用于优化生产铁矿颗粒的方法
【专利说明】用于优化生产铁矿颗粒的方法
[0001]本申请案主张2012年7月23申请的标题为“一种用于生产铁矿颗粒的优化方法(Process Optimized for the Product1n of Ore Pellets) ” 的第 61/674，633 号美国专利申请案的优先权，且所述美国专利申请案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0002]本发明的方面涉及一种以有效且节省方式生产铁矿颗粒的优化方法，尤其当其一旦使用燃烧机的总体积与当前已知的方法相比时。
【背景技术】
[0003]制粒方法是将材料压缩或模塑成颗粒的形式。各种不同材料均可经受此方法，包括化学品、铁矿、动物饲料等。就铁矿颗粒而言，超细颗粒可借助热处理方法得到。因而，超细部分(低于0.15mm)可见于自然界，或在加工中产生。所述颗粒可形成具有范围为8到18mm的各种尺寸和具有适于还原单元(例如鼓风炉)进料的特征的球形簇。
[0004]在工业用铁矿石的所有制粒方法中，均有将颗粒热硬化的步骤。在其中一种已知方法中，其是应用“转动炉篦”型炉。在所述情况下，材料的燃烧在置于具有有限工作温度的金属表面上的颗粒床中进行，以免损伤设备。这些限制意味着较靠近所述金属表面层的温度较低；此类温度不足以确保使颗粒完全烧结，这不允许以生胚颗粒填充燃烧设备的全部体积。在这些方法中，过去常常在侧面和底部的金属表面上施加一层经再循环的烧成颗粒，以避免所述问题。
[0005]所述生产烧成铁矿颗粒的“转动炉篦”方法需要使所生产材料的20%到30%再循环以在侧面和底部的金属表面上形成衬垫层。
[0006]DE 4109396描述一种生产铁矿颗粒的方法，其包括将保护加热设备的金属结构的覆盖元素再循环。
[0007]因此，现有技术的教示或知识未能揭示一种用于将铁矿石制成颗粒，同时为金属表面在铁矿颗粒燃烧步骤期间的加热问题(其给铁矿颗粒生产带来不便)提供更具创新性、有效性且经济性的解决方案的方法。
【发明内容】
[0008]按照上述问题和未满足的需求，本发明描述一种用于生产铁矿颗粒的有利且有效的流线化方法，其中在燃烧步骤期间所述生胚颗粒取代烧成颗粒以覆盖“转动炉篦”炉中的金属表面，所述方法包括以下步骤中的至少一些或全部:
[0009]a.研磨铁矿石；
[0010]b.过滤得自步骤a的碎铁矿石；
[0011]c.将来自步骤b.的经过滤铁矿石与至少一种粘结剂混合在一起；
[0012]d.将来自步骤c.的混合物制成颗粒；
[0013]e.干燥来自步骤d.的生胚颗粒；
[0014]f.将所述铁矿颗粒转移到“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅；
[0015]g.筛选所述烧成铁矿颗粒。
[0016]本发明的这些方面的额外优点和新颖特征将部分陈述于随后描述中，且部分将在所属领域的技术人员检查下文后或通过实践本发明学习后变得更明了。
【具体实施方式】
[0017]以下详细描述并不希望以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。更准确地，以下描述提供用于实施示范性形式的必要知识。当使用本文所提供的教示时，所属领域的技术人员将了解可在未外推本发明的范围下使用的适宜替代物。
[0018]更具体来说，本发明描述一种生产铁矿颗粒的方法，其中在燃烧步骤期间所述生胚颗粒取代烧成颗粒以覆盖“转动炉篦”炉中的金属表面，所述方法包括以下步骤:
[0019]a.研磨铁矿石和石灰石直到尺寸小于0.044mm ;
[0020]b.过滤得自步骤a的碎铁矿石；
[0021]c.将来自步骤b.的经过滤的铁矿石与至少硅酸钠和玉米淀粉和另一选择的硅灰(microsilica)混合在一起；
[0022]d.将来自步骤c.的混合物制成颗粒；
[0023]e.干燥所述来自步骤d.的生胚颗粒；
[0024]f.将所述铁矿颗粒转移到“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅；
[0025]g.筛选所述烧成铁矿颗粒。
[0026]本发明的方面涉及一种用于生产铁矿颗粒的流线化方法，其中在燃烧步骤期间所述生胚颗粒取代烧成颗粒以覆盖“转动炉篦”炉中的金属表面，所述方法包括以下步骤:
[0027]a.研磨铁矿石和石灰石或白云石，优选以在干燥颗粒中得到约为0.15，优选0.90或更高的Ca0/Si02比。添加石灰主要是为确保最终产物的冶金质量。所述研磨步骤产生约90%材料小于0.044mm且比表面积为约1800cm2/g的产物。所述研磨是通过垂直湿式球磨机和一些辅助设备(例如压辊)来完成。湿式研磨可在具有旋液分离器的闭合回路或开放回路中完成。如果使用闭合回路，那么可将经研磨的产物送到增稠器中进行脱水，从而使矿浆中的固体含量增加约20%到75%。在开放回路中进行湿式研磨的情形中，可将最终材料直接送到均质化槽中。
[0028]b.过滤得自步骤a的碎铁矿石，以使水分减少到约9% ；
[0029]c.将得自步骤b的经过滤铁矿石与至少一种粘结剂混合在一起。此为所述方法的关键步骤，且涉及将铁矿石与Si02/Na20摩尔比=2.40的硅酸钠和优选经胶凝化的玉米淀粉及另外超细(100 < 0.044mm)且其S12重量百分比S1 2> 99% )的硅灰组合在一起。以下证实所用粘结剂的功能:
