矿物加工概论之球团工艺PPT课件
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（2）由于生球结构较紧密，且含水分较高，在突然遇高 温时会产生破裂甚至爆裂，因此高温焙烧前必须设置干燥 和预热工序。
（3）球团形状一致，粒度均匀，料层透气性好，因此采 用带式焙烧机或链篦机-回转窑生产球团矿时，一般可使用 低负压风机。
（4）大多数球团料中不含固体燃料，焙烧球团矿所需要 的热量由煤、液体或气体燃料燃烧的热废气通过料层供热， 热废气在球团料层中循环使用，因此热利用率较高。
31
表2-1三种球团生产方法比较
设备名称
优点
缺点
竖炉
带式焙烧 机
设备简单，对材质无特殊要 求，操作维护方便，热效率 高。
单机生产能力小，最大所 产量50万吨，加热不均匀， 一般只适应于焙烧磁铁矿 球团。
全部工艺过程在一台设备上 进行，设备简单、可靠、操 作维护方便，热效率高，单 机生产能力大，达500万吨/ 年，适应焙烧各种原料。
磨矿方法一般采用湿磨，但如果湿磨矿浆难于过滤时，则 采用干式磨矿，例如赤铁矿、褐铁矿或混合矿适宜于干磨。 在以外购矿石为主的情况下，采用干式磨矿更为适宜，可保 证灵活供矿。磨矿可按开路系统（一次通过磨机）或按闭路 系统进行。闭路磨矿几乎全部用水力旋流器（湿磨）或风力 分级机（干磨）进行磨后产物的分级。至于采用闭路还是开 路磨矿，这要经过磨矿和造球试验后，再凭经验确定。
25
干燥过程的温度一般为200～400℃。这里进得的主要反 应是蒸发生球中的水分，物料中的部分结晶水也可排除。
预热过程的温度平均为900～1000℃。干燥过程中尚未 排除的少量水分，在此进一步排除。这一过程中的主要反应 是磁铁矿氧化成赤铁矿，碳酸盐矿物分解、硫化物的分解和 氧化，以及某些固相反应。
球团焙烧应用较为普通的方法有竖炉球团法，带式焙烧机 球团法和链篦机-回转窑球团法。竖炉球团法是最早发展起来的， 曾一度发展很快。但随着钢铁矿工业的发展，要求球团工艺不 仅能处理磁铁矿，而且能处理赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等。 另外高炉对球团矿的需求量不断增加，要求设备向大型发展。 因此相继发展了带式焙烧机，链篦机-回转窑等方法。这些方法 一直处于彼此想互竞争状态，几种方法的主要优缺点 如下
23
球团的基本原理（Fundermental of Pelletizing)
球团法是矿物原料造块的一种重要方法，其过 程为：将准备好的原料（细磨精矿或其他含铁 粉料，添加剂或粘结剂,按一定比例配料混匀， 在造球机上被水润湿后，在毛细力和 机械力 作用下形成粒度均匀的球团(生球），然后采 用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系列的物 理化学变化而硬化固结。
冷却阶段应将球团矿的温度从1000℃以上冷却到运输 皮带可以承受的温度。冷却介质为空气，它的氧势较高， 如果球团矿内部尚有未被氧化的磁铁矿，在这里可以再充 分氧化。
27
球团是较为广泛应用的造块工艺之一。与烧结生产工艺 相比，球团生产具有下述特点：
（1）对原料要求严格，而且原料品种较单一。一般用于 球团的原料都是细磨精矿，比表面积压大于1500～ 1900cm2/g。水分应低于适宜造成球水分，SiO2不能太高。
球团生产的一般工艺流程见下图。
28Baidu Nhomakorabea
图2-2球团生产工艺流程
29
球团法分类
一般球团法主要根据特殊用途、固结方式和设备划分，
球团法
高温固结
氧化焙烧
竖炉焙烧 带式机焙烧 链篦机-回转窑焙烧 环式焙烧机焙烧
还原焙烧 （金属化球团）
回转窑法（SL/RN） 竖炉连续装料法（Midcrx法） 竖罐法（HYL法）
24
球团生产主要包括成型与焙烧固结两个环节。 成型是采用圆盘造球机或圆筒造球机将铁精矿加 工成具有一定粒度和强度的生球。焙烧固结是其 生产过程中最复杂的工序，许多物理和化学反应， 在此阶段完成，并且对球团矿的冶金性能、如碱
度、气孔度、还原性等有重大影响。 焙烧球团矿的设备有竖炉、带式粒烧机和链篦-回 转窑三种。不论采用哪一种设备，焙烧球团矿应 包括干燥、预热、焙烧、均热和冷却五个过程，
需要耐热合钢较多。
链篦机-回 焙烧设备较简单。焙烧均匀，干燥预热、焙烧和冷却需
转窑
