摘  要  介紹了誠(chéng)德公司采用紅土鎳礦烘干后燒結(jié)的生產(chǎn)實(shí)踐，提出了紅土鎳礦配比條件下強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程的有效技術(shù)措施，在保證燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)礦成本的降低。

關(guān)鍵詞  紅土鎳礦  燒結(jié)成本  技術(shù)措施

1  前言

從目前紅土鎳礦資源分布情況和燒結(jié)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在燒結(jié)中紅土鎳礦能夠降低燒結(jié)成本的有效措施之一。紅土鎳礦是一種約含15％吸附水和約含10%結(jié)晶水，結(jié)構(gòu)水約含10%的水分鎳礦；紅土鎳礦在干燥過(guò)程中很難除去結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水，低鎳紅土礦含鐵品位低，雜質(zhì)多，用于燒結(jié)生產(chǎn)易導(dǎo)致固體燃料增高，燒結(jié)礦強(qiáng)度及燒結(jié)成品率降低等影響。其化學(xué)成份為T(mén)Fe、Ni、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Cr、S；紅土鎳礦具有一定的粘結(jié)性，并且本身含水約在35%以上，燒結(jié)后易形成多孔薄壁和結(jié)構(gòu)松散的燒結(jié)礦，原礦成泥團(tuán)狀，吸水性強(qiáng)，在進(jìn)入烘干后脫除附加水再通過(guò)燒結(jié)過(guò)程脫除結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水，而且分解會(huì)導(dǎo)致更多孔隙的形成，增加反應(yīng)接觸面積，表現(xiàn)出很強(qiáng)的同化性和液相流動(dòng)性，同時(shí)含有大量的揮發(fā)物，燒損大，收縮率大。燒結(jié)此種紅土鎳礦燃料用量大，液相有較大，燒結(jié)礦嚴(yán)重熔化、孔隙率大（約70％以上），易形成大孔薄壁結(jié)構(gòu)，因而高配比紅土鎳礦燒結(jié)目前出現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)率低、燒結(jié)礦強(qiáng)度差、返礦量高，成品率低及固體燃耗高等現(xiàn)象；逢雨季生產(chǎn)紅土鎳礦的水分有時(shí)超過(guò)40%以上，造成烘干、配料、混料都對(duì)生產(chǎn)造成很大的波動(dòng)。

針對(duì)紅土鎳礦的燒結(jié)特性和燒結(jié)工藝技術(shù)要求，在紅土鎳礦配比達(dá)50％左右的條件下，探討實(shí)踐適宜的燒結(jié)工藝參數(shù)，在生產(chǎn)中通過(guò)采取一些技術(shù)措施，使配比紅土鎳礦條件下燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)和冶金性能均滿足高爐冶煉要求，對(duì)于降低燒結(jié)礦成本具有重大意義。

2  生產(chǎn)用原料條件

生產(chǎn)所用紅土鎳礦為菲律賓礦，和其它補(bǔ)助原料、熔劑、燃料的化學(xué)成分見(jiàn)表1，以配加紅土鎳礦比例44％、47％、50％、53％、56％（編號(hào)分別為1、2、3、4、）進(jìn)行生產(chǎn)，各階段原料結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2。 

配加紅土鎳礦進(jìn)行生產(chǎn)。 

3  紅土鎳礦燒結(jié)礦的特點(diǎn)

紅土鎳礦在燒結(jié)過(guò)程中，當(dāng)溫度在820℃左右開(kāi)始脫除結(jié)構(gòu)水，水分在蒸發(fā)時(shí)由于高溫水分急驟汽化，促使礦小顆粒爆裂炸開(kāi).

3.1  固體燃料消耗高

紅土鎳礦中約含10％的結(jié)構(gòu)水，在燒結(jié)過(guò)程中結(jié)構(gòu)水分解和部分紅土鎳礦氧位變化轉(zhuǎn)化時(shí)需要消耗大量熱量，結(jié)構(gòu)水分解因而紅土鎳礦燒結(jié)時(shí)固體燃料消耗較磁鐵礦和赤鐵礦燒結(jié)要高。同時(shí)，由于紅土鎳礦吸水性強(qiáng)，持有更多的水分，游離水在蒸發(fā)過(guò)程中需要消耗更多的熱量，這也導(dǎo)致了紅土鎳礦燒結(jié)要消耗更多的固體燃料。

3.2  料層溫度低，高溫保持時(shí)間短

在燒結(jié)過(guò)程中，一方面由于要排除大量的結(jié)構(gòu)水，總的料層阻力較大，料層溫度較低；一旦結(jié)構(gòu)水逐漸減少，料層阻力迅速下降，風(fēng)量迅速增加，料層溫度峰值不可能提高反而下移，使溫度曲線呈現(xiàn)低谷狀，顯示著高溫值低和高溫保持時(shí)間短。另一方面由于紅土鎳礦的同化性能好，燒結(jié)過(guò)程中促進(jìn)低熔點(diǎn)液相的快速形成，故在配碳量一定的情況下，燒結(jié)速度加快，時(shí)間縮短，易形成多孔薄壁和結(jié)構(gòu)松散的燒結(jié)礦。因而易出現(xiàn)主管廢氣溫度降低、抽風(fēng)負(fù)壓下降、風(fēng)機(jī)電流升高而被迫減風(fēng)降壓，導(dǎo)致紅土鎳礦燒結(jié)生產(chǎn)率和成品率低、強(qiáng)度差。

