[发明专利]一种具有自还原性能的含锰粉末压制球团的制备方法有效

专利信息
申请号: 202010612064.2 申请日: 2020-06-30
公开(公告)号: CN111944994B 公开(公告)日: 2021-07-20
发明(设计)人: 张斌 申请(专利权)人: 湖南大学
主分类号: C22B1/245 分类号: C22B1/245;C22B1/16
代理公司: 长沙惟盛赟鼎知识产权代理事务所(普通合伙) 43228 代理人: 马凤兰
地址: 410082 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 还原 性能 粉末 压制 制备 方法
【说明书】:

本发明公开了一种具有自还原性能的含锰粉末压制球团的制备方法包括:将含锰粉末和石灰石混合并搅拌得到一次混合原料;加热煤焦油,并向煤焦油中加入煤沥青并搅拌,直到煤焦油与煤沥青完全溶解和混合得到粘结剂;先向混料机中通入水蒸气,然后分别将一次混合原料和粘结剂加入至混料机中,使一次混合原料和粘结剂均匀混合得到二次混合原料;将二次混合原料压制成球团;将压制成型后的球团进行干燥去除球团内的游离水,获得干球;将干球进行焙烧,去除煤沥青和煤焦油中的挥发分以及结晶水;将焙烧后的球团进行碳化,使煤焦油和煤沥青碳化成焦炭,得到最终的含锰粉末压制球团。本发明制备的锰粉球团无新增灰分并减少后续冶炼中的外配焦炭。

技术领域

本发明涉及含锰粉末压球工艺领域,具体涉及一种具有自还原性能的含锰粉末压制球团的制备方法。

技术背景

对于炼钢企业来说,锰是不可缺少的元素,因此有“无锰不成钢”之说。随着国内市场对钢材需求的不断增加,锰系合金的产量也随之增长,随之而来的是对锰矿的需求大幅度增长。我国的锰矿资源多而不富,锰平均品位约为22%,而富锰矿石(氧化锰矿石Mn≥30%、碳酸锰矿石Mn≥25%)资源仅占总资源的6.71%。随着多年的开采,国内生产的锰矿已远不能满足要求,每年需大量进口。国内普遍采用块矿利用电炉或高炉冶炼锰系合金,这也进一步的加剧了资源紧缺的情况。为了缓解资源紧张,很多厂家开始较多比例地使用粉锰矿来冶炼,但是粉矿量增加,直接冶炼将导致炉况不稳、难以控制等不利因素,这就要求将粉矿压制成块或团后再冶炼。粉矿制成块或团,一般采用的方法有烧结、球团、压团三种。目前,世界上锰矿粉造块多采用烧结法,只有当锰精矿粉粒度很细(例如-0.074mm在80%以上),则采用球团或压团方法。

1、烧结法。选用粒度小于8-10mm的锰矿粉、选矿精矿配入一定数量的熔剂和燃料,经混合制粒后布在烧结机上,主要靠烧结时产生的液相来粘结矿物颗粒,在高温的作用下烧成具有一定粒度和强度的烧结矿。它具有产量大、对矿石适应性强、工艺简单可靠、脱硫率较高(一般90%),但是,由于烧结法需要加入相当数量的固体燃料,通常残留较多的碳(0.3%-0.9%),成品率较低。2、球团法。将锰精矿配入添加剂或粘结剂,经混匀后在造球机上制成一定尺寸的小球,再进行预热、高温固结而获得足够强度的球团矿。与烧结法相比,具有粒度均匀、化学成分均一、能耗低、不含碳、球团粉末量少等优点。3、压球法。将锰精矿与粘结剂混合均匀,在一定压力下模压成型,包括冷压法和热压法。优点是流程简单、投资省、成本低、无需消耗燃料、能耗低、粒度均一等优点。与烧结法和球团法比较,压球法具有原料粒度范围更宽、不需要高温焙烧以及工艺流程短、设备少等优点,但是对于粘结剂的要求更高,不是烧结法或球团法通过高温焙烧(1000℃以上)获得锰硅酸盐作为重要的粘结相,而是全部由外加粘结剂提供低温和高温强度,所以粘结剂配方是压球法的关键。

申请号CN200810233617.2提出一种压球法,把锰矿粉料、含锰烟尘和煤、焦粉以及粘结剂加入混碾机中混合,然后在对辊压球机中模压,最后在链蓖式干燥机上进行干燥,该专利所制得的干球爆裂温度低。申请号CN201110225495.4介绍了一种压球法,把锰矿粉、锰铁除尘粉、煤粉、粘结剂一起混合,然后在压球机中模压成型,最后干燥,粘结剂为废纸浆液或水玻璃。该方法缺点是所制得的球团高温强度低以及粘结剂产生的灰分大。

综上所述,为了解决含锰粉末压制球团中粘结剂会产生大量灰分以及球团高温强度低的问题,急需一种新的含锰粉末压制球团的制备方法。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题,本发明提供了一种以煤焦油和煤沥青作为粘结剂的具有自还原性能的含锰粉末压制球团的制备方法,该方法一方面能够降低粘结剂所产生的灰分、提高球团高温强度,另一方面粘结剂所生产的焦炭可以作为后续锰铁合金冶炼时的还原剂,其具体技术方案如下:

S1、将含锰粉末和石灰石混合并搅拌得到一次混合原料,其中石灰石的质量为含锰粉末总质量的3-5%;

S2、加热煤焦油,并向煤焦油中加入煤沥青并搅拌,直到煤焦油与煤沥青完全溶解和混合得到粘结剂;

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