单机生产能力大，适应各处 分别在三台设备上进行设
原料的球团焙烧。
备环节多。
32
球团原料的准备
球团原料具有一定的料度和料度组成、适宜的水分用均匀 的化学成分是生产优质球团矿的三个重要因素。
国外球团厂一般要求原料的粒度60％以上小于0.044mm或 小于0.074mm达90％以上.许多球团厂的原料最佳料度用比表 面积表示.实践证明精矿比表面积为1500～1900cm2/g，成球 性能良好。在大多数情况下都能达到造球的粒度要求，如果 精矿粒度比较粗需要再磨。所采用的磨矿设备为圆筒形磨机， 多用钢球作介质。国外一些采用富矿粉的球团厂及我国萍乡 钢铁厂都没有磨矿工艺。
图2-1球团矿焙烧过程
26
焙烧带的温度一般为1200～1300℃。预热过程中尚未 完成的反应，如分解、氧化、脱硫、固相反应等也在此继 续进行。这里的主要反应有铁氧化物的结晶和再结晶，晶 粒长大，固相反应以及由之而产生的低熔点化合物的熔化， 形成部分液相，球团矿体积收缩及结构致密化。
均热带的温度水平应略低于焙烧温度。在此阶段保持一 定时间，主要目的是使球团矿内部晶体长大，尽可能使它 发育完整，使矿物组成均匀化，消除一部份内部应力。
矿物加工概论
球团工艺(Pelletizing Process)
1
球团厂
2
铁精矿的配料
3
4
干 燥 段
5
6
7
8
人字型干燥床
9
竖 炉
10
导风墙的支架钢梁
11
12
13
14
15
16
17
带 式 冷 却 机
18
19
20
21
链篦机回转窑球团工艺的 焙烧和环冷段
22
带 式 焙 烧 机 工 艺
带式机法（D-L法） 磁化焙烧-竖炉法（在中性或弱还原气氛中焙烧）
氧化-钠化焙烧
竖炉法 回转窑法
氧化焙烧
竖炉法 链篦机-回转窑法
低温固结
水泥冷黏结法 热液法 碳酸化法 锈化固结法 焦化固结法 其他方法
30
不同球团方法分别用于不同的目的，如高温氧化焙烧球团 生产, 主要向高炉炼铁提供炉料；还原焙烧视原矿含铁品位产 品金属化程度，可向高炉炼铁或电炉炼钢提供炉料；磁化焙烧 则针对弱磁性矿物处理后提高其磁性，然后经磁选工艺获得磁 性精矿再造块；钠化焙烧或氯化焙烧用于回收含铁矿物中贵得 稀有金属，然后供高炉炼铁。低温固结球团法多用于向小高炉 提供炉料。
（3）球团形状一致，粒度均匀，料层透气性好，因此采 用带式焙烧机或链篦机-回转窑生产球团矿时，一般可使用 低负压风机。
（4）大多数球团料中不含固体燃料，焙烧球团矿所需要 的热量由煤、液体或气体燃料燃烧的热废气通过料层供热， 热废气在球团料层中循环使用，因此热利用率较高。
31
表2-1三种球团生产方法比较
设备名称
优点
缺点
竖炉
带式焙烧 机
设备简单，对材质无特殊要 求，操作维护方便，热效率 高。
单机生产能力小，最大所 产量50万吨，加热不均匀， 一般只适应于焙烧磁铁矿 球团。
全部工艺过程在一台设备上 进行，设备简单、可靠、操 作维护方便，热效率高，单 机生产能力大，达500万吨/ 年，适应焙烧各种原料。
磨矿方法一般采用湿磨，但如果湿磨矿浆难于过滤时，则 采用干式磨矿，例如赤铁矿、褐铁矿或混合矿适宜于干磨。 在以外购矿石为主的情况下，采用干式磨矿更为适宜，可保 证灵活供矿。磨矿可按开路系统（一次通过磨机）或按闭路 系统进行。闭路磨矿几乎全部用水力旋流器（湿磨）或风力 分级机（干磨）进行磨后产物的分级。至于采用闭路还是开 路磨矿，这要经过磨矿和造球试验后，再凭经验确定。
25
干燥过程的温度一般为200～400℃。这里进得的主要反 应是蒸发生球中的水分，物料中的部分结晶水也可排除。
预热过程的温度平均为900～1000℃。干燥过程中尚未 排除的少量水分，在此进一步排除。这一过程中的主要反应 是磁铁矿氧化成赤铁矿，碳酸盐矿物分解、硫化物的分解和 氧化，以及某些固相反应。
球团焙烧应用较为普通的方法有竖炉球团法，带式焙烧机 球团法和链篦机-回转窑球团法。竖炉球团法是最早发展起来的， 曾一度发展很快。但随着钢铁矿工业的发展，要求球团工艺不 仅能处理磁铁矿，而且能处理赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等。 另外高炉对球团矿的需求量不断增加，要求设备向大型发展。 因此相继发展了带式焙烧机，链篦机-回转窑等方法。这些方法 一直处于彼此想互竞争状态，几种方法的主要优缺点 如下
23
球团的基本原理（Fundermental of Pelletizing)
