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精礦粉壓球機成品球工藝試驗研究

發布時間:2018-05-31 08:24| 瀏覽: |來源: 新聞中心

 為綜合利用固體廢棄物硫酸渣、實現循環經濟和生態化生產,在微型球團礦焙燒模擬系統中,研究了硫酸渣配加精礦粉壓球機造球,并進行了預熱和焙燒工藝試驗。試驗結果表明:硫酸渣配加精礦粉的比例應不低于20%,適宜的造球時間為10min,生球中水分質量分數應控制在12.5%左右。試驗確定了相應的預熱一焙燒工藝參數,為固體廢棄物硫酸渣的利用提供了一個新途徑。
近年來,中國鋼鐵工業發展迅速,國內鐵礦石產能已經不能滿足需求,鐵礦石資源短缺已是不爭的事實。硫酸渣作為化工廠的副產品,是一種以赤鐵礦為主要成分的含鐵物料,鐵品位在62%左右。如果將硫酸渣作為廢棄物扔掉,不僅浪費含鐵資源,而且對環境亦造成極大污染。近年來,國內對硫酸渣的開發利用研究結果都不十分理想。如果將其磨細后與精礦粉一起用礦粉壓球機造球,不但可以為硫酸渣的利用開辟一個新途徑,而且對于綜合利用廢棄資源、解決資源不足的問題,實現循環經濟和生態化生產,具有重要的戰略意義。
1試驗原料
試驗所用原料有磁鐵礦精礦和3種硫酸渣,2試驗步驟將硫酸渣晾曬至一定濕度,混勻,取樣檢測性能,其余裝袋密封,供壓球機造球用。混合料為人工配料。每次取4kg含鐵混合料(按干料計),配加一定比例膨潤土,在橡膠布上混勻。混合料水分低于生球水分2%左右。混合料用①500mmx500mm無級調速潤磨機在40r/min下潤磨,介質填充率為12%。配好的混合料一次性倒入潤磨機內,潤磨到規定時間后再將介質和混合料一起倒出,用篩子分離介質和混合料。生球的制備在圓盤造球機上進行。造球機直徑000mm,轉速27r/min,傾角45。。模擬生產實際情況,造球過程分為母球形成、母球長大、生球緊密3個階段。首先將一定質量混合好的物料加入轉動的造球機內加水造母球(2min),然后連續加水加料(每批料質量4kg),使母球在規定的時間內長大成球。生球經過1~2min滾動緊密后,用小鏟鏟出,10~15mm的生球作為成品球,測定其強度及爆裂溫度,剩下的置于電熱干燥箱內在(110士5)℃下干燥,用于管爐焙燒試驗。
3試驗結果與討論
3.1磁鐵礦配比
試驗中,改變混合磁鐵精礦與混合硫酸渣的比例。混合硫酸渣由3種硫酸渣(m(邢臺硫酸渣)l優(邯鄲硫酸渣):優(山西硫酸渣)=10s7:3)配制而成,膨潤土用量為1.25%,料層高度為200mm。隨磁鐵礦用量增加,預熱球的抗壓強度提高,但提高幅度較小,轉鼓強度逐漸減小,說明磁鐵礦增加有助于減少預熱球運輸過程中粉末的產生;單獨用硫酸渣造球,轉鼓強度太差;磁鐵礦用量從0%增加至50%,裂紋的數目逐漸增加;磁鐵礦用量增加至90%時,裂紋數目減少;磁鐵礦用量增加,成品球抗壓強度逐漸下降,
表明硫酸渣要比磁鐵礦精礦在焙燒過程中更易固結;此外,當磁鐵礦用量增加到90%時,由于生球爆裂溫度降低,干燥過程中發生輕微爆裂,致使預熱球粉末質量增加。綜合考慮,造球時,磁鐵礦用量至少應大于20%。根據生產所產生的硫酸渣數量綜合考慮,磁鐵礦精礦配比以34%為宜。3.2造球時間、生球水分對生球質量的影響混合料中磁鐵礦精礦為34%。基準配礦方案:邢臺硫酸渣質量分數33%,邯鄲硫酸渣質量分數23%,山西硫酸渣質量分數10%,膨潤土用量1.5%。造球時間及生球水分對生球質量的影響試驗結果所示。隨造球時間延長,生球的落下強度逐漸提高,抗壓強度也提高,但提高幅度不大;時間到12min后,生球的抗壓強度有些降低。因此,造球時間以10~12min適宜。由圖2看出:隨生球水分質量分數從10.6%提高到12.5%,生球落下強度變化不大,抗壓強度有所提高。考慮到現場有刮料板,生球水分可適當增大,現場生球水分可控制在12.5%左右。
