2、球团矿生产工艺解析

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2.2 造球作业
铁矿粉的成球过程 √铁矿粉加水造球过程可分为三个阶段，母球形成， 母球长大，生球密实。这3个阶段是靠加水润湿和机械 滚动作用力来完成的。 需要指出的是以上三个阶段通常是在同一造球机中一 起完成的，在造球过程中很难截然分开。√第一阶段 具有决定意义的是润湿，第二阶段除了润湿作用以外， 机械作用也有着重要影响，而在第三阶段，机械作用 成为决定性因素。 造球加水原则：滴水成球；雾水长大；无水密实。
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2.2 造球作业
二、混合： 混合作业大都采用圆筒混合机或轮式混 合机的一次混合流程。国外有的厂采用 连续式混磨机。
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2.2 造球作业
2.2.2 造球
圆盘造球机工艺 圆盘造球机是目前国 内外广泛使用的造球 设备。
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2.1 球团原料及准备
二、其他含铁原料 包括：黄铁矿烧渣、轧钢皮、转炉炉尘、高炉 炉尘等。
原料进厂后需加工处理，主要有再磨、干燥、中和等。 再磨可分为干磨和湿磨两种。
5.1.2 粘结剂与添加剂
一、粘结剂 球团生产使用的粘结剂有： 膨润土Al2(Si4O10)(OH)2、消石灰、石灰石、和 水泥等。 氧化固结球团常用膨润土、消石灰 两种。
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4、固结成块的机理不同：烧结矿是靠液相固 结的，为了保证烧结矿的强度，要求产生一定 数量的液相，因此混合料中必须有燃料，为烧 结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿粉颗 粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热 量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加 燃料。 5、生产工艺不同：烧结料的混合与造球是在 混合机内同时进行的，成球不完全，混合料中 仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而球团矿 生产工艺中必须有专门的造球工序和设备，将 全部混合料造成10～25mm的球，小于10mm 的小球要筛出重新造球。
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⑶ 焙烧：1200～1300℃， ①磁铁矿粉在氧化气氛下焙烧， 900～ 1100℃； ②赤铁矿在氧化气氛下焙烧，1300℃； ③磁铁矿粉在还原气氛下焙烧，1300℃； 主要反应：铁氧化物的结晶和再结晶，晶粒长 大，形成晶桥，固相反应形成低熔点化合物或 共晶的熔化，形成部分液相，体积收缩，组织 致密化。
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⑷ 均热：温度略低于焙烧温度，保持一 段时间，使晶粒进一步长大，提高晶桥 强度，使球团组织均匀化，消除内部应 力。 ⑸冷却：从1000℃以上冷却到运输皮带 可以承受的温度。冷却介质为空气。
球团矿强度变化 生球抗压强度:1-2kg/球 干燥后生球抗压强度:8-10 kg/球 焙烧后球团的抗压强度：>200kg/球
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球团生产步骤
球团生产大致分三步： (1)将细磨精矿粉、熔剂（添加剂）、燃料 (1%～2%，有时也可不加)和黏结剂(如皂土等 约0.5%，有时也可不加)等原料进行配料与混 合； (2)在造球机上加适当的水，滚成10～15mm的 生球（即造球）； (3)生球在高温焙烧机上进行高温焙烧，焙烧 好的球团矿经冷却、破碎、筛分得到成品球团 矿。 有关工艺流程见图
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2．成品矿的形状不同：烧结矿是形状不 规则的多孔质块矿，而球团矿是形状规 则的10～25mm的球，球团矿较烧结矿 粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度 高，且易于贮存，有利于强化高炉生产。 3．适于球团法处理的原料已扩大 从磁 铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含 铁粉尘，化工硫酸渣等；从产品来看， 不仅能制造常规氧化球团，还可以生产 还原球团、金属化球团等；同时球团方 法适用于有色金属的回收，有利于开展 综合利用。
