矿石的粉碎方法及球团矿的制造方法

技术领域

本发明涉及矿石的粉碎方法，并且涉及将用该粉碎方法处理的铁矿石作为原料的球团矿的制造方法。

背景技术

在炼铁工艺中使用铁矿石时，经造粒工序制造烧结矿、球团矿(非烧成或烧成)。对于用于提高烧结矿、球团矿的成品率、生产率的造粒操作的改善，已知矿石的粉碎是有效的。

例如，专利文献1公开了在制造烧结矿时，使用事先粉碎的微粉矿石作为造粒原料的技术。

另外，专利文献2公开了一种使用辊式粉碎机的铁矿石原料的粉碎方法，其中，在作为粉碎对象的第1铁矿石原料中，将比该第1铁矿石原料硬度高的第2铁矿石原料作为粉碎助料进行混合，将经混合的前述第1铁矿石原料及前述第2铁矿石原料投入前述辊式粉碎机进行粉碎。对经粉碎的铁矿石进行造粒而成为烧结原料球团矿。

另外，专利文献3、4公开了为了对较多包含结晶水的铁矿石进行造粒，将用规定的筛孔筛出的筛上的铁矿石等粉碎，与筛下的铁矿石等混合并进行造粒的烧结矿的制造方法、用辊压机粉碎机进行压缩粉碎后进行造粒的烧结原料的事先处理方法。

另外，专利文献5公开了在造粒前将多孔质铁矿石粉碎的烧结矿的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-17211号公报

专利文献2：国际公开第2010/113571号

专利文献3：日本特开2008-261016号公报

专利文献4：日本特开2007-162127号公报

专利文献5：日本特开2007-138244号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，前述以往技术中存在以下的问题点。

即，存在作为对包含微粉碎困难的粗粒的粉铁矿石进行粉碎的技术而言不充分的课题。专利文献1记载的技术中，仅记载了粉碎，没有提及粉碎性差的矿石混入时的对策。另外，专利文献2的技术不是对作为粉碎助料使用的硬度较高的铁矿石原料进行粉碎的技术。

专利文献3、4中记载的技术也不是解决粉碎困难的矿石混入时的问题的技术。

专利文献5中记载的技术是为了解决在对多孔质原料进行造粒的过程中需要大量水分的问题的技术，不是解决粉碎困难的矿石混入时的问题的技术。

本发明的目的在于提供能够将难以进行微粉碎的铁矿石高效地微粉碎的矿石的粉碎方法。此外，本发明的目的在于提供将用该粉碎方法处理的铁矿石作为原料的球团矿的制造方法。

用于解决课题的手段

本申请的发明人发现，通过预先将难以粉碎的铁矿石粗粉碎，能够高效地进行铁矿石的微粉碎。

有利地解决上述课题的本发明涉及的矿石的粉碎方法是包含铁矿石的矿石的粉碎方法，其特征在于，将铁矿石粗粉碎而使粒径1mm以上的比例减少后，将经粗粉碎的该铁矿石微粉碎而使粒径小于63μm的比例增加。

另外，认为本发明涉及的矿石的粉碎方法中的下述内容能够成为更优选的解决手段：

(a)粗粉碎前的前述铁矿石的平均气孔径为10μm以下；

(b)粗粉碎前的前述铁矿石的粒径1mm以上的比例为30质量％以上，以使粒径1mm以上的比例成为20质量％以下的方式将前述铁矿石粗粉碎；

(c)以使粒径小于63μm的比例成为70质量％以上的方式将前述铁矿石微粉碎；

(d)用湿式球磨机进行微粉碎；

等等。

有利地解决上述课题的本发明涉及的球团矿的制造方法的特征在于，对包含用上述任一者的矿石的粉碎方法粉碎的铁矿石的原料进行造粒并制成球团矿。

发明效果

根据本发明，即使在包含难以进行微粉碎的铁矿石的情况下，也能够通过预先进行粗粉碎来高效地进行微粉碎，因此优选用于烧结矿的原料、球团矿的制造。

附图说明

[图1]是示出本发明的一个实施方式涉及的微粉碎中使用的优选的球磨机的结构的概略图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行具体的说明。需要说明的是，附图是示意性的，有时与现实不同。另外，以下的实施方式例示出用于将本发明的技术构思具体化的装置、方法，构成并不限定于下述构成。即，本发明的技术构思能够在权利要求书中记载的技术范围内加入各种变更。

