧张，储量丰富的气煤用于配煤炼焦在一定程度上成为缓解炼焦资源紧张问题的办法之一。此外，随着钢铁企业的发展，全球优质铁矿石资源日渐减少，铁矿石价格逐年上涨，来源丰富的鄂西铁矿石备受关注。然而，鄂西铁矿石含铁品位相对较低、磷含量相对较高，在传统高炉炼铁中很难以被广泛利用。如果能将鄂西铁矿石与气煤应用于铁焦的制备，不仅可极大缓解炼焦资源紧张问题，还可提高鄂西铁矿石利用率。

目前，关于铁焦的制备方法的研究有很多，如申请号为CN201811018091的专利，将粒度小于1mm的返矿与劣质煤混匀并在300℃～400℃热压成型得到型煤物料，然后与优质煤混合在2000℃～2400℃氮气保护条件下炭化20～24h制得铁焦。

申请号为CN201210408536的专利公开了一种高反应性高强度铁焦复合球团，该复合球团由内外两层不同成分和反应性的焦炭组成，内层是弱粘结性或中性粘结性煤和焦炭钝化剂，按照一定比例焦化而成，外层是由强粘结性煤和含铁物料按照一定比例焦化而成。

申请号为CN200780102093的专利，将铁矿石与原煤混合，以20℃/min升至550～600℃干馏制得成型物，随后利用电炉在900℃，氮气保护下对成型物进行炭化制备铁焦。

申请号为CN201180011516的专利，将煤粉与铁矿石的混合物冷压成型后，在竖炉内以最高温度为850℃进行干馏制备高反应性铁焦，高炉内铁焦与CO₂反应性显著提高，热储备区温度降低，从而达到降低焦比目的。

申请号为CN201611142370的专利，将生物质干燥后在350～800℃无氧条件下炭化得到生物质焦炭，随后将煤粉、生物质焦炭和含铁物料混合和捣固，在900～1100℃条件下炭化制得生物质铁焦。

然而上述现有技术提供的铁焦制备方法，所用的炼焦煤大多为配合煤，气煤用量较少，由于气煤变质程度低，挥发分高，作为炼焦煤，黏结性较弱，使用现有技术铁焦的制备方法，在加热时会产生较多煤气和焦油，胶质体热稳定性差，单独炼焦时可能结成强度较差的小块焦，形成的焦炭抗碎强度和耐磨强度较弱。此外，现有技术还存在在以下几个方面的不足：(1)炼焦温度过高、炼焦时间过长，生产效率降低、炼焦成本高；(2)实验原料需要预处理，热压或冷固成型后进行二次炭化，炼焦工艺流程较长；(3)所使用的含铁物料如转炉泥和高炉尘泥，Pb和Zn含量高，会降低高炉使用寿命。

因此，急需提供一种以气煤作为炼焦煤，以鄂西铁矿石作为含铁物料的铁焦的制备方法，缓解炼焦煤资源紧张问题，提高鄂西铁矿石利用率。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种利用鄂西铁矿石与气煤制备的铁焦及其制备方法，目的在于利用含铁品位相对较低、磷含量相对较高的鄂西铁矿石与弱黏结性气煤，制备低气化起始反应温度的铁焦，通过补加适量黏结剂，采用“冷压-炭化”炼焦方式，通过在炼焦过程中，给配料施加压强，以减少气煤中挥发分的产生，增加胶质体含量，进而提高制备的铁焦强度。