CN111100981A - 一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，该方法包括：以低锰高铁粉矿与除尘灰为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼，通过带式机或竖炉烧结锰烧结矿或锰矿球团，解决大容积富锰渣炉烧结矿物化指标，提高富锰渣炉烧结矿利用率，从而解决富锰渣炉锰矿烧结的配比增加炉况结瘤的瓶颈，同时开发利用贫锰粉矿的烧结再利用。在实际使用中，该方法可以消耗大量的低锰高铁粉矿，同时消耗大量的除尘灰，不仅可以为企业带来大的经济利益而且对资源回收再重复利用效果明显，与此同时减轻除尘灰的处理难度，减少对环境的污染。

Description

一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法

技术领域

本发明涉及富锰渣冶炼领域，具体涉及一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法。

背景技术

我国富锰渣炉的容积都不是很大，多在20-50m3。入炉料结构均以全部使用低锰高铁氧 化锰矿为主，锰烧结矿使用量平均小于20-30％，随着国内硅锰合金矿热炉的生产规模的不断 扩大，进口锰矿石资源紧缺加之国内锰矿均以低锰高铁高铝矿为主，富锰渣火法富集冶炼工 艺越加重要，但富锰渣炉目前仅依赖于贫锰块矿，造成贫锰铁粉矿(0-6mm)大量储存，同时 除尘灰不能全部再次利用造成资源浪费。并非企业不愿使用锰烧结矿，而是因为锰烧结矿强 度差，冶金性能较差，配加比例过大，小炉型维持顺行周期稍长，容积100m3以上的富锰渣 炉炉况出现频繁塌料，最终导致炉身中下部结瘤。而且目前采用锰烧结矿还存在以下的问题：

(1)锰矿烧结铁品位低，自然碱度(R3≦0.3)二氧化硅相对较高(14-18％)，氧化亚铁 (FeO)含量较高(16-19％)，导致烧结矿强度较差。烧结矿配量较大时(大于50％)，炉温波 动较大，富锰渣炉中下部容易结厚，甚至结瘤；

(2)高炉冶炼富锰渣由于渣量较大，入炉主要原料烧结矿强度较差，炉内透气性和渗液 性较差，工艺操作制度均以发展边缘为主，煤气曲线偏向馒头状，软熔带根部上移，炉渣热 稳定性较差或炉况难行时容易发生炉墙结厚结瘤；

(3)与铁矿烧结结构相比，锰矿石烧结具有烧损大，热耗高，软化温度区间窄，松散密 度小，透气性好，产品强度低，返矿率大等特点，锰矿石烧结的机理与铁矿石烧结的机理基 本相同。即主要靠烧结时产生的液相来粘结矿物颗粒。从上往下依次出现烧结矿层、燃烧层、 预热层、干燥层、过湿层；

(4)锰烧结矿为自然碱度，锰矿石在烧结时分解出的MnO对氧有极强的亲合力，也极 易与SiO2形成稳定的硅酸盐类液相。烧结过程中，生成熔点低、粘度小及流动性好的液相， 烧损大内水高，极易形成大孔薄壁的烧结矿结构。因此，在锰矿烧结时液相强度较铁矿石结 构弱的情况下，应该力求避免烧结矿过冷却。

所以，随着国内硅锰合金生产规模的不断扩大，矿热炉冶炼优质硅锰合金对富锰矿的需 求量越来愈大。目前富锰渣炉入炉料几乎全部使用高铁锰块矿，但高铁锰粉矿储量占高铁锰 矿比例的42％左右，由于锰矿烧结的物化指标差，富锰渣炉配加比例仅维持在20-30％的比例， 高铁低锰粉矿不能完全综合利用，而且锰烧结矿或锰矿球团属熟料，如配加比例提高至60％ 以上，富锰渣炉负荷才能加重，节约焦炭15％以上，降低成本15％左右。因此只要解决好贫 锰铁粉矿及除尘灰的再次烧结工艺技术，保证锰烧结矿的物化冶金性能指标，富锰渣炉火法 富集冶炼技术才能真正起到贫锰铁矿的资源利用的初衷目标，推动富锰渣行业的真正发展的 意义。