3.3  燒結(jié)過(guò)程的收縮現(xiàn)象

在紅土鎳礦中的結(jié)構(gòu)水和其他揮發(fā)分被排除后，燒結(jié)礦品位自然下降，總的說(shuō)來(lái)，其中所含的結(jié)構(gòu)水越多，燒損越大，則其燒結(jié)礦品位降低的幅度也越大。

燒損率大，結(jié)構(gòu)水排除引起燒結(jié)餅體積大量收縮，從燒結(jié)料面上可以明顯看到，燒結(jié)機(jī)機(jī)尾料面收縮厚度達(dá)約3～10cm左右。

4  實(shí)施全紅土鎳礦燒結(jié)的技術(shù)措施

為了改善高配比紅土鎳礦燒結(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在強(qiáng)化日常操作和管理的前提下，針對(duì)紅土鎳礦燒結(jié)的特性，采取了如下技術(shù)措施。

4.1  優(yōu)化配礦，調(diào)整原料結(jié)構(gòu)、返礦平衡、

通過(guò)調(diào)整配礦結(jié)構(gòu)，改善混合料的粒度組成，改善混勻礦燒結(jié)性能的匹配程度。由于紅土鎳礦的同化性能強(qiáng)，故在配礦時(shí)應(yīng)與同化溫度較高的鉻精粉搭配使用，以確保燒結(jié)料層的熱態(tài)透氣性，避免燒結(jié)生產(chǎn)率的降低和燒結(jié)礦質(zhì)量的下降。如我們?cè)谂浼?4％～56％的紅土鎳礦下，如搭配10％左右的精粉（燒損小，同化性較好）尋求合適的燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)。另外，適當(dāng)添加粗粒返礦配比，利用其在燒結(jié)中所起的骨架作用，能夠減少燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的大量收縮，對(duì)提燒結(jié)礦的強(qiáng)度和成品率有利。

4.2  原料配料工藝，

燒結(jié)生產(chǎn)中熔劑和燃料粒度過(guò)粗時(shí)，會(huì)造成粒度偏析，使燒結(jié)過(guò)程不均勻，造成燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度組成不均勻，要求熔劑和燃料的粒度＜3mm的應(yīng)達(dá)到85%以上。當(dāng)熔劑粒度偏大時(shí)，生石灰在一混消化效果不好燒結(jié)礦中白點(diǎn)多，在冷卻過(guò)程中吸水消化膨脹，造成自然粉化。燃料的粒度不能過(guò)粗，也不能過(guò)細(xì)，否則會(huì)降低燒結(jié)礦的強(qiáng)度和成品率。對(duì)于反應(yīng)性強(qiáng)的無(wú)煙煤粉，其最佳粒度范圍可適當(dāng)放寬，控制其粒度<3mm的應(yīng)達(dá)到83%以上。

4.3  強(qiáng)化崗位標(biāo)準(zhǔn)化操作

嚴(yán)格貫徹“精心備料，減少漏風(fēng)，穩(wěn)定水碳，厚料低碳，鋪平燒透，燒好返礦”的燒結(jié)生產(chǎn)操作方針，推行低碳、低水、厚料層操作。通過(guò)加強(qiáng)工藝紀(jì)律檢查與考核，強(qiáng)化了對(duì)烘干、配料、混料、燒結(jié)等關(guān)鍵工序的操作。在配料工序，加強(qiáng)自動(dòng)配料系統(tǒng)的校驗(yàn)與調(diào)整，提高配比準(zhǔn)確性。穩(wěn)定對(duì)生石灰消化器的打水，掌握加水量，特別是使用水作為生石灰消化用水，改善生石灰的消化效果。在混料工序，目前我們單用一混進(jìn)行加水還要進(jìn)一步強(qiáng)化加水操作，提高混合料料流和水分的穩(wěn)定性，正常二個(gè)混合機(jī)加水，一次混合水分控制在（6.5±0.5）%左右，二次混合水分控制在（8.0±0.5）%左右，并根據(jù)原料變化作相應(yīng)的調(diào)整，適當(dāng)增加水量，控制混合料粒度組成3～10mm在70%以上，提高料層透氣性，為燒結(jié)礦強(qiáng)度和生產(chǎn)率的提高提供條件。

