一種鉻鐵礦氧化球團礦及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鉻鐵礦氧化球團礦，其原料按照重量百分比包括：第一鉻鐵礦40%～60%，第二鉻鐵礦10%～15%，第三鉻鐵礦25%～50%，膨潤土1%～2%，冶金焦粉1%～2%，白云石0.5%～2%。本發明還公開了一種鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，制備的鉻鐵礦氧化球團礦具有良好的成球性、較高的強度及優良的冶煉性能。
【專利說明】一種鉻鐵礦氧化球團礦及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鉻鐵礦物造塊【技術領域】，特別是涉及一種鉻鐵礦氧化球團礦及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鉻是一種具有重要戰略意義的金屬，在自然界總是與鐵共生形成鉻鐵尖晶石(Fe0.Cr2O3),其礦物學名稱是鉻鐵礦(戴維、舒利.鐵合金冶金工程，北京:冶金工業出版社，1999,92:121~122)。在冶金工業中，鉻鐵礦石主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為煉鋼添加料用于生產多種高強度、耐腐蝕、耐氧化的特種鋼，廣泛用于航空、汽車、造船、軍工部門。隨著不銹鋼產品的發展，冶金工業對鉻鐵礦的需求比例還將提高(劉元根.西藏鉻鐵礦資源的合理開采和利用會議，冶金礦山設計與建設，1996，(5):9)。隨著我國對鉻資源需求的快速增長及對進口的依賴性越來越強烈，鉻礦的供應日趨緊張，而且富礦、塊礦不斷減少，粉礦和經富選的精礦比例增加，塊礦與粉礦的價差也將越來越大。另外，塊狀鉻礦在長途運輸過程中也有破碎(賈振海.粉狀鉻礦的預處理技術，鐵合金，1989，
[3]:39~40)。在冶煉高碳鉻鐵過程中，粉礦過多會使爐料透氣性變差，爐況惡化，嚴重影響各項技術經濟指標(楊世明.我國鉻鐵生產發展中的問題與思路，鐵合金，1996，(3):50)。因此，如何利用廉價粉礦，加強鉻礦粉的造塊是降低我國鉻系鐵合金生產成本、提高鉻系鐵合金市場競爭力的有效措施之一。
[0003]目前我國鉻礦粉造塊方式主要有壓塊、預熱預還原球團及燒結法三種工藝，在這三種主要的方法中，壓塊法雖然工藝過程比較簡單、生產運行成本低及環境較為改善，但產品仍然屬于生料，其高溫冶煉性能不如預熱預還原球團法和燒結法；預熱預還原球團法由于工藝復雜，采用的生產廠 家不多；鉻鐵礦燒結亦有一定的難度，燒結過程燃耗高，燒結礦強度差、產量低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種鉻鐵礦氧化球團礦及其制備方法，以解決現有鉻鐵礦造塊技術中存在的所造塊物高溫冶煉性能差、強度低的問題。
[0005]技術方案具體如下:
[0006]一種鉻鐵礦氧化球團礦，其原料按照重量百分比包括:第一鉻鐵礦40%~60%，第二鉻鐵礦10%~15%，第三鉻鐵礦25%~50%，膨潤土 1%~2%，冶金焦粉1%~2%，白云石
0.5% ~2%ο
[0007]進一步:所述第一鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為39.5~42.2%, FeO 為 26.2 ~28.7%, MgO 為 8.5 ~10.1%，CaO 為 0.8 ~1.4%, Al2O3 為 13.6 ~16.7%, SiO2 為 2.5 ~5.1%，S 為 0.001 ~0.009%, P 為 0.002 ~0.007% ;所述第一鉻鐵礦中粒度< 4_的粉礦占所述第一鉻鐵礦總重量的百分比至少為95%。
[0008]進一步:所述第二鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為37.7~39.5%, FeO 為 13.1 ~16.4%, MgO 為 19.5 ~21.1%，CaO 為 1.3 ~1.8%, Al2O3 為 8 ~10%,SiO2S 10~11.2%，S為0.01~0.03%，P為0.001~0.003% ;所述第二鉻鐵礦中粒度 5mm的粉礦占所述第二鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
[0009]進一步:所述第三鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為45.8~47.4%, FeO 為 15.9 ~17.1%，MgO 為 16.7 ~18.3%, CaO 為 0.5 ~1.0%, Al2O3 為 7.7 ~
9.6%, SiO2為8.4~10.5%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003% ;所述第三鉻鐵礦中粒度< 2mm的粉礦占所述第三鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
