[发明专利]一种由低阶煤制造的氧化球团粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种由低阶煤制造的氧化球团粘结剂及其制备方法和应用，将低阶煤破碎后进行氧化发酵，再加入固体苛碱和水调制浆液，经加热搅拌即得氧化球团粘结剂；氧化球团粘结剂添加至铁矿粉中进行造球，得到氧化球团用铁矿生球。本发明以低阶煤为原料，通过简单的氧化发酵，然后同步进行提取腐植酸与调浆即得氧化球团粘结剂，原料廉价来源广、工艺简单，其粘结剂用量低、粘结性能好、适用性强，不仅能够明显改善难造球铁矿资源的成球性能，而且对成品球的铁品位不产生影响。

技术领域

本发明涉及一种由低阶煤制造的氧化球团粘结剂及其制备方法和应用，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

钢铁是国民经济建设和社会发展的重要基础材料，自2000年以来，中国粗钢产量迅速增长，2000年我国粗钢产量为1.27亿吨，仅占全球粗钢总产量的15％。2018年中国粗钢累计产量达到9.28亿吨，占世界钢铁产量的一半以上。

随着钢铁产量的不断增长，其生产的炉料结构也处于不断发展之中。钢铁生产的主要含铁原料包括烧结矿、球团矿和块矿。随着优质铁矿资源的日益短缺，满足炼铁生产要求的块矿资源几乎消耗殆尽，绝大部分铁矿粉或铁精矿需要进行造块(烧结或者球团)才能满足生产要求。当前钢铁生产以高炉-转炉长流程为主，以烧结矿、球团矿和焦炭等为原料经高炉炼铁后获得铁水，再以高炉铁水为原料进入转炉炼钢。

钢铁长流程生产通常采用高碱度烧结矿配加酸性氧化球团矿作为炉料。与烧结矿相比，球团矿具有铁品位高、强度好、粒度均匀、还原性好等优点，球团工序生产能耗低，先进企业球团工序能耗仅为烧结工序能耗的1/3左右；污染物排放量少，废气中有害成分少，后续的末端治理成本低，球团工序的污染物排放远低于烧结工序，粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别是烧结工序的1/7、1/3、1/5。在国外部分高炉生产中球团矿比例达到70％以上，甚至达到100％。2018年国内球团矿产量约为1.59亿吨，进口量为1850万吨，球团矿产量未能满足钢铁生产要求，球团矿入炉配比仅为14％，远低于世界平均水平。

在铁精矿球团生产过程中，粘结剂对球团制备过程及球团矿质量产生重要影响。我国球团矿生产存在着粘结剂用量大、铁品位低等问题。我国钢铁厂普遍采用膨润土作为粘结剂制备氧化性球团矿。但是我国膨润土质量较差，且用于球团矿生产的铁精矿粗粒级含量较高，需配加较高比例的膨润土才能满足工业生产的要求。由于膨润土的加入带进大量的铝硅酸盐等杂质，严重降低球团矿铁品位，显著增加炼铁能耗和生产成本。

此外，随着优质铁矿资源日益枯竭，越来越多的难造球劣质铁矿资源用于球团矿的生产，如钒钛磁铁矿、镜铁矿、磁赤混合矿、含铁粉尘等。为改善劣质铁矿资源的成球性能或者焙烧性能，需要配加更高比例的膨润土来满足生产要求，但是部分劣质含铁资源采用膨润土无法制备球团。

发明内容

针对现有铁矿球团生产过程中膨润土添加导致的球团矿脉石含量增加、铁品位下降、钢铁生产能耗升高以及部分劣质铁矿资源无法使用膨润土粘结剂进行造球的问题，本发明的目的是在于提供一种由低阶煤制造的氧化球团粘结剂的制备方法，以低阶煤为原料，通过简单的氧化发酵，然后同步进行提取腐植酸与调浆即得氧化球团粘结剂，原料廉价来源广、工艺简单，其粘结剂用量低、粘结性能好、适用性强，不仅能够明显改善难造球铁矿资源的成球性能，而且对成品球的铁品位不产生影响。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种由低阶煤制造氧化球团粘结剂的方法，将低阶煤破碎后进行氧化发酵，再加入固体苛碱和水调制浆液，经加热搅拌即得氧化球团粘结剂。

优选的，所述低阶煤中的腐植酸含量不低于25％；进一步优选为低阶煤中的腐植酸含量不低于30％；经破碎至粒度小于10mm。

优选的，所述氧化发酵的温度为80～200℃，时间为2～10h，且氧化发酵完成后进一步将低阶煤磨至粒度小于0.1mm颗粒含量达到70％以上。