一种提高氧化钼复合压球成球率的方法

技术领域

本发明涉及炼钢辅料技术领域，具体是一种提高氧化钼复合压球成球率的方法。

背景技术

用氧化钼压球代替钼铁直接进行钼合金化有利于降低冶炼成本，省去冶炼过程合金化的工序，大量节约能源。对综合高效利用我国钼资源，提高企业经济效益、降低钢铁企业生产成本、减少钢铁生产对环境的污染，实现钢铁行业绿色、可持续发展有着十分重要的现实意义。

由于三氧化钼的熔点和沸点均较低，分别为795℃和1155℃。三氧化钼在600℃就已经开始升华，当温度达900℃时，升华速度加剧。由于氧化钼易挥发的特性导致三氧化钼在炼钢直接合金化过程中钼元素的回收率不高，采用多种成分混合压制成球后的氧化钼能解决钼收得率低的问题。

但是在制备氧化钼矿压球时，由于各种原料混合搅拌造成的化学物理效应引起物料发热现象明显，热量一部分来自于搅拌、碾压的机械能转换为热能，另一部分来自于物料之间的化学反应释放热量(比如石灰中的氧化钙与水反应放出热量)。由于物料搅拌后温度偏高，成球率往往偏低，同时成球后强度低，成球后在冷却到常温自然状态下极容易裂开。如图1所示，制备氧化钼压球的成球率不高。

因此，研究一种提高氧化钼复合压球成球率的方法，提高氧化钼压球的成球率，是实现氧化钼复合压球广泛应用的关键。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种提高氧化钼复合压球成球率的方法，通过改进复合压球的组成以及制备工艺，有效提升了压球的成球率和强度。

为实现上述技术效果，本发明采用下述技术方案：

一种提高氧化钼复合压球成球率的方法，包括如下步骤：

S1.将还原剂和氧化钼粉搅拌混匀，搅拌过程中加入部分粘结剂和水并加入干冰，混匀后进行第一次静置得到第一中间物料；

S2.对第一中间物料进行搅拌，搅拌过程中加入余量粘结剂和水并加入干冰，混匀后进行第二次静置得到第二中间物料；

S3.将第二中间物料压制成球，烘干去除水分即得炼钢用氧化钼复合压球；

所述还原剂选自AD粉、碳化硅和镁粒中的至少一种；

所述抑制剂选自生白云石粉和石灰石粉中的至少一种；

所述粘结剂选自苛性钠、白水泥、生物淀粉和羟基纤维素中的至少一种。

现有的矿料压球存在强度较差和制备过程成球率低的问题，在运输过程中损坏率较高，且制备过程中的成球率较低，导致返料率较高，徒增生产成本。参见期刊文献《邢钢提高球团矿质量的实践》(李鑫.烧结球团，2008,33(5):53-55)、《细粒级钛精矿造粒试验研究》(韩可喜，攀枝花科技与信息，2011,36(4):52-56)、《程潮铁精矿球团质量影响因素分析》(杨大兵，徐佳鑫，等.武汉科技大学学报，2014,37(1):18-21)和《汉钢提升球团矿质量的实践》(李楠，刘文斌.山西冶金，2022,2:160-161，164)，可见至少自2008年至2022年期间，技术人员在针对上述压球或球团质量及成球率问题进行改进过程中，研究的方向大都为原料粒度、水分含量、粘结剂(如膨润土)和压制条件进行优化。

本发明在发现氧化钼压球的强度低和成球率差问题后，按照现有的改进思路对工艺和材料进行了改进，未能有效解决问题，因此创新性地对搅拌过程中的物料温度进行控制，发现压球的强度和成球率均得到了显著提升。

本发明中提供的复合压球中，还原剂起到炼钢过程中加速氧化钼还原的效果；抑制剂中的生白云石或石灰石含有MgCO3和CaCO3，两者均能起到抑制氧化钼挥发的效果，使氧化钼的收得率得到有效保障。

本发明提供的氧化钼复合压球具备良好的破碎强度，同时为了控制物料温度，克服物料中由于反应放热问题，采用不易与水反应的生白云石(MgCO

本发明提供的制备方法中，通过将常规的一次搅拌混匀调整为两次搅拌，搅拌过程中加入干冰进行降温，而且每次搅拌之后均进行静置，通过以上措施能有效解决物料搅拌以及化学反应产生的热量造成物料发热进而造成压球后裂球的问题。

