一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法
阅读说明：本技术 一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法 (Method for obtaining limonite pellets under laboratory conditions ) 是由 周晓雷 王云鹏 张闯 范心瑜 徐方鸿 林钰智 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法,属于冶金科研技术领域。褐铁矿粉按占总褐铁矿矿粉含量的99%以上,加入1%以下的膨润土混合均匀配矿并加水润湿得到总褐铁矿矿粉；制成生球团,得到直径为15～35mm的生球含量≥95％；生球进行干燥、预热、焙烧,焙烧之后关闭电炉,随炉冷却至1000℃,然后半开炉门继续降温,在炉内温度下降到800℃取出盛放球团的坩埚,不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温,得到实验室用褐铁矿球团。本发明直接采用高比例褐铁矿粉为原料就能制备得到符合高炉炼铁需要强度的成品球团。(The invention relates to a method for obtaining limonite pellets under laboratory conditions, and belongs to the technical field of metallurgical scientific research. Adding bentonite accounting for more than 99% of the total limonite powder content into the limonite powder, uniformly mixing, blending, and adding water to moisten to obtain the total limonite powder; preparing green pellets, wherein the content of the green pellets with the diameter of 15-35 mm is more than or equal to 95 percent; drying, preheating and roasting green pellets, closing the electric furnace after roasting, cooling to 1000 ℃ along with the furnace, then continuously cooling the furnace door by half, cooling to 800 ℃ in the furnace to take out a crucible containing the pellets, not taking out the pellet crucible, and placing the pellet crucible on the marble ground to cool to room temperature to obtain the limonite pellets for the laboratory. The invention can prepare finished pellets meeting the strength required by blast furnace ironmaking by directly adopting high-proportion limonite powder as a raw material.)
技术领域
本发明涉及一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，属于冶金科研技术领域。
背景技术
近年来，钢铁行业平稳发展，而我国铁矿石资源突出的贫、杂、难选等特点，使得我国需从国外引进大量高品位铁矿石资源。但随着社会不断发展，高品位铁矿石资源的日益枯竭，对于低品位铁矿石的研究与利用需要进一步深入。褐铁矿作为低品位矿石中的代表矿石，由于其品位较低，性能较差，焙烧或烧结后性能无法满足冶炼要求，仍没有被广泛投入生产。如果能将低品位的褐铁矿转变为高品位的、可入炉冶炼的优质人造球团矿，将在一定程度上解决我国的铁矿石资源问题，缓解需要长期引进外来高品位铁矿石资源的局面，这使得褐铁矿具有了宽广的发展前景与利用空间。
由于褐铁矿亲水性强，结晶水含量高，以褐铁矿为主要原料制作的炼铁用球团在加热时大量水分转化成气体，从而导致球团直接爆裂，球团强度下降明显，易产生破碎、粉化。
本发明的发明人在2019年公开了申请号2019113272539、一种生产褐铁矿球团的方法。该申请中将粒度范围在400目到50目的褐铁矿粉占总褐铁矿矿粉含量的85%以上，加入膨润土混合均匀并加水润湿得到混合料，在造球机中制成生球团，直径为8～18mm的生球含量≥95％；将得到的生球团放入链箅机中预热得到直径大于8mm热球，控制料层高度为200mm，分别进行鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段和预热II段；得到的直径大于8mm焙烧球团进行三段冷却，最终制备得到直径大于8mm的褐铁矿球团。但是该方法依然存在配矿过程中其他铁精矿粉加入量需在15%左右，褐铁矿粉的含量在85%左右，除褐铁矿粉外加入的其他原料占比还是高，这样限制了褐铁矿粉的充分应用比例，在某些特定条件下的生产受到了限制。例如在褐铁矿富集的矿山，当地有且仅有褐铁矿，如果想在矿山采用直接造球的生产方案，需要从外地运来其他铁精矿粉带来不必要的运输成本。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，本发明直接采用高比例褐铁矿粉为原料就能制备得到符合高炉炼铁需要强度的成品球团，本发明通过以下技术方案实现。
一种在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
步骤1、将粒度200目到100目大于85%的褐铁矿粉按占总褐铁矿矿粉含量的99%以上，加入1%以下的膨润土混合均匀配矿并加水润湿得到总褐铁矿矿粉；
