[发明专利]一种碱性球团及其制备方法

说明书

本发明提供一种碱性球团，利用钢铁行业含碳粉尘和磷化工行业固废磷石膏为原料，生产碱性球团的方法，方法包括如下步骤：将磷石膏、含碳粉尘和铁精矿按一定比例混匀，外配一定量膨润土后作为造球原料使用。本发明巧妙利用钢铁行业大量含碳粉尘中碳的还原性，将磷石膏中的硫酸钙还原分解为氧化钙，以提高球团矿碱度，同时含碳粉尘中含有的大量铁组分也可以作为造球原料使用，不会大幅度降低球团矿低品位。本发明将磷石膏和含碳粉尘中的碳、钙和铁组分合理化、增值化利用，变废为宝，不仅可以对含碳粉尘和磷石膏进行大规模消纳，而且降低了碱性球团的生产成本。

技术领域

本发明涉及高炉用碱性球团矿技术领域，更具体地，涉及一种碱性球团及其制备方法。

背景技术

磷石膏是磷化工行业的副产固废，湿法磷酸生产过程中，每生产1吨磷酸，会产生5吨磷石膏副产品。但是，由于磷矿中杂质含量较高的原因，在进行湿法磷酸生产过程中，矿石中一些杂质组分会与硫酸反应形成沉淀物混杂于磷石膏当中，造成磷石膏中硫酸钙纯度降低，有害元素含量增高，导致磷石膏难以利用。我国现有磷石膏堆存量约6亿吨，每年使用量却非常有限，大量酸性磷石膏随意堆弃，不仅占用土地，污染环境而且浪费大量资源。

在钢铁生产各工序中，会产生如高炉灰、烧结碎焦、除尘灰等含碳粉尘，这些含碳粉尘除了碳组分外，还含有大量铁组分，一般用于返回烧结配料。但是，过量使用含碳粉尘，会造成烧结料层透气性下降，恶化烧结指标。

硫酸钙在氧化性气氛下，需要1300℃才能发生分解反应，生成氧化钙和二氧化硫，但此温度远超球团烧结温度，在球团工艺的焙烧温度下，无法实现硫酸钙的氧化分解。本发明巧妙利用含碳粉尘中碳的还原性，将硫酸钙的分解温度从1300℃大幅降低至800℃，生成的氧化钙可以提高球团碱度，生产碱性球团矿。

碱性球团矿是为了适应新形势下高炉的精料方针应运而生的高质量炼铁原料。相比传统的烧结矿，球团矿粒度均匀，含铁量高，还原性好，是一种优良的高炉炉料。

综上，将磷石膏、含碳粉尘和铁精矿复配作为碱性球团生产原料，不仅可以将磷石膏和含碳粉尘进行增值化、无害化利用，磷石膏中的硫元素还可以在高温被烧过程中分解为二氧化硫，通过脱硫系统重新回到硫酸工序制酸。同时，利用中和渣中的钙元素，提高球团矿碱度，降低了碱性球团矿的生产成本。

发明内容

本发明提供一种碱性球团及其制备方法，以解决现有曝气沉砂过程中难以实现曝气量和沉砂、分离效果兼顾的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种碱性球团，所述碱性球团的组分及重量百分比含量为磷石膏10-15％、含碳粉尘10-20％，铁精矿70-90％，膨润土1.0-2.5％。

在上述方案基础上优选，所述磷石膏中硫酸钙的含量为70-90％。

在上述方案基础上优选，所述含碳粉尘中碳的含量为10-30％，铁品位为40-60％。

在上述方案基础上优选，所述铁精矿包括磁铁矿和赤铁矿，且其铁品位在60-68％。

本发明还提供了一种制备所述碱性球团的加工方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤A1，将权利要求1的比例配置磷石膏、含碳粉尘和铁精矿的原料，并进行高压辊磨处理；

步骤A2，对步骤A1处理后的原料配置膨润土，并在造球机上进行造球，形成球粒结构；

步骤A3，对球粒进行过筛，以取得8-16mm粒径的生球，并进行干燥、预热、焙烧和冷却以得到碱性球团。

在上述方案基础上优选，步骤A2，配置膨润土后，原料的碱度0.6以上，铁品位58％以上。

在上述方案基础上优选，步骤A3中，干燥分为两段干燥，且一段干燥温度为120-200℃，时间为3-10分钟，二段干燥温度为200-400℃，时间为5-10分钟。