[0030]1.所述硅酸钠为干燥生胚颗粒的抗压强度的关键。
[0031]i1.玉米淀粉决定生胚颗粒的质量是湿还是干。当生产生胚颗粒时，玉米淀粉因其高吸水容量而具有控制制粒过程的作用。
[0032]ii1.所述娃灰会提升娃酸钠的性能。
[0033]以干物质计，混合物中粘结剂的比例必须符合以下:
[0034]1.硅酸钠:1%到4%，但优选为3%。
[0035]i1.玉米淀粉:1%到2%，但优选为1.5%。
[0036]ii1.硅灰:最大值为0.50%，但优选为0.30%。
[0037]d.将来自步骤c的混合物制成颗粒；
[0038]e.干燥所述来自步骤d的生胚颗粒。干燥优选是在静态床干燥器中于约150°C的温度下进行，以便确保硅酸钠的聚合，从而避免在所述方法期间损失玉米淀粉。干燥生胚颗粒的抗力必须为至少60daN/p，以便耐受“转动炉篦”制粒炉中的加工和负载。在所述步骤中，优选控制加热速率，以免颗粒中出现削弱其抗力的裂缝。
[0039]f.将所述铁矿颗粒转移到“转动炉篦”炉的侧面和底部格栅。
[0040]g.筛选所述烧成铁矿颗粒。
[0041]本发明相比现有技术提供以下优点:
[0042]1.完全利用或高度利用生胚颗粒的制粒设备内的容积，从而增加其生产率；
[0043]i1.不再需要像现有技术方法一样使金属表面所释放的烧成颗粒再循环，然后形成衬垫层，从而增加所述金属表面的生产率；
[0044]ii1.最优化所述方法的能源功率，从而减少生产成本。
[0045]从此意义上而言，本发明的主要创新特性为:
[0046]1.在混合步骤c中，组合使用习知粘结剂和其它有机粘结剂或辅助材料，以便在加工和/或转移到侧面和底部格栅及为所述炉送料期间赋予所述生胚颗粒抗力；
[0047]i1.将以步骤(:的混合物所产生的生胚颗粒送到干燥器中，而非转移到燃烧炉。因此，经干燥产物具有足够抗力而得以被转移(约100到约80kg/w)到“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅。
[0048]ii1.将所述干燥的生胚颗粒馈送到所述“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅，从而替换用于现有技术的烧成颗粒，并将烧成颗粒以产物卸除于烘箱中，并依已知的正常作业流处理。
[0049]上文给出的实例为本发明的方法目标的优选变型，而不应视为限制。在所述方面中，应了解，本发明的范围涵盖其它可能变型，其仅受所附权利要求书的内容(包括可能的等效物)的限制。
【主权项】
1.一种用于生产铁矿颗粒的方法，其中在燃烧步骤期间生胚颗粒取代烧成颗粒以覆盖“转动炉篦”炉中的金属表面，所述方法包括以下步骤: a.研磨铁矿石和石灰石直到尺寸小于0.044mm ； b.过滤得自步骤a的碎铁矿石； c.将来自步骤b.的经过滤铁矿石与至少硅酸钠和玉米淀粉和作为另一选择的 娃灰混合在一起； d.将来自步骤C.的混合物制成颗粒； e.干燥来自步骤d.的生胚颗粒； f.将所述铁矿颗粒转移到“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅； g.筛选所述烧成铁矿颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述研磨步骤a包括确保所述颗粒具有小于0.20或大于0.90的Ca0/Si02比的一定比例的石灰石或白云石。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其中所述石灰石包含碳酸钙矿石的混合物并且MgO源包括橄榄石、菱镁石、蛇纹岩或富含MgO的工业废物。
4.根据权利要求1到3所述的方法，其中硅酸钠包含介于1%与4%间的范围内，优选地3%的Si02/Na20摩尔比。
5.根据权利要求1到4所述的方法，其中以介于1%与2%间的范围、但优选地1.5%添加胶凝化的玉米淀粉。
6.根据权利要求1到5所述的方法，其中将具有高S12含量S12> 99% )的超细硅灰(100%< 0.044mm)以介于1%与2%间的范围、但优选地1.5%添加到所述混合物中。
7.根据权利要求1到5所述的方法，其中所述生胚颗粒在150°C的温度下干燥。
【专利摘要】本发明描述一种用于生产铁矿颗粒的有利且有效的流线化方法，其中在燃烧步骤期间生胚颗粒取代烧成颗粒以覆盖“转动炉篦”炉中的金属表面，所述方法包括以下步骤中的至少一些步骤或全部步骤：研磨铁矿石；过滤所述碾碎的铁矿石；将经过滤铁矿石与至少一种粘结剂混合在一起；将所述混合物制成颗粒；干燥所述生胚颗粒；将所述颗粒转移到“转动炉篦”炉设备的侧面和底部格栅和筛选所述烧成铁矿颗粒。本发明提供一种用于生产铁矿颗粒的优化方法，当与当前己知方法相比时，本发明方法具创新性、有效性和经济性。
【IPC分类】C22B1-20, C22B1-24, C22B1-243
【公开号】CN104704133
【申请号】CN201380039462
【发明人】汉弥尔顿·波多·皮曼达, 马可斯·艾德瓦多·安立奇·波特哈
【申请人】淡水河谷公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年7月22日
【公告号】EP2875161A1, US9096914, US20140020511, WO2014015403A1