图1示出本发明的一个实施方式涉及的微粉碎中使用的优选的球磨机的概略图。作为粉碎机10的球磨机是向大致圆筒形的旋转容器1中投入氧化铝等硬质材料的大致球形的球2、作为被粉碎物的处理物3、和根据需要的液体成分，球随着旋转容器1的旋转而滚动，从而在球2之间、球2与旋转容器1之间将处理物3微粉碎。例如，能够使用旋转容器1的圆筒直径为0.67m、圆筒长度为0.5m、旋转动力为3.7kW、球2的材质为氧化铝、球2的直径为20～25mm、球2的填充量为140kg、转速为每分钟40转左右的旋转容器。需要说明的是，除了上述球磨机以外，也能够使用珠磨机、气流粉碎机、辊磨机等作为粉碎机10。本实施方式中，微粉碎主要是使铁矿石的粒径-63μm的比例增加的粉碎处理、是使铁矿石的粒径-63μm的比例较之粒径+1mm的比例的减少部分而言增加的粉碎处理。需要说明的是，本实施方式中，粒径-63μm是指用网眼开口63μm的筛子筛后的筛下物，也表述为粒径小于63μm。另一方面，粒径+1mm是指用网眼开口1mm的筛子筛后的筛上物，也表述为粒径1mm以上。

对于铁矿石的造粒性而言，粒径-63μm的量越多越得到改善。用上述球磨机对表1中记载的三种铁矿石进行30分钟微粉碎。然后，通过筛分评价粒径-63μm的比例。该结果示于下述表1。如表1所示，尽管进行了相同时间的微粉碎，但平均气孔径d

d＝-4σ(cosθ)/P (1)

在此，上述(1)式的d表示气孔径(m)、σ表示水银的表面张力(N/m)、θ表示测定试样与水银的接触角(°)、P表示对水银施加的压力(Pa)。例如，能够使用AutoPore IV9520(micromeritics公司制)作为测定装置，水银的表面张力为0.48N/m、水银与试样的接触角设为140°。

[表1]

接下来，对于微粉碎性差的平均气孔径d

[表2]

表2是示出铁矿石OreB的结果的表。如表2所示，越是预先将微粉碎性差的铁矿石OreB粗粉碎而使粒径+1mm的比例减少，30分钟微粉碎后的粒径-63μm的比例越增加。由该结果可知，在将平均气孔径d

另外，用颚式破碎机将粒径+1mm的比例为42.7质量％的铁矿石OreB粗粉碎成粒径+1mm的比例达到18.9质量％为止所需要的时间为10秒左右。另一方面，对于使用球磨机将微粉碎后的粒径-63μm的比例为60.7质量％的铁矿石OreB微粉碎成粒径-63μm的比例达到73.3质量％为止而言，需要追加30分钟左右的时间。

由此可知，通过预先将粒径+1mm的比例成为30质量％以上的42.7质量％的铁矿石粗粉碎而使粒径+1mm的比例成为20质量％以下的18.9质量％，由此能够在短时间内使粒径-63μm的比例为70质量％以上。而且，通过将粒径-63μm的比例为70质量％以上的铁矿石造粒成球团矿，能够制造能抑制搬送时的粉化等的具有49N以上的压溃强度的球团矿。

[表3]

表3是示出铁矿石OreA的结果的表。如表3所示，在铁矿石OreA的情况下，也是通过预先进行粗粉碎而越是预先使粒径+1mm的比例减少，30分钟微粉碎后的粒径-63μm的比例越是增加。另外，用颚式破碎机将粒径+1mm的比例为37.2质量％的铁矿石OreA粗粉碎成粒径+1mm的比例达到13.3质量％为止所需要的时间为10秒左右。另一方面，对于使用球磨机将微粉碎后的粒径-63μm的比例为71.6质量％的铁矿石OreA微粉碎成粒径-63μm的比例达到82.8质量％为止而言需要追加12分钟左右的时间。像这样，在平均气孔径d