优选的，加入的还原剂、抑制剂、氧化钼粉、粘结剂、水和干冰的总重量份如下：

5-10份还原剂，5-10份抑制剂，70-100份氧化钼粉，1-10份粘结剂和1-8份水；加入的干冰重量为水的1-2倍。

进一步优选的，加入的还原剂、抑制剂、氧化钼粉、粘结剂、水和干冰的总重量份如下：

5-7份还原剂，5-7份抑制剂，80-90份氧化钼粉和5-7份粘结剂和5-7份水；加入的干冰重量为水的1-2倍。

在保证压球强度和成球率的同时，通过控制各物料投料比例，实现了良好的温度控制。

优选的，第一次静置时长为0.5-1.5h；第二次静置时长为2-4h；进一步优选的，第一次静置时长为1-1.5h；第二次静置时长为2.5-3h。

优选的，所述步骤S1中，加入的粘结剂占粘结剂总重量的40％-50％；加入的水占水总重量的40％-50％，加入的干冰占干冰总重量的40％-60％；进一步优选的，加入的粘结剂占粘结剂总重量的45％-50％；加入的水占水总重量的45％-50％；加入的干冰占干冰总重量的50％-55％。

优选的，所述步骤S1中，搅拌时长为5-10min；所述步骤S2中，搅拌时长为10-15min。进一步优选的，所述步骤S1中，搅拌时长为6-8min；所述步骤S2中，搅拌时长为12-15min。

优选的，所述步骤S3中，压制为以15-25MPa压力进行压制；进一步优选的，压制具体为使用高压对辊压球机以18-20MPa压力进行压制。

优选的，所述步骤S3中，烘干为150-300℃下烘干2-4h；进一步优选的，烘干具体为使用网带式加热炉于200-230℃下烘干2-3h。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的方法生产的氧化钼压球成球率大大提高，成球率达90％以上，且压球具有良好的破碎强度，落下强度大大提高。

2.本发明提供的制备方法中，通过使用不易与水反应的生白云石或生石灰石代替传统的石灰作为抑制剂，有效控制了物料混匀过程中的化学反应产热，同时将传统的一次搅拌混匀调整为两次搅拌，并在搅拌过程中加入干冰对温度进行控制，每次搅拌后均进行静置冷却，有效实现了物料的温度控制，不仅提高了制得压球的成球率，也提高了压球的强度，制得压球均未见明显开裂。

附图说明

图1是现有技术生产的氧化钼复合压球示意图；

图2是实施例1制得氧化钼复合压球示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明进行进一步说明。

实施例和对比例中使用的原料，均为现有常规市售原料，在此不再赘述。

实施例1：

一种氧化钼复合压球，其原料按重量分由5份还原剂、5份抑制剂、70份氧化钼粉、9份粘结剂和2份水组成，

所述还原剂为AD粉，所述抑制剂为石灰石粉和白云石粉(两者比例为1:1)，所述粘结剂为白水泥和生物淀粉(两者比例为2:1)。氧化钼粉中钼的质量分数为55％，氧化钼粉的粒度为100目。

上述制备氧化钼复合压球的方法如下：

S1.将100kg还原剂、100kg抑制剂和1400kg氧化钼粉，使用轮碾式混料机搅拌混匀，并在搅拌过程中加入90kg粘结剂和10kg水，干冰10kg，共计搅拌6min后，静置1h得到第一中间物料；

S2.对第一中间物料进行搅拌，搅拌过程中加入90kg粘结剂和10kg水，干冰10kg，共计搅拌12分钟，静置4h得到第二中间物料，经测量，第二中间物料的温度为32℃；

S3.采用高压对辊压球机以20MPa将第二中间物料压制成球，将成球送入网带式加热炉内在200℃下烘干3h。

温度测量的方法具体为红外线测温枪检测，本实施例中，红外线测温枪选用东莞市鑫泰仪器仪表有限公司生产的HT-817型红外测温枪，该选型仅为示例，本领域技术人员在测定时也可根据情况自行选择其他型号测温装置。