发明内容

本发明解决了现有技术存在的矿热炉冶炼优质硅锰合金对富锰矿的需求量越来愈大，而 我国锰矿资源储量中富矿只占5％左右，大部分是以贫锰矿或铁锰矿存在的问题，提供一种提 高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其应用时通过合理配料及工艺改进提高人造富锰矿 强度和冶金性能，从而解决200m3以上富锰渣炉锰矿烧结的配比增加炉况结瘤的瓶颈，同时 开发利用贫锰粉矿的烧结再利用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，该方法包括：以低锰高铁 粉矿与除尘灰为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述原料参配处理方法采用 带式烧结机进行烧结，所述烧结时控制点火温度为900～1100℃，点火时间为60s，控制高温 燃烧带温度为1250℃，烧结时间为90S，所述原料的参配中有效成分控制在：SiO2/AL2O3≧4 (SiO2≧12-15％)、MnO/FeO≧0.5，所述原料及燃料的粒度整粒要求为：矿粉0-10mm、焦粉 0-3mm，烧结完成后，经破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料返回再次处理，筛上部分进 入冷却器进行冷却，经冷却后再过冷筛，小于10mm返回再次处理，筛上料用于富锰渣冶炼。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述带式烧结机内的料层厚 度及配碳量控制在：8-10％。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述带式烧结过程中的点火 深度为燃烧带厚度的60％，所述烧结带厚度为40mm，对于锰粉矿，烧结带厚度为25～35mm。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述冷却时间为大于10分钟， 进入冷筛的温度控制为250-300℃，自然冷却工艺过程中，冷却机尾红矿温度控制在：大于 500-600℃。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述原料参配处理方法采用 竖炉工艺将低锰高铁粉矿与除尘灰生产成为氧化锰矿球团，所述工艺过程为：首先将原料混 合均匀并烘干，再使用高效润磨机将锰矿粉粒度润磨至200目，之后再进行造球，后经圆辊 筛整粒后8-16mm的经布料小车送入竖炉进行焙烧，在经过炉内冷却段后进入带冷机进行冷 却后放入成品仓进行使用。

进一步的，一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，所述除尘灰尘是从富锰渣炉 煤气系统中回收的高炉瓦斯灰，除尘灰尘主要含有矿粉、焦粉及少量石灰石粉组成，含炭炉 尘可作烧结原料。

