[发明专利]一种机械和化学耦合活化难烧铁矿的球团节能减排方法

说明书

本发明公开了一种机械和化学耦合活化难烧铁矿的球团节能减排方法。针对难烧的铁精矿，在其球团制备过程中，将难烧铁矿和石灰石进行强力混匀后，通过高压辊磨预处理。该方法耦合了高压辊磨的机械活化作用和石灰石的化学活化作用，共同促进难烧铁矿的固结反应，从而使难烧铁矿球团料的焙烧温度降低60～100℃，球团强度提高300～600N/个以上，能耗下降10％～25％，SO₂减排12～30％，NOx减排25％～52％。

技术领域

本发明涉及一种难烧铁矿预处理方法，特别涉及一种通过化学活化剂耦合高压辊磨促进难烧铁矿晶格活化，从而降低难烧铁矿焙烧温度，实现难烧铁矿球团制备过程节能减排的方法，属于钢铁冶金的铁矿球团制备领域。

背景技术

球团矿作为高炉炼铁的一种主要含铁炉料，具有粒度均匀、抗压强度好、铁品位高、冶金性能好等优点。且相比烧结矿，球团生产对环境相对友好，热利用率更高。因此，各国钢铁厂在高炉炉料的选择中更加青睐球团矿。到目前为止，我国球团矿占高炉炉料结构的比例已增至20％以上。

随着优质磁铁矿储量的降低，赤铁矿、镜铁矿等成球性和焙烧性能较差的铁矿资源用量逐年增加。尤其焙烧性能差的铁精矿，其焙烧温度高达1320～1350℃，对设备的耐高温材质要求非常高，而且由于进入焙烧前的球团强度低，在加工过程球团表面的颗粒易脱落而导致废气中粉尘含量高；除此之外，球团的焙烧温度越高，球团生产过程产生的热力型NOx呈指数增加，因此，难烧矿制备球团过程面临生产难度大、焙烧温度高、能耗高、污染物排放量大等众多问题。因而改善球团的固结性能，降低焙烧温度，是难烧铁矿资源合理利用和节能减排的关键。

采用高压辊磨改变铁精矿颗粒的粒度、比表面积、形状、亲水性等性质，可以改善铁精矿的成球性能和固结性能，是制备优质球团矿的重要措施。实践表明高压辊磨具有明显提高铁矿球团质量，降低能耗、提高产能等作用。但当辊磨压力达到一定值后，铁精矿的比表面积和活性将不再提高，对球团质量的改善作用也变得不明显。因此，对于赤铁矿、镜铁矿等焙烧性能差的原料，单采用高压辊磨的方法，还不足以将其焙烧温度降低至磁铁矿球团那样低的温度，且强度也难以与磁铁矿球团相比。

此外，继续降低焙烧温度对污染物减排的作用也非常大。随着国家环保政策的日益严格，球团行业也要实施超低排放标准。降低焙烧温度，减少球团过程各种污染物的产生量，尤其是NOx的产生量，对后续进行污染物治理而达到超低排放意义重大。因此，在高压辊磨的基础上，实现难烧铁矿的低温焙烧，是其低能耗清洁生产的关键。

发明内容

针对现有技术中难烧铁矿焙烧性能差的问题以及高压辊磨在预处理难烧铁矿过程中存在的不足，本发明的目的是在于提供一种通过机械活化和化学活化耦合促进难烧铁矿高效活化，实现球团节能焙烧和减排方法，该方法通过机械活化和化学活化的共同作用，实现难烧铁矿的低温焙烧，大幅降低球团的能源消耗，从源头减少COx、SOx、NOx的排放，尤其是实现难烧铁矿的低NOx生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供的一种机械和化学耦合活化难烧铁矿的球团节能减排方法，难烧铁矿依次经过预处理、造球、预热和焙烧获得球团矿，在难烧铁矿制备球团过程中，将难烧铁矿和石灰石进行强力混匀后，采用高压辊磨预处理。

本发明技术方案在高压辊磨机械活化作用下，不但能够使得难烧铁矿表面产生裂纹，晶格被活化，增加铁精矿比表面积和活性，有利于烧结过程，而且可以为石灰石和铁精矿之间的充分接触创造了有利条件，从而使得石灰石能够更好地发挥其强化高温烧结的过程，从而通过机械活化和石灰石的化学活化耦合作用，大幅降低难烧铁矿的焙烧温度，降低能耗，减少SO₂、NOx等的排放。

优选的方案，所述难烧铁矿包括镜铁矿和/或赤铁矿，和/或包括镜铁矿和赤铁矿总质量超过60％的混合铁矿，和/或适宜焙烧温度超过1320℃的铁精矿。适宜焙烧温度指的是完成正常烧结所需最低温度。