需要说明的是，本实施方式涉及的矿石的粉碎方法也能够应用于不确定铁矿石中是否含有难以进行微粉碎的铁矿石的铁矿石。由此，即使该铁矿石中包含难以进行微粉碎的铁矿石，也能够高效地实施使该铁矿石的粒径-63μm的比例增加的微粉碎。

(第1实施方式)

本申请的发明人根据上述研究发现了提高铁矿石的粉碎效率的第1实施方式。即，预先用辊压机或颚式破碎机等粉碎装置将铁矿石粗粉碎而使粒径+1mm的比例减少后，用球磨机等粉碎装置将该铁矿石微粉碎而使粒径-小于63μm的比例增加。像这样，通过预先将铁矿石粗粉碎，即使铁矿石中包含难以进行微粉碎的铁矿石也能够高效地将该铁矿石微粉碎。需要说明的是，铁矿石中也可以包含其它矿石。在此情况下，只要将它们一并粗粉碎而使铁矿石的粒径1mm以上的比例减少，然后进行微粉碎即可。

(第2实施方式)

第2实施方式中，发现平均气孔径d

(第3实施方式)

本申请的发明人根据上述研究发现了提高粒径1mm以上的比例为30质量％以上的铁矿石的粉碎效率的第3实施方式。即，将粒径1mm以上的比例为30质量％以上的铁矿石用辊压机或颚式破碎机等粉碎装置进行铁矿石的粗粉碎以使该铁矿石的粒径1mm以上的比例成为20质量％以下后，用球磨机等粉碎装置进行微粉碎。像这样，通过预先将铁矿石粗粉碎，能够高效地将该铁矿石微粉碎。需要说明的是，粗粉碎后的粒径+1mm的比例优选为10质量％以下。粒径+1mm的比例的下限没有特别限定，也可以为0。另外，铁矿石中也可以包含其它矿石，只要将它们一并粗粉碎而使铁矿石的粒径1mm以上的比例成为20质量％以下，然后进行微粉碎即可。

(第4实施方式)

第4实施方式基于将经粉碎的铁矿石造粒成球团矿时所得到的见解。即，在铁矿石的微粉碎处理中，以使粒径-63μm的比例成为70质量％以上的方式进行铁矿石的微粉碎。由此，能够提高造粒的球团矿的压溃强度，能够抑制球团矿搬送时的粉化。优选以使粒径-63μm的比例成为80质量％以上的方式进行微粉碎。粒径-63μm的比例的上限没有特别限定，但考虑到粉碎的负荷而设为98质量％左右。

(第5实施方式)

第5实施方式是从防止微粉碎时的粉尘的观点而开发出的。即，使用湿式球磨机作为微粉碎装置。将实施了与表2的试验No.试验2相同的粗粉碎的铁矿石用干式球磨机(试验2)和湿式球磨机(试验5)微粉碎后，与表2同样地造粒成球团矿，测定压溃强度。微粉碎前的粒径+1mm的比例、微粉碎后的粒径-63μm的比例及球团矿的压溃强度的测定结果示于下述表4。如表4所示，试验No.试验5的粒径-63μm的比例比试验No.试验2的粒径-63μm的比例大。由该结果可知，与使用干式球磨机相比，使用湿式球磨机的情况下铁矿石的微粉碎效率变得更高。

[表4]

产业上的可利用性

本发明涉及的矿石的粉碎方法即使在铁矿石中包含难以进行微粉碎的铁矿石的情况下，通过预先进行粗粉碎，也能够高效地将该铁矿石微粉碎。像这样，被微粉碎的铁矿石的造粒性优异，因此将该粉碎方法用于烧结矿的原料、球团矿的制造在产业上有用。

附图标记说明

1 旋转容器

2 球

3 处理物

10粉碎机(球磨机)