目前，我国富锰渣炉的容积都不是很大，多在20-50m3，入炉料结构均以全部使用低锰 高铁氧化锰矿为主，锰烧结矿使用量平均小于20-30％，随着国内硅锰合金矿热炉的生产规模 的不断扩大，进口锰矿石资源紧缺加之国内锰矿均以低锰高铁高铝矿为主，富锰渣火法富集 冶炼工艺越加重要，但富锰渣炉目前仅依赖于贫锰块矿，造成贫锰铁粉矿(0-6mm)大量储存， 同时除尘灰不能全部再次利用造成资源浪费，所以本申请提供了一种提高富锰渣冶炼锰烧结 矿冶金性能的方法，通过搭配国内外高铁低锰矿种的不同粒级组成，锰矿粉一般多为选矿下 线，粒度均在0mm以上，由于富锰渣炉要求锰矿烧结为自然碱度，不能配加石灰等溶剂，因 此烧结机设计时会取消制粒筒工艺环节，所以锰矿烧结较适宜的粒度应为0～10mm；粒度过 粗，料层透气性过高，空气带走的热量过多，使粗粒度仅表面熔结，造成烧结矿疏松强度极 差。配入烧结混合料中的燃料要保证高温燃烧带达到1250℃的时间为90S左右，以使锰粉矿 完全烧结。燃料粒度控制是0～3mm。粒度过细，高温保持时间不足；若粒度过粗，则会形成 较多的局部还原区，高温保持时间延长，燃烧带扩大，粒层阻力增大。液相温度的合理性， 烧损系数的不同，配碳量的程度，最终确定SiO2/AL2O3≧4(SiO2≧12-15％)、MnO/FeO≧0.5 倍数等实践研究。烧结工艺操作上根据锰矿熔点低的特性，合理控制点火工艺，点火温度一 般低于矿石的烧结温度，但接近其软化温度，通常为950～1100℃，点火时间为60s。相当于 点火器覆盖烧结机15％的有效面积。点火深度一般相当于燃烧带厚度的60％(燃烧带厚度取决 于燃料粒度，液相粘度与数量，负压值等，常在40mm范围)，对于锰粉矿，烧结带厚度参考 值为25～35mm。锰矿粉松散密度小，烧损大，料层透气性好，压料和加厚料层烧结效果较好。 锰矿烧结延长机上冷却时间或取消强制冷却工艺环节自然冷却。锰烧结矿为自然碱度，锰矿 石在烧结时分解出的MnO对氧有极强的亲合力，也极易与SiO2形成稳定的硅酸盐类液相。 烧结过程中，生成熔点低、粘度小及流动性好的液相，烧损大内水高，极易形成大孔薄壁的 烧结矿结构。因此，在锰矿烧结时液相强度较铁矿石结构弱的情况下，避免烧结矿强制冷却 或冷却时间过短。一般工艺要求环冷机或带冷机上冷却时间不低于10分钟，进入冷筛温度 250-300℃；自然冷却工艺机上冷却机尾红矿温度不低于500-600℃。球团竖炉生产工艺。针 对锰矿粉粒度大、烧损大、配碳量大及烧结矿气孔率高等特点，最终影响锰矿烧结强度，根 本解决工艺为竖炉物理烧结工艺。与普通球团工艺相比增加润磨和锰矿预热环节。

综上所述，本发明的以下有益效果：

本发明一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，使用该方法，可以消耗大量的低 锰高铁粉矿，同时消耗大量的除尘灰，不仅可以为企业带来大的经济利益而且对资源回收再 重复利用效果明显，与此同时减轻除尘灰的处理难度，减少对环境的污染。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一 步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的 限定。

实施例1

一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，该方法包括：以低锰高铁粉矿与除尘灰 为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼，所述原料参配处 理方法采用带式烧结机进行烧结，所述烧结时控制点火温度为900～1100℃，点火时间为60s， 控制高温燃烧带温度为1250℃，烧结时间为90S，所述原料的参配中有效成分控制在： SiO2/AL2O3≧4(SiO2≧12-15％)、MnO/FeO≧0.5，所述原料及燃料的粒度整粒要求为：矿粉 0-10mm、焦粉0-3mm，烧结完成后，经破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料返回再次处理， 筛上部分进入冷却器进行冷却，经冷却后再过冷筛，小于10mm返回再次处理，筛上料用于 富锰渣冶炼，所述带式烧结机内的料层厚度及配碳量控制在：8-10％，所述带式烧结过程中的 点火深度为燃烧带厚度的60％，所述烧结带厚度为40mm，对于锰粉矿，烧结带厚度为 25～35mm，所述冷却时间为大于10分钟，进入冷筛的温度控制为250-300℃，自然冷却工艺 过程中，冷却机尾红矿温度控制在：大于500-600℃，所述除尘灰尘是从富锰渣炉煤气系统中 回收的高炉瓦斯灰，除尘灰尘主要含有矿粉、焦粉及少量石灰石粉组成，含炭炉尘可作烧结 原料。在实际使用中，各种原料由料仓按配比，经皮带运到圆筒混料机，与热筛的热返矿和 冷筛的冷返矿进行混合，再进入烧结机烧结段进行烧结；烧结完后在机尾卸矿，经单辊破碎 机破碎后进入热筛，筛下的小颗料进入圆筒混料机。筛上部分进入带冷机，经冷却后，再过 冷筛，小于10mm的进入圆筒混料机。20mm的做铺底料。