[0010]進一步:所述冶金焦粉按照重量百分比包括:固定碳含量 [0011]進一步:組份按照重量百分比計，所述第一鉻鐵礦為40%，所述第二鉻鐵礦為10%，所述第三鉻鐵礦為50%,所述膨潤土為1%,所述冶金焦粉為1.5%,所述白云石為0.5%。
[0012]一種鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，包括以下步驟:
[0013]在含鉻原料中按照重量百分比加入1%~2%的鈉基膨潤土、1%~2%的冶金焦粉及
0.5%~2%的白云石，混合得到混合料；所述含鉻原料的組份按照重量百分比包括:第一鉻鐵礦40%~60%，第二鉻鐵礦10%~15%，第三鉻鐵礦25%~50% ；
[0014]將所述混合料潤磨為細粉，造球得到生球；
[0015]將所述生球經干 燥、預熱、焙燒、均熱，得到鉻鐵礦氧化球團礦。
[0016]進一步:所述干燥的條件:溫度為450~600°C,時間為5~IOmin ;所述預熱的條件:溫度為1150~1250°C，時間為5~IOmin ;所述焙燒的條件:溫度為1300~1350°C，時間為5~IOmin ;所述均熱的條件:溫度為1200~1250°C，時間為4~8min。
[0017]進一步:所述第一鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為39.5~42.2%, FeO 為 26.2 ~28.7%, MgO 為 8.5 ~10.1%，CaO 為 0.8 ~1.4%, Al2O3 為 13.6 ~
16.7%, SiO2 為 2.5 ~5.1%，S 為 0.001 ~0.009%, P 為 0.002 ~0.007% ;所述第一鉻鐵礦中粒度< 4_的粉礦占所述第一鉻鐵礦總重量的百分比至少為95% ；
[0018]所述第二鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為37.7~39.5%，FeO為13.1 ~16.4%, MgO 為 19.5 ~21.1%，CaO 為 1.3 ~1.8%, Al2O3 為 8 ~10%, SiO2 為 10 ~
11.2%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003% ;所述第二鉻鐵礦中粒度 5mm的粉礦占所述第二鉻鐵礦總重量的百分比至少為90% ；
[0019]所述第三鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為45.8~47.4%，FeO為15.9 ~17.l%，MgO 為 16.7 ~18.3%，Ca0 為 0.5 ~1.0%，Al2O3 為 7.7 ~9.6%，SiO2S 8.4 ~
10.5%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003% ;所述第三鉻鐵礦中粒度 2mm的粉礦占所述第三鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
[0020]進一步:按照重量百分比計，所述第一鉻鐵礦為40%，所述第二鉻鐵礦為10%，所述第三鉻鐵礦50%，所述膨潤土 1%，所述冶金焦粉1.5%，所述白云石0.5%。
[0021]本發明的有益效果:
[0022]1、本發明通過對鉻鐵礦粉進行潤磨預處理，改變了其粒度粗、表面活性差的屬性，從而使其具有了良好的成球性。
[0023]2、鉻鐵礦中的鉻以鉻尖晶石形態存在，其熔點高，難以焙燒造塊，本發明通過配加白云石增加液相生成量及球團內配碳燃燒放熱來提高氧化球團礦強度，制備出一種適宜于電爐冶煉高碳鉻鐵的新的優質爐料一鉻鐵礦氧化球團礦。
[0024]3、本發明制備的鉻鐵礦氧化球團礦，以下成分按照重量百分數的含量:Cr2O3≥40%, MgO≥12%，Cr2O3/ Σ FeO≥2.0 (Cr2O3的重量與全鐵的重量比值大于等于
2.0)。
[0025]4、本發明制備的鉻鐵礦氧化球團礦抗壓強度≥ 1800N/P (P指個球鉻鐵礦氧化球團礦)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1鉻鐵礦氧化球團礦制備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0028]如圖1所示，鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法如下:
[0029]S1:按照重量百分比，在含鉻原料中加入1%~2%的膨潤土、1%~2%的冶金焦粉及0.5%~2%的白云石充分混勻，得到混合料。優選的，膨潤土為鈉基膨潤土。
[0030]S2:將混合料潤磨為細粉，其中粒徑為200目的粉末占總細粉體積的80%±2%，造球得到生球。