提高點(diǎn)火溫度，延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間，保溫時(shí)間。為了使紅土鎳礦內(nèi)的結(jié)構(gòu)水充分排除，以保證燒結(jié)礦的強(qiáng)度，可以適當(dāng)提高點(diǎn)火溫度，也可延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間。將點(diǎn)火溫度從1050±50℃提高到1100±50℃，適當(dāng)提高料層放慢燒結(jié)機(jī)機(jī)速和點(diǎn)火時(shí)間由1.5min延長(zhǎng)到2.0min，彌補(bǔ)了料層表面的熱量不足，同時(shí)我廠對(duì)點(diǎn)火爐也增加保溫段，提高表層燒結(jié)礦強(qiáng)度。

4.4  提高料層厚度

隨著料層厚度增加，燒結(jié)生產(chǎn)率降低，成品率上升，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度先升后降，固體燃耗下降。分析認(rèn)為，料層提高后，表層未燒好及強(qiáng)度差的燒結(jié)礦相對(duì)減少，上部供熱充足和料層高溫保持時(shí)間長(zhǎng)，促進(jìn)各種物理化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，有利于燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)的改善，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和成品率。但料層過(guò)厚，降低了料層透氣性，垂直燒結(jié)速度下降，生產(chǎn)率和利用系數(shù)降低較多，而且“蓄熱”作用使同化速度變得更快，同化范圍變得更廣，快速的同化封閉了燒結(jié)料層液相帶的孔隙而降低料層透氣性，也加劇了料層中無(wú)煙煤燃燒的橫向不均勻性，使利用系數(shù)和成品率均下降。因此要控制合適的料層厚度，綜合考慮各方面因素，一般以控制在700～750mm為宜。在提高料層厚度的同時(shí)，有效降低漏風(fēng)率也是很有必要的。

4.5  強(qiáng)化燒結(jié)礦強(qiáng)度，添加鈍化劑、

實(shí)踐表明，隨著高爐需要燒結(jié)礦堿度的提高， 利用系數(shù)和轉(zhuǎn)鼓指數(shù)也跟隨提高。其主要原因是: 燒結(jié)混合料中生石灰質(zhì)量對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定性有顯著的影響，提高生石灰質(zhì)量是紅土鎳礦燒結(jié)提高生產(chǎn)率的重要因素。優(yōu)化燒結(jié)溶劑原料，提高了生石灰的有效CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)及活性度，提高了復(fù)合鐵酸鈣（SFCA）的生成量，提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和還原性，改善燒結(jié)礦粒度組成，特別是減少5～10mm部分，有效地降低了燒結(jié)礦含粉率。公司在燒結(jié)料中添加鈍化劑，可提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)2%以上，在一定程度上解決了紅土鎳礦燒結(jié)強(qiáng)度差、成品率低的問(wèn)題，為紅土鎳礦降低燒結(jié)成本奠定了良好的基礎(chǔ)。在提高燒結(jié)礦強(qiáng)度、降低返礦率方面取得了明顯效果。

此外，有關(guān)研究和實(shí)踐表明，降低紅土鎳礦粒度上限可提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，在紅土鎳礦烘干后的上限粒度為8mm時(shí)，通過(guò)上限大的造球粒度和鎳石進(jìn)行破碎篩分，不僅可以獲得較高的生產(chǎn)率， 而且燒結(jié)礦強(qiáng)度指標(biāo)完全可以滿足生產(chǎn)高爐的需要，從而提高產(chǎn)量和燒結(jié)礦強(qiáng)度。

5  生產(chǎn)效果

燒結(jié)廠在將紅土鎳礦配比由44％逐步增加到56％的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，燒結(jié)礦堿度確定為1.3±0.5，配加無(wú)煙煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5%～4.9%，水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%～15%， 料層厚度為700～750mm，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)達(dá)62%左右，利用系數(shù)1.0%t.m一2h一1左右燒結(jié)礦粒度組成均勻， 化學(xué)成分穩(wěn)定，燒結(jié)礦品位達(dá)到50%左右，F(xiàn)eO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于15%，還原度和低溫還原粉化率下降幅度不大，各指標(biāo)均能滿足高爐用料要求。

6  結(jié)語(yǔ)

（1）紅土鎳礦燒結(jié)的條件下，采取優(yōu)化配礦、適當(dāng)?shù)谋壤剂嫌昧?、延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間、提高料層厚度和燒結(jié)礦堿度等技術(shù)措施，對(duì)穩(wěn)定燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量有明顯效果。

（2）生石灰質(zhì)量的好壞影響燒結(jié)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高生石灰質(zhì)量是紅土鎳礦燒結(jié)的重要措施。

（3）在燒結(jié)料中添加鈍化劑對(duì)強(qiáng)化紅土鎳礦燒結(jié)十分有利。

（4）根據(jù)燒結(jié)廠現(xiàn)有原料條件，目前生產(chǎn)中將燒結(jié)礦堿度控制在1.3±0.5左右，適宜的燒結(jié)料水分為12%～15%之間，料層厚度為700～750mm，燃料配比控制在4.5%～4.9%。

7  參考文獻(xiàn)

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