实施例2

一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，该方法包括：以低锰高铁粉矿与除尘灰 为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼，所述原料参配处 理方法采用竖炉工艺将低锰高铁粉矿与除尘灰生产成为氧化锰矿球团，所述工艺过程为：首 先将原料混合均匀并烘干，再使用高效润磨机将锰矿粉粒度润磨至200目，之后再进行造球， 后经圆辊筛整粒后8-16mm的经布料小车送入竖炉进行焙烧，在经过炉内冷却段后进入带冷 机进行冷却后放入成品仓进行使用。在实际使用中由于锰矿粉熔点低、烧损大，配碳烧结时 渣相以硅酸盐为主，粘度小及流动性好的液相，烧损大内水高，极易形成大孔薄壁的烧结矿 结构，强度很难满足大容积富锰渣炉的生产需求。竖炉生产锰矿球团以高炉及矿热炉煤气为 燃料进行焙烧，增加混合干燥烘干及采用高效润磨机进行锰矿粉粒度润磨至200目左右，每 吨锰矿球团需要300m3左右的混合煤气，使用压力20-25KPa。各种原料由料仓按照配比经由 自动配料秤配料后，经皮带运到混合室进行预热尾气烘干混匀，再进入高效润磨机进行润磨， 再进入造球盘进行造球后，经圆辊筛整粒后8-16mm的经布料小车送入竖炉(导风墙-干燥床 形式)进行焙烧，在经过炉内冷却段后进入带冷机进行冷却后放入成品仓进行使用，单个强 度大于1500N。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，该方法包括：以低锰高铁粉矿与除尘灰为原料参配之后进行处理，进过处理的原料加入富锰渣炉进行富锰渣冶炼。

2.根据权利要求1所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述原料参配处理方法采用带式烧结机进行烧结，所述烧结时控制点火温度为900～1100℃，点火时间为60s，控制高温燃烧带温度为1250℃，烧结时间为90S，所述原料的参配中有效成分控制在：SiO2/AL2O3≧4(SiO2≧12-15％)、MnO/FeO≧0.5，所述原料及燃料的粒度整粒要求为：矿粉0-10mm、焦粉0-3mm，烧结完成后，经破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料返回再次处理，筛上部分进入冷却器进行冷却，经冷却后再过冷筛，小于10mm返回再次处理，筛上料用于富锰渣冶炼。

3.根据权利要求2所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述带式烧结机内的料层厚度及配碳量控制在：8-10％。

4.根据权利要求2所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述带式烧结过程中的点火深度为燃烧带厚度的60％，所述烧结带厚度为40mm，对于锰粉矿，烧结带厚度为25～35mm。

5.根据权利要求2所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述冷却时间为大于10分钟，进入冷筛的温度控制为250-300℃，自然冷却工艺过程中，冷却机尾红矿温度控制在：大于500-600℃。

6.根据权利要求1所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述原料参配处理方法采用竖炉工艺将低锰高铁粉矿与除尘灰生产成为氧化锰矿球团，所述工艺过程为：首先将原料混合均匀并烘干，再使用高效润磨机将锰矿粉粒度润磨至200目，之后再进行造球，后经圆辊筛整粒后8-16mm的经布料小车送入竖炉进行焙烧，在经过炉内冷却段后进入带冷机进行冷却后放入成品仓进行使用。

7.根据权利要求1所述的一种提高富锰渣冶炼锰烧结矿冶金性能的方法，其特征在于，所述除尘灰尘是从富锰渣炉煤气系统中回收的高炉瓦斯灰，除尘灰尘主要含有矿粉、焦粉及少量石灰石粉组成，含炭炉尘可作烧结原料。