球团法是矿物原料造块的一种重要方法，其过 程为：将准备好的原料（细磨精矿或其他含铁 粉料，添加剂或粘结剂,按一定比例配料混匀， 在造球机上被水润湿后，在毛细力和 机械力 作用下形成粒度均匀的球团(生球），然后采 用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系列的物 理化学变化而硬化固结。
冷却阶段应将球团矿的温度从1000℃以上冷却到运输 皮带可以承受的温度。冷却介质为空气，它的氧势较高， 如果球团矿内部尚有未被氧化的磁铁矿，在这里可以再充 分氧化。
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球团是较为广泛应用的造块工艺之一。与烧结生产工艺 相比，球团生产具有下述特点：
（1）对原料要求严格，而且原料品种较单一。一般用于 球团的原料都是细磨精矿，比表面积压大于1500～ 1900cm2/g。水分应低于适宜造成球水分，SiO2不能太高。
球团生产的一般工艺流程见下图。
28Baidu Nhomakorabea
图2-2球团生产工艺流程
29
球团法分类
一般球团法主要根据特殊用途、固结方式和设备划分，
球团法
高温固结
氧化焙烧
竖炉焙烧 带式机焙烧 链篦机-回转窑焙烧 环式焙烧机焙烧
还原焙烧 （金属化球团）
回转窑法（SL/RN） 竖炉连续装料法（Midcrx法） 竖罐法（HYL法）
24
球团生产主要包括成型与焙烧固结两个环节。 成型是采用圆盘造球机或圆筒造球机将铁精矿加 工成具有一定粒度和强度的生球。焙烧固结是其 生产过程中最复杂的工序，许多物理和化学反应， 在此阶段完成，并且对球团矿的冶金性能、如碱
度、气孔度、还原性等有重大影响。 焙烧球团矿的设备有竖炉、带式粒烧机和链篦-回 转窑三种。不论采用哪一种设备，焙烧球团矿应 包括干燥、预热、焙烧、均热和冷却五个过程，
需要耐热合钢较多。
链篦机-回 焙烧设备较简单。焙烧均匀，干燥预热、焙烧和冷却需
转窑
单机生产能力大，适应各处 分别在三台设备上进行设
原料的球团焙烧。
备环节多。
32
球团原料的准备
球团原料具有一定的料度和料度组成、适宜的水分用均匀 的化学成分是生产优质球团矿的三个重要因素。
国外球团厂一般要求原料的粒度60％以上小于0.044mm或 小于0.074mm达90％以上.许多球团厂的原料最佳料度用比表 面积表示.实践证明精矿比表面积为1500～1900cm2/g，成球 性能良好。在大多数情况下都能达到造球的粒度要求，如果 精矿粒度比较粗需要再磨。所采用的磨矿设备为圆筒形磨机， 多用钢球作介质。国外一些采用富矿粉的球团厂及我国萍乡 钢铁厂都没有磨矿工艺。
图2-1球团矿焙烧过程
26
焙烧带的温度一般为1200～1300℃。预热过程中尚未 完成的反应，如分解、氧化、脱硫、固相反应等也在此继 续进行。这里的主要反应有铁氧化物的结晶和再结晶，晶 粒长大，固相反应以及由之而产生的低熔点化合物的熔化， 形成部分液相，球团矿体积收缩及结构致密化。
均热带的温度水平应略低于焙烧温度。在此阶段保持一 定时间，主要目的是使球团矿内部晶体长大，尽可能使它 发育完整，使矿物组成均匀化，消除一部份内部应力。
矿物加工概论
球团工艺(Pelletizing Process)
1
球团厂
2
铁精矿的配料
3
4
干 燥 段
5
6
7
8
人字型干燥床
9
竖 炉
10
导风墙的支架钢梁
11
12
13
14
15
16
17
带 式 冷 却 机
18
19
20
21
链篦机回转窑球团工艺的 焙烧和环冷段
22
带 式 焙 烧 机 工 艺
带式机法（D-L法） 磁化焙烧-竖炉法（在中性或弱还原气氛中焙烧）
氧化-钠化焙烧
竖炉法 回转窑法
氧化焙烧
竖炉法 链篦机-回转窑法
低温固结
水泥冷黏结法 热液法 碳酸化法 锈化固结法 焦化固结法 其他方法
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不同球团方法分别用于不同的目的，如高温氧化焙烧球团 生产, 主要向高炉炼铁提供炉料；还原焙烧视原矿含铁品位产 品金属化程度，可向高炉炼铁或电炉炼钢提供炉料；磁化焙烧 则针对弱磁性矿物处理后提高其磁性，然后经磁选工艺获得磁 性精矿再造块；钠化焙烧或氯化焙烧用于回收含铁矿物中贵得 稀有金属，然后供高炉炼铁。低温固结球团法多用于向小高炉 提供炉料。