鞍钢应用复合型钠基膨润土生产实践

发表时间：[2007-12-21]　　作者：王恩忠曾刚王林 ((鞍钢集团矿业公司)　　编辑录入：admin　　点击数：4629

摘要普通膨润土中SiO₂、A1₂O₃含量高，用量大，降低球团矿品位，寻找新型粘结剂代替普通膨润土，成为国内外球团生产企业瞩目的课题。鞍钢集团矿业公司大孤山球团厂于2006年10月份竣工投产，设计规模400万吨，采用国内先进的链算机一回转窑氧化球团生产工艺。投产初期，使用普通Na基膨润土，配比1．5%，球团矿品位64．5％，为了提高球团矿品位，该厂发挥自身原料条件优势，采用复合型Na基膨润土代替常规膨润土进行工业化

生产，并取得了很好的效果。

关键词 复合型钠膨润土生产实践

l 前言

膨润土作为生产球团用的粘结剂，具有成球性能好，资源充足、价格适宜的优点，已为国内外球团生产企业广泛采用。但由于膨润土中SiO2、Al2O3含量高，若膨润土配比过大，会降低球团矿品位，增加高炉冶炼的渣量，高炉利用系数下降，焦比上升。所以，降低膨润土用量，对提高高炉利用系数和增加经济效益有非常显著的效果。

目前，寻找新型粘结剂代替膨润土，以提高球团矿的含铁品位，成为国内外球团生产企业瞩目的课题。国外从70年代、国内从80年代开始，即尝试研究开发用有机粘结剂代替常规膨润土工业生产，有机粘结剂佩利多在1981年应用于欧美的工业生产，国内也曾在包钢、首钢做过复合粘结剂的工业试验，但由于成本增加和某些技术指标未满足生产要求而没有得到广泛应用。

鞍钢集团矿业公司大孤山球团厂始建于2005年10月份，2006年10月份全面竣工投产，设计生产规模400万吨，设计球团矿品位64．5 %，采用国内先进的链算机一回转窑氧化球团生产工艺，鞍钢集团矿业公司做为集团公司炼铁原料基地，始终坚持“建设鞍钢原料精品基地，打造世界一流矿山企业”的目标，大孤山球团厂也把建设“一流的企业、一流的质量、一流的服务”做为建厂的发展方向，因此，大孤山球团厂从投产初期即根据自身原料条件的优势确定了通过技术创新、积极应用新技术实现产品质量提升的质量方针，按照高炉精料方针要求，真正为高炉提供优质、精品原料。

大孤山球团厂使用的精矿全部是鞍钢集团矿业公司自产优质精矿，有两个品种，分别是大孤山选矿厂生产的磁铁精矿和鞍千矿业公司生产的赤铁精矿，两种精矿品位分别是67．2％和67．5％，SiO₂含量分别是5．7％和3．8％，精矿粒度组成中－200网目都在98％以上，－325网目都超过80％，精矿颗粒形貌体现粒状和针状，更易于成球。大孤山球团厂投产初期，使用辽宁建平地区常规Na基膨润土，配比1.5％，生产及设备稳定运行后根据生球质量将膨润土配比下调并稳定在目前1．4 %的水平，目前生球指标落下次数超过5次，抗压强度平均12N／个球，球团矿品位65％以上，SiO₂含量平均6％左右，转鼓指数大于92％，抗压强度一超过2700 N，产品质量完全满足高炉生产需要。

为了进一步提高球团矿产品质量，为高炉提供更优质的球团矿，大孤山球团厂根据自身原料条件优势及生产潜力，决定从降低膨润土配比方面采取措施，拟定了采用有机粘结剂、优质Na基膨润土及复合型Na基膨润土代替常规膨润土的技术攻关方案，最后经过专业院校实验室试验、专家认真论证及现场生产的实际条件，最终确定采用新型复合型Na基膨润土进行工业化生产。

2 原料条件

2．1在现有生产工艺及原料条件下，使用75％大孤山磁选铁精矿和25％鞍千赤浮铁精矿，其技术条件按公司现行标准执行，其化学成份见下表。

2．2 复合型Na基膨润土由辽宁建平慧营化工有限公司提供。复合型Na基膨润土的技术指标按公司《技标字[2006]003号复合型Na基膨润土采购技术条件(试行)》标准执行，其技术指标见下表。

3 工业生产方案

本次工业生产分为四个阶段，第一阶段：原料条件及生产操作皆按照常规膨润土生产状态时执行，复合型Na基膨润土配比1．4％；第二阶段：复合型Na基膨润土配比1．2 %；第三阶段：复合型Na基膨润土配比1．0％；第四阶段：复合型Na基膨润土配比0．8 %。