3.3預熱參數對生球質量的影響在鏈篦機上預熱可以提高球團的溫度和強
度,而且可以使部分硫及磁鐵礦氧化,保證球團礦在回轉窯中不產生層狀結構。試驗主要考察預熱參數對預熱球及成品球強度的影響。由表3看出,預熱溫度對預熱球的抗壓強度影響顯著:預熱溫度升高,預熱球抗壓強度提高;預熱溫度在850℃時,轉鼓強度較差,此時的硫、Feo質量分數較高;溫度升高到890℃,預熱球轉鼓強度、硫和FeO質量分數變化不大。預熱時的抽風速度提高,預熱球抗壓強度提高,但風速升到2.4m/s及2.7m/s,預熱球抗壓強度變化不大;風速對轉鼓強度和硫質量分數影響不大。預熱時間對預熱球質量影響較小;生球硫質量分數在O.33%左右,預熱之后硫質量分數降至O.03%,說明硫主要在預熱段脫出,且脫硫效果較好。在焙燒溫度1220℃、焙燒時間10min條件下,其他預熱參數不管怎樣變化,成品球的抗壓強度及轉鼓指數和耐磨指數均較好;預熱溫度在850~890℃之間,成品球抗壓強度顯著增加;預熱溫度在890~950℃區間時,成品球抗壓強度變化不大;繼續升高溫度至980℃時,成品球抗壓強度反而下降;隨著預熱時抽風風速和預熱時間的提高,成品球的抗壓強度均提高。綜合考慮預熱工藝參數對預熱球及成品球的影響,鏈篦機適宜的預熱溫度為890~950℃,預熱風速為2.4~2.7m/s,預熱時間6min左右。3.4焙燒工藝參數對成品球質量的影響試驗時,預熱好的球團用裝料設備直接裝入模擬回轉窯中,并按焙燒流程升溫、高溫恒溫和均熱3個階段進行操作,利用卸料裝置卸料。焙燒好的球團礦自然冷卻。焙燒工藝參數對成品球質量的影響試驗結果。
由試驗條件內,成品球的轉鼓指數和耐磨指數均較好,S質量分數均較低,質量好;焙燒溫度在1160~1220℃之間,成品球抗壓強度從2301N/個升高至5260N/個;焙燒溫度繼續升高至1250℃,抗壓強度稍有下降。所以,適宜的焙燒溫度為1190~1220℃,焙燒時間lornjn左右3.5球團礦的冶金性能球團礦的物理性能見表6,基準配礦方案的球團礦冶金性能檢測結果。
可見:球團礦的物理性能良好,冶金性能也較好。球團礦的還原度為63.74%,接近球團礦一級品要求(球團礦一級品要求≥65%);還原粉化率(RDI+3.。。一)大于85%;還原膨脹率為7.O%,達到了球團礦一級品要求(球團礦一級品要求<14%);軟化溫度高,滴下溫度稍低,軟化區間和軟熔區間均較窄。
4結論
綜合以上試驗結果,得出如下結論:
1)硫酸渣疏松多孔,直接用礦粉壓球機造球的生球抗壓強度較低,配加不低于20%的磁鐵礦精礦,控制造球時間10min、生球水分質量分數12.5%左右,可明顯提高球團的抗壓強度。
2)按基準配礦方案配礦并在適宜條件下造球,球團礦的冶金性能大大提高,物理性能良好。球團礦的還原度為63.74%,還原粉化率(RDI+3.1;一)大于90%,還原膨脹率為7.o%,達到了球團礦一級品的要求;而且軟化溫度高,滴下溫度稍低,軟化區間和軟熔區間均相對較窄。

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