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2.3 球团焙烧工艺
一、焙烧过程
焙烧设备：竖炉、带式焙烧机、链篦式-回转 窑三种。 焙烧过程分为干燥、预热、焙烧、均热和冷却 五个过程。 ⑴干燥：200～600℃，主要反应：蒸发生球水 分。干燥过程中要预防裂纹和爆裂。 ⑵预热：900～1000℃，水分蒸发完全。主要 反应：磁铁矿氧化为赤铁矿，碳酸盐分解，硫 化物和氧化分解以及固相反应 。
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㈡赤铁矿球团的焙烧固结方式：
① Fe2O3再结晶
较纯的赤铁精矿球团在氧化气氛中焙烧时，赤铁矿晶粒在900℃ 开始再结晶，随着温度的升高，晶粒逐渐长大，球团强度将提高。 但这是一种简单的再结晶过程，比磁铁矿球团固结要困难。因为 与磁铁矿球团焙烧固结相比，赤铁矿在氧化气氛中不会氧化，不 能放热，不发生晶型转变，其原子的活动能力也比氧化新生成的 赤铁矿弱。赤铁矿球团的焙烧温度都控制在1300℃左右。
② Fe3O4的再结晶与晶粒长大
在缺乏氧气的地方温度达到一定的水平时，磁 铁矿颗粒也能够通过扩散产生Fe3O4晶键连接， 然后在更高的温度下，发生Fe3O4的再结晶和晶 粒长大使磁铁矿颗粒固结成一个整体，见图(c)
③液相固结
如果生产酸性球团矿，在强氧化气氛中，可能 产生的液相为低熔点的脉石矿物或添加剂皂土 等。在中性或弱还原性气氛中焙烧，则磁铁矿 与脉石中SiO2反应，产生FeO-SiO2液相。两颗 矿粒被液相粘结起来（如图d）。
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球团生产工艺概述
球团生产是使用不适宜烧结的精矿粉和其他
含铁粉料造块的一种方法。球团法是由瑞典的 于1913年取得国内专利的。但正式采用是在 1943年，美国开采一种低品位磁铁矿—铁隧石， 精选出来的矿粉粒度很细，难以烧结，才开始 球团生产和用于高炉的试验。50年代中期开始 工业规模生产。由于各国天然富矿资源缺乏， 必须扩大对贫矿资源的利用，正是球团工艺为 细磨精矿造块开拓了新路，而且球团矿粒度均 匀，还原性和强度好、微气孔多，故发展迅速， 全世界1980年初年产已达3亿t，其中北美占一 半以上。烧结和球团有各自的优点互为补充， 今天不少工厂为高炉提供烧结矿和球团矿组成 的综合炉料。
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√球团矿焙烧的五个阶段
干燥、预热、 焙烧、 均热、冷却
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二、球团的焙烧固结机理 √㈠磁铁矿球团的焙烧固结方式（磁铁精矿
是生产球团的主要原料）
①Fe2O3微晶键连接（晶桥连接）
磁铁矿氧化形成赤铁矿微晶键以及微晶长大和再结晶。 磁铁矿在200℃下便开始氧化，从颗粒的表层开始，由 Fe3O4转变为Fe2O3，生成的Fe2O3微晶在相邻的颗粒接 触处形成“晶桥”，新生的Fe2O3微晶具有高度的迁移 能力，促使它们结合在一起，形成微晶键，又叫“晶 桥”（图a）。当温度升到600℃时，只要氧化气氛充 分，新生的晶键已有定的强度，使球团矿一形成硬壳。
2、 球团矿生产工艺
2.1 球团原料及准备 2.2 造球作业 2.3 球团焙烧工艺
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什么是球团矿？
球团生产是使用不适宜烧结的精矿粉和 其他含铁粉料造块的一种方法。 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少 量添加剂混合后，在加水润湿的条件下， 通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧， 固结成为具有一定强度和冶金性能的球 型含铁原料。
② Fe3O4再结晶
③液相固结
在还原性气氛中焙烧赤铁矿生球时， Fe2O3将还原成Fe3O4和FeO ， 加热到900℃后，产生Fe3O4再结晶使球团固结。
用赤铁矿粉生产熔剂性球团矿时，氧化气氛下，当焙烧温度达到 600℃以后，就有铁酸钙等低熔点固相产物生成，温度升高到1300 ℃左右时，这些低熔点物质相继熔化，使矿粉颗粒润湿，在球团 冷却时将其固结起来。(SiO2含量较多或用赤铁矿粉生产自熔性球 团时，则出现2FeO·SiO2或CaO·Fe2O3液相固结。)
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烧结球团生产技术3
烧结矿生产与球团矿生产的区别