[0031]S3:生球在溫度為450~600°C條件下干燥，干燥時間為5~lOmin，得到干球。
[0032]S4:干球在溫度為1150~1250°C條件下預熱，預熱時間為5~lOmin，得到預熱球。
[0033]S5:預熱球在溫度為1300~1350°C條件下焙燒，焙燒時間為5~lOmin，得到焙燒球。
[0034]S6:焙燒球在溫度為1200~1250°C條件下均熱，均熱時間為4~8min，得到鉻鐵礦氧化球團礦成品球團。
[0035]含鉻原料為南非鉻鐵粉礦(第一鉻鐵礦)與巴基斯坦鉻鐵粉礦(第二鉻鐵礦)、土耳其鉻鐵粉礦(第三鉻鐵礦)的混合鉻鐵粉礦，各組分的重量百分數為:南非鉻鐵粉礦40%~60%，巴基斯坦鉻鐵粉礦10%~15%，土耳其鉻鐵粉礦25%~50%。
[0036]南非鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為39.5~42.2%，FeO為26.2 ~28.7%, MgO 為 8.5 ~10.1%，CaO 為 0.8 ~1.4%, Al2O3 為 13.6 ~16.7%, SiO2 為
2.5~5.1%，S為0.001~0.009%，P為0.002~0.007%。南非鉻鐵粉礦粒度≤4mm的占總重量的95%以上。
[0037]巴基斯坦鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為37.7~39.5%，FeO為 13.1 ~16.4%, MgO 為 19.5 ~21.1%, CaO 為 1.3 ~1.8%, Al2O3 為 8 ~10%, SiO2 為 10 ~
11.2%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003%。巴基斯坦鉻鐵粉礦粒度≥5mm的占總重量的90%以上。
[0038]土耳其鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括:Cr203為45.8~47.4%，FeO為15.9 ~17.l%，MgO 為 16.7 ~18.3%, CaO 為 0.5 ~1.0%, Al2O3 為 7.7 ~9.6%, SiO2 為 8.4 ~
10.5%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003%。土耳其鉻鐵粉礦粒度≥2mm的占總重量的90%以上。[0039]冶金焦粉按照重量百分比包括:固定碳含量在79%以上，硫含量< 0.7%，磷含量(0.02%。[0040]白z?石按照重量百分比包括:CaO含量>≥ 28%, MgO含量≥ 19%。
[0041]膨潤土按照重量百分比包括=SiO2含量≥63%，Na2O含量≥2%。
[0042]下面通過實施例來進一步說明本發明的【具體實施方式】，但本發明的【具體實施方式】不局限于以下實施例。
[0043]各實施例中原料化學成分及制備的球團礦原料組成、化學成分、相關性能及礦物組成見表1~8。
[0044]表1含鉻原料化學成分(％)
[0045]
【權利要求】
1.一種鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，按照重量百分比包括:第一鉻鐵礦40%~60%，第二鉻鐵礦10%~15%，第三鉻鐵礦25%~50%，膨潤土 1%~2%，冶金焦粉1%~2%，白云石0.5% ~2%ο
2.如權利要求1所述的鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，所述第一鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為39.5~42.2%, FeO為26.2~28.7%, MgO為8.5~10.1%，CaO 為 0.8 ~1.4%, Al2O3 為 13.6 ~16.7%, SiO2 為 2.5 ~5.1%，S 為 0.001 ~0.009%, P 為0.002~0.007% ;所述第一鉻鐵礦中粒度< 4mm的粉礦占所述第一鉻鐵礦總重量的百分比至少為95%。
3.如權利要求1所述的鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，所述第二鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為37.7~39.5%, FeO為13.1~16.4%, MgO為19.5~21.1%，CaO 為 1.3 ~1.8%，Al2O3 為 8 ~10%，SiO2S 10 ~11.2%，S 為 0.01 ~0.03%，P 為 0.001 ~0.003%;所述第二鉻鐵礦中粒度≤5mm的粉礦占所述第二鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
