一種利用鎂冶煉廢渣制作的小球團及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及金屬冶煉廢棄物資源化再利用和球團制造領域，更具體地說，設及一 種利用儀冶煉廢渣制作的小球團及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，中國已經成為了世界上儀生產、出口大國。但是，儀生產過程中產生大量 的廢渣。我國生產金屬儀的重要方法是皮江法，皮江法煉儀的實質是在高溫和真空條件下， 有氧化巧存在時，通過娃（或侶）還原氧化儀生成儀蒸汽，與反應生成的固體還原渣相互 分離，并經冷凝得到結晶儀。皮江法因技術設備簡單，產品純度高而應用較廣，但運種方法 每生產1噸金屬儀約排放15-20噸的儀渣。儀渣包括煤氣爐渣、精煉渣和還原渣，其中煤 氣爐渣的主要成分為二氧化娃（Si〇2)和Ξ氧化二侶（Al2〇3)，精煉渣中的主要成分為水溶性 氯化物，如氯化儀（MgClz)、氯化鋼（化C1)等，還原渣的主要成分是氧化巧（CaO)、二氧化娃 (Si〇2)等。W往，運些金屬冶煉廢渣都簡單地進行就地堆放或填埋，造成±地資源浪費、環(huán) 境污染、±壤鹽堿化等環(huán)境問題，尋找合適的處理方式顯得尤為重要。
[0003] 現主要將儀冶煉廢渣作為墻體材料、路用材料、水泥般燒材料等。如申請?zhí)枮?201410459657. 4的發(fā)明專利公開了一種利用儀冶煉渣生產水泥的方法，但由于儀冶煉渣中 含有水溶性的氯化物是水泥生產中需要嚴格控制的指標，水泥質量和混凝±安定性受到影 響。
[0004] 目前，球團礦是鋼鐵的主要原料之一，我國球團礦產量呈快速增長的發(fā)展態(tài)勢， 至2010年中國的球團礦產能己達2. 16億噸，但因原料成本、燃料和設備等因素限制了我國 球團礦的生產，至2010年球團礦的年產量為1. 40億噸左右。球團的原料為按一定比例混 勻的鐵精礦或含鐵粉料、烙劑、添加劑和粘結劑。常用的烙劑主要為石灰石、白云石等，添加 劑和粘結劑主要為膨潤±、消石灰等。球團制作的烙劑和粘結劑用量大和成本高是原料成 本高的主要原因。
[0005] 實際上，儀冶煉廢渣的成分是球團礦的主要原料之一。我國多數燒結廠采用細精 礦或部分細精礦為燒結原料，由于滲進了部分細精礦，燒結混合料透氣性不好，一種有效辦 法是將燒結混合料造成球團，可W改善燒結混合料的透氣性，進而提高燒結礦的產量和質 量。儀冶煉過程中產生的精煉渣、還原渣等成分與石灰石、膨潤±的成分相近，可替代或部 分替代石灰石、膨潤±作為球團制作的烙劑和粘結劑使用，有效降低球團礦制作成本。

【發(fā)明內容】

[0006] 針對上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種利用儀冶煉廢渣制作的小球團及其制備 方法。
[0007] 本發(fā)明所述的小球團主要是利用儀冶煉中產生的儀精煉渣作為粘結劑，儀還原渣 作為溶劑，添加于鐵礦粉或含鐵廢棄物，亦或是兩者的混合物中，制作而成的球團礦。
[0008] 本發(fā)明設及的制作方法的具體方案為： (i) 將0. 5-5重量份的儀還原渣、0. 1-2重量份的儀精煉渣及100重量份的含鐵廢棄物 或鐵礦粉，亦或是兩者混合物，均勻混合為粒狀混合物； (ii) 在上述每100重量份的混合物中混合10-20重量份的水，用造球機將混合物制成 粒徑為3-8毫米的塊狀或球狀小球團； (iii) 將小球團進行干燥、固化養(yǎng)生等處理。
[0009] 所述的儀還原渣的主要成分為娃酸二巧；所述的儀精煉渣的主要成為為氯化儀。 本發(fā)明中使用的含鐵廢棄物，是燒結工序中產生的含鐵塵泥。一般情況下，球團的粒徑越 小，球團的強度越高。粒徑增大會使表面產生烙融使得球團之間的結合力減弱。故本發(fā)明 中球團合適的大小約在3至8mm范圍內。
[0010] 原理分析 本發(fā)明專利中所用的含鐵塵泥成分及儀渣可替代烙劑的原理分析如下。
[0011] 經過多次測量后，含鐵塵泥的全鐵含量一般在40%-50%，具體化學構成如表1所 /J、- 〇
[0012] 表1含鐵塵泥的化學成分
將含鐵塵泥作為球團原料需要維持一定的硬度，此外，小球團在燒結時具有低溫下分 解的特性，是燒結工序中生產率降低的主要原因之一。所W必須使用膨潤±、消石灰等粘結 劑，但運些粘結劑價格較高，本發(fā)明將盡可能減少高價膨潤±的用量或不使用它們。本發(fā)明 將儀冶煉工序中產生的精煉渣氯化儀（MgClz)作為粘結劑，儀與氧化鐵會形成尖晶石型結 構(等軸晶系結構)，具有抑制分解的特性，性質十分優(yōu)良。
[0013] 其次，儀冶煉工序中產生的還原渣可替代石灰石、白云石等作為烙劑材料。下文將 從其物理及化學成分實驗結果加W說明。
[0014] (1)儀冶煉還原渣的化學分析 用濕式分析法對還原渣的化學成分進行分析，多次測試多種樣本后得到的結果如表2所示。
[0015] 表2儀冶煉還原渣的化學成分
由表可知，游離氧化巧的含量在10%-20%范圍內，膨脹性強，因此能夠作為球團礦的有 用物質。
[0016] (2)精細結構分析 為了觀察儀冶煉中還原渣粒子的形狀和大小，實驗使用掃描電子顯微鏡（SEM:ScanningElectronMicroscope)進行精細結構分析，分析結果如圖1所示。分子離子中發(fā) 現了一部分圓形和尖形的部分，同時也觀察到了板狀部分。觀察結果顯示，還原渣可W替代 石灰石、白云石等作為溶劑材料。
[0017] (3)X線衍射儀分析結果 該實驗利用X線射線衍射儀分析還原渣晶體結構推斷其化學成分。設置儀器W1度/ 分鐘的條件測定，后利用分析軟件進行定性分析。分析結果如圖2所示。分析結果中顯示 含量最高的是游離巧，其次是氧化儀(MgO)，與化學分析結果相一致。
[001引 （4)還原渣的密度/比表面積/殘渣 還原渣的密度、粉末度及殘渣如表3所示。
[001引 表3儀還原渣的密度、比表面積和平均殘渣含量_
還原渣的密度、比表面積及平均殘渣含量顯示其用作烙劑原料的合理性。
[0020] 本發(fā)明專利的有益效果： 本發(fā)明是將金屬儀冶煉中產生的廢渣資源化再利用，制造鐵冶煉工序中需要的小球 團粘結劑及烙劑。其中，儀精煉渣的主要成分氯化儀(MgClz)可作為粘結劑，防止小球 團在低