烧结和球团都是粉矿造块的方法。但它们的生 产工艺和固结成块的基本原理却有很大区别， 在高炉上冶炼的效果也有各自的特点。烧结与 球团的区别主要表现在以下几方面：
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烧结球团生产技术4
烧结与球团的区别
1、矿粉粒度不同 富矿短缺，必须不断 扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的进 步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其 粒度从-200网目（小于0.074mm）进一 步减少到-325网目（小于0.044mm）。 这种过细精矿不益于烧结，透气性不好， 影响烧结矿产量和质量的提高，而用球 团方法处理却很适宜，因为过细精矿易 于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团 强度愈高。
二、添加剂
目的：改善球团矿的化学成分，特别是其造渣成分， 提高球团矿的冶金性能，降低还原粉化率和还原膨胀 率等。 常用的添加剂有消石灰、石灰石和白云石等钙镁化合 物。
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2.2 造球作业
2.2.1 配料与混合
一、配料 1、配料的目的：获得化学成分和物理性质稳 定，冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿，并 使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能。 2、配料形式通常为集中配料。集中配料是把 各种原料全部集中到配料室，分别贮存在各种 配料槽内，然后根据配料比进行配料。 3、配料的方法为容量法和质量法，常用的为 质量配比法。也有采用 射线分析仪对混合料作 快速分析，按原料化学成分配料的方法。
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2.1 球团原料及准备
膨润土的作用：能提高生球强度、调剂原料水分、稳 定造球作业，提高物料的成核率和降低生球长大速度， 使生球粒度小而且均匀。同时膨润土还能够提高生球 的热稳定性，既提高了生球的爆裂温度和生球干燥速 度，缩短了干燥时间，又可提高干球强度和成品球团 矿的强度。
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三种焙烧球团方法
①竖炉:一般为8～10m2优点是结构简单，热效率高， 缺点是温度控制难，局部温度易过高而易结块，料层 高易使球团破损，故单炉规模很难大型化，适合中小 企业。 ②带式焙烧机:能调整加热焙烧制度，对原料适应性强、 生球在高温焙烧带停留时间较带式焙烧机长，有助于 获得高强度产品，生产的球团矿质量好和粒度均匀。 但因台车和箅条在高温运行，需要耐热钢制造。它是 大型球团厂的主要焙烧设备。缺点是投资费用大。 ③链篦机-回转窑:优点是质量均匀、节能、生产能力 较大；缺点是易结圈、投资大。目前链箅机—回转窑 的球团矿占总产量的比例日益增多。
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球团矿生产的工艺流程
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2.1 球团原料及准备
2.1.1 含铁原料
一、铁矿石精矿 1、粒度:适合造球的精矿<0.044mm(-325目) 部分应占60％～85％，或<0.074mm（-200目） 部分应占>90%。 2、水分:一般磁铁矿和赤铁矿适宜的水分为 7.5％ ～10.5％。 3、化学成分:全铁含量波动<±0.5％，SiO2含 量波动<±0.3％。
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温度继续升高，在高温 下保持一段时问，氧化 从球团矿表层向内部推 进，就一个颗粒而言， 氧化向中心扩展，直到 全部氧化成赤铁矿。在 高温下，赤铁矿微晶长 大并重新结晶，使颗粒 结合成牢固的整体（图 b)。
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烧结球团生产技术2
球团ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生产工艺流程框图
加水
焙烧设备： ①竖炉； ②链篦机-回转窑； ③带式焙烧机
↓
原料准备 → 配料 → 混料 → 造球
↑
→ 焙烧
↓
焙烧过程： 干燥 ↓ 预热 ↓ 焙烧 ↓ 均热 ↓ 冷却
产品处理 ←
↓
成品球团矿
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←
冷却 破碎 筛分