4.如權利要求1所述的鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，所述第三鉻鐵礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為45.8~47.4%, FeO為15.9~17.1%, MgO為16.7~18.3%,CaO 為 0.5 ~1.0%, Al2O3 為 7.7 ~9.6%, SiO2 為 8.4 ~10.5%, S 為 0.01 ~0.03%, P 為0.001~0.003% ;所述第三鉻鐵礦中粒度< 2mm的粉礦占所述第三鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
5.如權利要求1所述的鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，所述冶金焦粉按照重量百分比包括:固定碳含量≤79%,硫含量< 0.7%,磷含量< 0.02% ;所述白云石按照重量百分比包括:CaO含量≤28%, MgO含量≤19%。
6.如權利要求1~5任一項權利要求所述的鉻鐵礦氧化球團礦，其特征在于，組份按照重量百分比計，所述第一鉻鐵礦為40%，所述第二鉻鐵礦為10%，所述第三鉻鐵礦為50%，所述膨潤土為1%，所述冶金焦粉為1.5%,所述白云石為0.5%。
7.一種鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，包括以下步驟: 在含鉻原料中按照重量百分比加入1%~2%的鈉基膨潤土、1%~2%的冶金焦粉及0.5%~2%的白云石，混合得到混合料；所述含鉻原料的組份按照重量百分比包括:第一鉻鐵礦40%~60%，第二鉻鐵礦10%~15%，第三鉻鐵礦25%~50% ； 將所述混合料潤磨為細粉，造球得到生球； 將所述生球經干燥、預熱、焙燒、均熱，得到鉻鐵礦氧化球團礦。
8.如權利要求7所述的鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，其特征在于，所述干燥的條件:溫度為450~600°C，時間為5~IOmin ;所述預熱的條件:溫度為1150~1250°C，時間為5~IOmin ;所述焙燒的條件:溫度為1300~1350°C，時間為5~IOmin ;所述均熱的條件:溫度為1200~1250°C，時間為4~8min。
9.如權利要求7所述的鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，其特征在于，所述第一鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為39.5~42.2%，FeO為`26.2~28.7%，MgO為`8.5 ~10.1%, CaO 為 0.8 ~1.4%, Al2O3 為 13.6 ~16.7%, SiO2 為 2.5 ~5.1%，S 為 0.001 ~`0.009%，P為0.002~0.007% ;所述第一鉻鐵礦中粒度≤4mm的粉礦占所述第一鉻鐵礦總重量的百分比至少為95%;所述第二鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為37.7~39.5%，FeO為13.1 ~16.4%, MgO 為 19.5 ~21.1%，CaO 為 1.3 ~1.8%, Al2O3 為 8 ~10%, SiO2 為 10 ~11.2%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003% ;所述第二鉻鐵礦中粒度≤5mm的粉礦占所述第二鉻鐵礦總重量的百分比至少為90% ； 所述第三鉻鐵粉礦的化學成分按照重量百分比包括=Cr2O3為45.8~47.4%，FeO為15.9 ~17.l%，MgO 為 16.7 ~18.3%，Ca0 為 0.5 ~1.0%，Al2O3 為 7.7 ~9.6%，SiO2S 8.4 ~10.5%, S為0.01~0.03%, P為0.001~0.003% ;所述第三鉻鐵礦中粒度≤2mm的粉礦占所述第三鉻鐵礦總重量的百分比至少為90%。
10.如權利要求7、8或9所述的鉻鐵礦氧化球團礦的制備方法，其特征在于，按照重量百分比計，所述第一鉻鐵礦為40%，所述第二鉻鐵礦為10%，所述第三鉻鐵礦50%，所述膨潤土 1%，所述冶金焦粉1.5%,所述白云石0.5%。
【文檔編號】C22B34/32GK103468937SQ201310355953
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月15日
【發明者】付國偉, 鄔虎林, 呂志義, 白曉光, 沈茂森, 張永, 李玉柱, 劉周利, 趙永紅 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司