4 工业生产期间数据分析

4．1第一阶段：复合型Na基膨润土配比1．4％

鞍矿公司球团厂生产的球团矿负责供应鞍钢股份公司两座3200M³的大型高炉，为了保证高炉稳定顺行，在工业生产初期复合型Na基膨润土配比按1．4％控制，确保生产的球团矿物化指标及冶金性能不出现大的变化。从第一阶段生产数据分析看，原料质量、生球指标、链算机、回转窑、环冷机工艺参数以及球团矿产品质量基本与前期生产相同，这也为下一阶段工业生产奠定了基础。第一阶段生产数据见下表。

4.1．1原料质量指标

4．1．2生球指标

4．1．3链算机—回转窑—环冷机热工参数

4．1．4成品球团矿指标

4．2 第二阶段：复合型Na基膨润土配比1．2％

从第一阶段生产数据分析看，生球平均落下次数5．51次，成品球抗压强度2814N，高炉实际应用反馈信息无异常，厂决定进行第二阶段工业生产。第二阶段工业生产数据见下表。

4．2．1原料质量指标

从第二阶段原料质量指标分析看，大选精矿品位、SiO₂含量及水分保持稳定，鞍千精矿除品位降低外其它指标无变化，膨润土指标满足技术条件试行标准。

4．2．2生球指标

生球指标第二阶段与第一阶段相比，落下强度5．48次，基准期5．51次；平均粒度9．35mm，基准期9．59mm；水分9．9％，基准期9．83％，略有升高；成球率64．88％，基准期64．76％，略有降低。其中生球主要指标落下强度随着膨润土配比降低而降低，但达到了5．48次，也可满足生产要求。

4．2．3链箅机—回转窑—环冷机热工参数

工业生产第二阶段，由于生球质量指标及实物外观情况无大变化，在实际操作中，链算机一回转窑一环冷机热工参数未做调整，实际控制参数与第一阶段基本相同。

4．2．4成品球团矿指标

由于膨润土配比降低，第二阶段球团矿TFe品位明显提高，达到65．36％，与理论计算值相符。SiO₂含量5．92％、转鼓指数91．68％、抗压强度2796N均达到生产要求。耐磨指数6．51％，比生产标准6％高0．51％，比基准期6．87％低0．36％，分析其原因与此试验阶段设备检修、回转窑升降温有关。

4．3 第三阶段：复合型Na基膨润土配比1．0％

膨润土作为球团生产中造球的主要粘结剂，配比量直接影响生球落下强度指标，在第三阶段工业生产初期，由于膨润土配比降低，生球落下次数降低到3．96次，成球率降低到60．84％，现场操作立即做出相应调整，一是降低圆盘倾角，圆盘倾角平均降低0．5⁰，增加物料造球时间；二是提高圆盘转速，圆盘平均转速提高0．5转，提高生球强度。采取措施后，生球落下次数稳定在4．5次以上，成球率恢复到第二阶段水平。第三阶段生产数据见下表。

4．3．1原料质量指标

第三阶段大选及鞍千精矿品位、SiO₂含量及水分都达到了公司要求的标准，此期间复合型膨润土的蒙脱石、膨胀容及吸水率都比前期值降低，但满足技术条件试行标准。

4．3．2生球指标

第三阶段生球指标落下强度4．52次，比第二阶段5．48次降低0．96次；平均粒度9．36mm，与第二阶段9．35mm相当；水分9．5％，比第二阶段9．9％降低0.4％，成球率60．97％，比第二阶段64．88％降低3．91％。现场操作采取了降低圆盘倾角和提高圆盘转速的措施，经过调整，生球指标满足了生产要求。圆盘倾角及转速前后调整参数见下表。

4．3．3链算机—回转窑一环冷机热工参数

第三阶段，由于生球落下强度降低，为了保证球团矿焙烧质量，在回转窑温度控制上采取了提高温度的措施，其中：窑头温度从第二阶段1155℃提高到1184℃，提高29℃；窑尾温度从第二阶段1030℃提高到1048℃，提高18℃。

4．3．4成品球团矿指标

从第三阶段球团矿化学指标看，TFe、SiO₂指标达到了膨润土配比1．0％的理论值，其中：TFe指标平均65．55％，SiO₂指标平均5．47％。物理性能检测中，抗压强度平均2730N，转鼓指数平均92．88％，耐磨指数平均5．68％，特别是耐磨指数指标在采取措施后比第二阶段有了明显改善。

4．4第四阶段：复合型Na基膨润土配比0．8％

经过前三个阶段的工业生产，新型膨润土的特性在现场操作中已经有了掌握，特别是在第三阶段采取的相应措施，从生球质量、热工制度及成品球团矿质量都达到了预想标准。因此，也为下一步膨润土配比0．8％最终目标生产奠定了基础。厂做出决定：开始进行第四阶段配比0．8％的工业生产，要求生产指扫各相关岗位在总结前三阶段生产的基础上稳定操作，各工序无异常变化无需做出调整。第四阶段生产数见下表。

4．4．1原料质量指标