摘  要  介紹了誠德公司采用紅土鎳礦烘干后燒結的生產實踐，提出了紅土鎳礦配比條件下強化燒結過程的有效技術措施，在保證燒結礦產量和質量的前提下，實現了燒結礦成本的降低。

關鍵詞  紅土鎳礦  燒結成本  技術措施

1  前言

從目前紅土鎳礦資源分布情況和燒結技術發展趨勢來看，在燒結中紅土鎳礦能夠降低燒結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%結晶水，結構水約含10%的水分鎳礦；紅土鎳礦在干燥過程中很難除去結晶水和結構水，低鎳紅土礦含鐵品位低，雜質多，用于燒結生產易導致固體燃料增高，燒結礦強度及燒結成品率降低等影響。其化學成份為TFe、Ni、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Cr、S；紅土鎳礦具有一定的粘結性，并且本身含水約在35%以上，燒結后易形成多孔薄壁和結構松散的燒結礦，原礦成泥團狀，吸水性強，在進入烘干后脫除附加水再通過燒結過程脫除結晶水和結構水，而且分解會導致更多孔隙的形成，增加反應接觸面積，表現出很強的同化性和液相流動性，同時含有大量的揮發物，燒損大，收縮率大。燒結此種紅土鎳礦燃料用量大，液相有較大，燒結礦嚴重熔化、孔隙率大（約70％以上），易形成大孔薄壁結構，因而高配比紅土鎳礦燒結目前出現燒結生產率低、燒結礦強度差、返礦量高，成品率低及固體燃耗高等現象；逢雨季生產紅土鎳礦的水分有時超過40%以上，造成烘干、配料、混料都對生產造成很大的波動。

針對紅土鎳礦的燒結特性和燒結工藝技術要求，在紅土鎳礦配比達50％左右的條件下，探討實踐適宜的燒結工藝參數，在生產中通過采取一些技術措施，使配比紅土鎳礦條件下燒結礦產、質量指標和冶金性能均滿足高爐冶煉要求，對于降低燒結礦成本具有重大意義。

2  生產用原料條件

生產所用紅土鎳礦為菲律賓礦，和其它補助原料、熔劑、燃料的化學成分見表1，以配加紅土鎳礦比例44％、47％、50％、53％、56％（編號分別為1、2、3、4、）進行生產，各階段原料結構見表2。 

配加紅土鎳礦進行生產。 

3  紅土鎳礦燒結礦的特點

紅土鎳礦在燒結過程中，當溫度在820℃左右開始脫除結構水，水分在蒸發時由于高溫水分急驟汽化，促使礦小顆粒爆裂炸開.

3.1  固體燃料消耗高

紅土鎳礦中約含10％的結構水，在燒結過程中結構水分解和部分紅土鎳礦氧位變化轉化時需要消耗大量熱量，結構水分解因而紅土鎳礦燒結時固體燃料消耗較磁鐵礦和赤鐵礦燒結要高。同時，由于紅土鎳礦吸水性強，持有更多的水分，游離水在蒸發過程中需要消耗更多的熱量，這也導致了紅土鎳礦燒結要消耗更多的固體燃料。

3.2  料層溫度低，高溫保持時間短

在燒結過程中，一方面由于要排除大量的結構水，總的料層阻力較大，料層溫度較低；一旦結構水逐漸減少，料層阻力迅速下降，風量迅速增加，料層溫度峰值不可能提高反而下移，使溫度曲線呈現低谷狀，顯示著高溫值低和高溫保持時間短。另一方面由于紅土鎳礦的同化性能好，燒結過程中促進低熔點液相的快速形成，故在配碳量一定的情況下，燒結速度加快，時間縮短，易形成多孔薄壁和結構松散的燒結礦。因而易出現主管廢氣溫度降低、抽風負壓下降、風機電流升高而被迫減風降壓，導致紅土鎳礦燒結生產率和成品率低、強度差。

3.3  燒結過程的收縮現象

在紅土鎳礦中的結構水和其他揮發分被排除后，燒結礦品位自然下降，總的說來，其中所含的結構水越多，燒損越大，則其燒結礦品位降低的幅度也越大。

燒損率大，結構水排除引起燒結餅體積大量收縮，從燒結料面上可以明顯看到，燒結機機尾料面收縮厚度達約3～10cm左右。

4  實施全紅土鎳礦燒結的技術措施

為了改善高配比紅土鎳礦燒結的技術經濟指標，在強化日常操作和管理的前提下，針對紅土鎳礦燒結的特性，采取了如下技術措施。

4.1  優化配礦，調整原料結構、返礦平衡、

通過調整配礦結構，改善混合料的粒度組成，改善混勻礦燒結性能的匹配程度。由于紅土鎳礦的同化性能強，故在配礦時應與同化溫度較高的鉻精粉搭配使用，以確保燒結料層的熱態透氣性，避免燒結生產率的降低和燒結礦質量的下降。如我們在配加44％～56％的紅土鎳礦下，如搭配10％左右的精粉（燒損小，同化性較好）尋求合適的燒結生產指標。另外，適當添加粗粒返礦配比，利用其在燒結中所起的骨架作用，能夠減少燒結過程中出現的大量收縮，對提燒結礦的強度和成品率有利。