步骤2、将步骤1得到的总褐铁矿矿粉在造球机中制成生球团，得到直径为15～35mm的生球含量≥95％；
步骤3、将步骤2得到的15～35mm直径的生球装入刚玉坩埚中在200℃进行干燥20min，升温至700℃进行预热20min，继续升温至1200℃焙烧25min，焙烧之后关闭电炉，随炉冷却至1000℃，然后半开炉门继续降温，在炉内温度下降到800℃取出盛放球团的坩埚，不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温，得到实验室用褐铁矿球团。
所述步骤1200目到100目大于85%的褐铁矿粉通过粒度为0.5-25mm的褐铁矿粉矿磨矿、筛分获得。
所述步骤1配矿中将膨润土均匀的撒在褐铁矿粉表面，用五指顺时针、逆时针循环轻轻的搅拌物料约1-3分钟，将膨润土与矿粉充分混合，若矿粉过干，按照每1kg总褐铁矿矿粉喷洒10ml水。
所述步骤2造球机转速为200r/min，滴加水滴的速度为2滴/秒，向圆盘造球机的边缘矿土处滴入滴状水，使造球机内产生母球。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过设置的多种操作条件可以有效改善以99%质量百分比褐铁矿制备球团的性能，最大限度的增加褐铁矿使用量和增强了球团的抗压性能，提高了球团的抗压强度。由于褐铁矿成本较其他铁矿石价格明显低廉，该种球团具有较好的实用性和经济性。
（2）本发明通过合理调整褐铁矿粉粒径、配矿和加热温度，有效合理利用水分转化成气体和气体散逸出球团的进程。这样的设置可以有效增加球团的热稳定性和爆裂率。
（3）本发明通过改善球团的干燥、预热和焙烧的温度和时间，可以有效强化球团的内部固结反应，提高球团强度。
（4）本发明通过设置合理的冷却工序和降温速率，提出冷却中期开炉门冷却方法，相较现有技术中的褐铁矿球团也具备更好的强度。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
步骤1、将粒度200目到100目大于85%的褐铁矿粉按占总褐铁矿矿粉含量的99%（990g褐铁矿粉），加入1%的膨润土（10g膨润土）混合均匀配矿并加水润湿得到1kg总褐铁矿矿粉；
步骤2、将步骤1得到的总褐铁矿矿粉在造球机中制成生球团，得到直径为15～35mm的生球含量≥95％；
步骤3、将步骤2得到的15～35mm直径的生球装入刚玉坩埚中在200℃进行干燥20min，升温至700℃进行预热20min，继续升温至1200℃焙烧25min，焙烧之后关闭电炉，随炉冷却至1000℃，然后半开炉门继续降温，在炉内温度下降到800℃取出盛放球团的坩埚，不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温，得到实验室用褐铁矿球团。
其中步骤1200目到100目大于85%的褐铁矿粉通过粒度为0.5-25mm的褐铁矿粉矿磨矿、筛分获得；配矿中将膨润土均匀的撒在褐铁矿粉表面，用五指顺时针、逆时针循环轻轻的搅拌物料约3分钟，将膨润土与矿粉充分混合，若矿粉过干，按照每1kg总褐铁矿矿粉喷洒10ml水；步骤2造球机转速为200r/min，滴加水滴的速度为2滴/秒，向圆盘造球机的边缘矿土处滴入滴状水，使造球机内产生母球。
本实施例制备得到的褐铁矿球团强度为2300N/个，在纯褐铁矿球团中该种制备方法为独创。
实施例2
如图1所示，该在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
步骤1、将粒度200目到100目大于85%的褐铁矿粉按占总褐铁矿矿粉含量的99.5%（995g褐铁矿粉），加入0.5%的膨润土（5g膨润土）混合均匀配矿并加水润湿得到1kg总褐铁矿矿粉；
步骤2、将步骤1得到的总褐铁矿矿粉在造球机中制成生球团，得到直径为15～35mm的生球含量≥95％；
步骤3、将步骤2得到的15～35mm直径的生球装入刚玉坩埚中在200℃进行干燥20min，升温至700℃进行预热20min，继续升温至1200℃焙烧25min，焙烧之后关闭电炉，随炉冷却至1000℃，然后半开炉门继续降温，在炉内温度下降到800℃取出盛放球团的坩埚，不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温，得到实验室用褐铁矿球团。
其中步骤1200目到100目大于85%的褐铁矿粉通过粒度为0.5-25mm的褐铁矿粉矿磨矿、筛分获得；配矿中将膨润土均匀的撒在褐铁矿粉表面，用五指顺时针、逆时针循环轻轻的搅拌物料约2分钟，将膨润土与矿粉充分混合，若矿粉过干，按照每1kg总褐铁矿矿粉喷洒10ml水；步骤2造球机转速为200r/min，滴加水滴的速度为2滴/秒，向圆盘造球机的边缘矿土处滴入滴状水，使造球机内产生母球。
本实施例制备得到的褐铁矿球团强度为1700N/个，在纯褐铁矿球团中该种制备方法为独创。
实施例3
如图1所示，该在实验室条件下获得褐铁矿球团的方法，其包括以下步骤：
步骤1、将粒度200目到100目大于85%的褐铁矿粉按占总褐铁矿矿粉含量的99.8%（998g褐铁矿粉），加入0.2%的膨润土（2g膨润土）混合均匀配矿并加水润湿得到1kg总褐铁矿矿粉；
步骤2、将步骤1得到的总褐铁矿矿粉在造球机中制成生球团，得到直径为15～35mm的生球含量≥95％；
步骤3、将步骤2得到的15～35mm直径的生球装入刚玉坩埚中在200℃进行干燥20min，升温至700℃进行预热20min，继续升温至1200℃焙烧25min，焙烧之后关闭电炉，随炉冷却至1000℃，然后半开炉门继续降温，在炉内温度下降到800℃取出盛放球团的坩埚，不取出球团坩埚放置在大理石地面冷却至室温，得到实验室用褐铁矿球团。
其中步骤1200目到100目大于85%的褐铁矿粉通过粒度为0.5-25mm的褐铁矿粉矿磨矿、筛分获得；配矿中将膨润土均匀的撒在褐铁矿粉表面，用五指顺时针、逆时针循环轻轻的搅拌物料约1分钟，将膨润土与矿粉充分混合，若矿粉过干，按照每1kg总褐铁矿矿粉喷洒10ml水；步骤2造球机转速为200r/min，滴加水滴的速度为2滴/秒，向圆盘造球机的边缘矿土处滴入滴状水，使造球机内产生母球。
本实施例制备得到的褐铁矿球团强度为1100N/个，在纯褐铁矿球团中该种制备方法为独创。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
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