4.2  原料配料工藝，

燒結生產中熔劑和燃料粒度過粗時，會造成粒度偏析，使燒結過程不均勻，造成燒結礦強度和粒度組成不均勻，要求熔劑和燃料的粒度＜3mm的應達到85%以上。當熔劑粒度偏大時，生石灰在一混消化效果不好燒結礦中白點多，在冷卻過程中吸水消化膨脹，造成自然粉化。燃料的粒度不能過粗，也不能過細，否則會降低燒結礦的強度和成品率。對于反應性強的無煙煤粉，其最佳粒度范圍可適當放寬，控制其粒度<3mm的應達到83%以上。

4.3  強化崗位標準化操作

嚴格貫徹“精心備料，減少漏風，穩定水碳，厚料低碳，鋪平燒透，燒好返礦”的燒結生產操作方針，推行低碳、低水、厚料層操作。通過加強工藝紀律檢查與考核，強化了對烘干、配料、混料、燒結等關鍵工序的操作。在配料工序，加強自動配料系統的校驗與調整，提高配比準確性。穩定對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行加水還要進一步強化加水操作，提高混合料料流和水分的穩定性，正常二個混合機加水，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，并根據原料變化作相應的調整，適當增加水量，控制混合料粒度組成3～10mm在70%以上，提高料層透氣性，為燒結礦強度和生產率的提高提供條件。

提高點火溫度，延長點火時間，保溫時間。為了使紅土鎳礦內的結構水充分排除，以保證燒結礦的強度，可以適當提高點火溫度，也可延長點火時間。將點火溫度從1050±50℃提高到1100±50℃，適當提高料層放慢燒結機機速和點火時間由1.5min延長到2.0min，彌補了料層表面的熱量不足，同時我廠對點火爐也增加保溫段，提高表層燒結礦強度。

4.4  提高料層厚度

隨著料層厚度增加，燒結生產率降低，成品率上升，轉鼓強度先升后降，固體燃耗下降。分析認為，料層提高后，表層未燒好及強度差的燒結礦相對減少，上部供熱充足和料層高溫保持時間長，促進各種物理化學反應的進行，有利于燒結礦結構的改善，提高燒結礦強度和成品率。但料層過厚，降低了料層透氣性，垂直燒結速度下降，生產率和利用系數降低較多，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料層液相帶的孔隙而降低料層透氣性，也加劇了料層中無煙煤燃燒的橫向不均勻性，使利用系數和成品率均下降。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，有效降低漏風率也是很有必要的。

4.5  強化燒結礦強度，添加鈍化劑

實踐表明，隨著高爐需要燒結礦堿度的提高， 利用系數和轉鼓指數也跟隨提高。其主要原因是: 燒結混合料中生石灰質量對燒結生產的穩定性有顯著的影響，提高生石灰質量是紅土鎳礦燒結提高生產率的重要因素。優化燒結溶劑原料，提高了生石灰的有效CaO質量分數及活性度，提高了復合鐵酸鈣（SFCA）的生成量，提高燒結礦轉鼓強度和還原性，改善燒結礦粒度組成，特別是減少5～10mm部分，有效地降低了燒結礦含粉率。公司在燒結料中添加鈍化劑，可提高燒結礦轉鼓指數2%以上，在一定程度上解決了紅土鎳礦燒結強度差、成品率低的問題，為紅土鎳礦降低燒結成本奠定了良好的基礎。在提高燒結礦強度、降低返礦率方面取得了明顯效果。

此外，有關研究和實踐表明，降低紅土鎳礦粒度上限可提高燒結礦強度，在紅土鎳礦烘干后的上限粒度為8mm時，通過上限大的造球粒度和鎳石進行破碎篩分，不僅可以獲得較高的生產率， 而且燒結礦強度指標完全可以滿足生產高爐的需要，從而提高產量和燒結礦強度。

5  生產效果

燒結廠在將紅土鎳礦配比由44％逐步增加到56％的生產過程中，對生產工藝參數進行調整，燒結礦堿度確定為1.3±0.5，配加無煙煤的質量分數為4.5%～4.9%，水分的質量分數為12%～15%， 料層厚度為700～750mm，轉鼓指數達62%左右，利用系數1.0%t.m一2h一1左右燒結礦粒度組成均勻， 化學成分穩定，燒結礦品位達到50%左右，FeO的質量分數低于15%，還原度和低溫還原粉化率下降幅度不大，各指標均能滿足高爐用料要求。

6  結語

（1）紅土鎳礦燒結的條件下，采取優化配礦、適當的比例燃料用量、延長點火時間、提高料層厚度和燒結礦堿度等技術措施，對穩定燒結礦產、質量有明顯效果。

（2）生石灰質量的好壞影響燒結生產的穩定性，提高生石灰質量是紅土鎳礦燒結的重要措施。

（3）在燒結料中添加鈍化劑對強化紅土鎳礦燒結十分有利。

（4）根據燒結廠現有原料條件，目前生產中將燒結礦堿度控制在1.3±0.5左右，適宜的燒結料水分為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

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