如图1所示，本实施例中，成球率达90.6％，制得的炼钢用氧化钼复合压球未见开裂，破碎强度平均为620N，落下强度16次/(0.5m)。

实施例2：

一种氧化钼复合压球，按重量分由10还原剂、10份抑制剂、90份氧化钼粉、2份粘结剂和8份水组成，

所述还原剂为AD粉，所述抑制剂为石灰石粉和白云石粉(两者比例为1：2)，所述粘结剂为白水泥和生物淀粉(两者比例为1:1)。氧化钼粉中钼的质量分数为58％，氧化钼粉的粒度为150目。

上述制备氧化钼复合压球的方法如下：

S1.将300kg还原剂、300kg抑制剂和2700kg氧化钼粉，使用轮碾式混料机搅拌混匀，并在搅拌过程中加入30kg粘结剂和120kg水，干冰240kg，共计搅拌10min后，静置1h得到第一中间物料；

S2.对第一中间物料进行搅拌，搅拌过程中加入30kg粘结剂和120kg水，干冰240kg，共计搅拌15分钟，静置2h得到第二中间物料，经测量，第二中间物料的温度为28℃，温度测量方法同实施例1；

S3.采用高压对辊压球机以19MPa将第二中间物料压制成球，将成球送入网带式加热炉内在210℃下烘干4h。

本实施例中，成球率达93.5％，制得的炼钢用氧化钼复合压球未见开裂，破碎强度平均为625N。落下强度16次/(0.5m)。。

实施例3：

一种氧化钼复合压球，按重量分由7份还原剂、7份抑制剂、85份氧化钼粉、6份粘结剂和7份水组成，

所述还原剂为镁粒，所述抑制剂为石灰石粉，所述粘结剂为苛性钠和羟基纤维素(两者比例为1:1)。

上述制备氧化钼复合压球的方法如下：

S1.将140kg还原剂、140kg抑制剂和1700kg氧化钼粉，氧化钼粉的粒度为200目，使用轮碾式混料机搅拌混匀，并在搅拌过程中加入48kg粘结剂和70kg水，干冰100kg，共计搅拌5min后，静置0.5h得到第一中间物料；

S2.对第一中间物料进行搅拌，搅拌过程中加入72kg粘结剂和70kg水，干冰100kg，共计搅拌10分钟，静置3h得到第二中间物料，经测量，第二中间物料的温度为30℃，温度测量方法同实施例1；

S3.采用高压对辊压球机以18MPa将第二中间物料压制成球，将成球送入网带式加热炉内在300℃下烘干2h。

本实施例中，成球率达94.6％，得的炼钢用氧化钼复合压球未见开裂，破碎强度平均为670N，落下强度18次/(0.5m)。。

横向比对实施例1-3可知，实施例3的成球率和压球强度均为最优，这是由于实施例3选择了更优比例的投料比。

对比例1：

一种炼钢用氧化钼复合压球，本对比例与实施例3的不同之处在于，制备过程不加入干冰作为冷却剂，其他均相同。

经测量，第二中间物料的温度为49℃，温度测量方法同实施例3。

本对比例中，成球率为75.2％，得的炼钢用氧化钼复合压球80％出现开裂，破碎强度平均为370N，落下强度1次/(0.5m)。

对比例2：

一种炼钢用氧化钼复合压球，本对比例与实施例3的不同之处在于，制备过程不加入干冰作为冷却剂，其他均相同。

经测量，第二中间物料的温度为48℃，温度测量方法同实施例3。

本对比例中，成球率为83.4％，得的炼钢用氧化钼复合压球85％出现开裂，破碎强度平均为285N。落下强度1次/(0.5m)。

由实施例3与对比例1和对比例2可知，本申请通过选用干冰作为过程冷却剂，在物料混匀阶段有效控制了物料发热情况，这是因为干冰极易挥发，挥发的过程中吸收热量降低了物料温度。

对比例3：

一种炼钢用氧化钼复合压球，组成与实施例3相同，但制备过程不同，具体制备过程如下：

将各物料一并混匀搅拌，搅拌时长为18min，搅拌后，测物料的温度为60℃，温度测量方法同实施例1。采用高压对辊压球机以20MPa将第二中间物料压制成球，将成球送入网带式加热炉内在200℃下烘干3h。

本对比例中，成球率为71.8％，得的炼钢用氧化钼复合压球78％出现开裂，破碎强度平均为150N，落下强度1次/(0.5m)。

对比例4：

一种炼钢用氧化钼复合压球，组成与实施例1相同，但制备过程不同，具体制备过程如下：

S1.将140kg还原剂、140kg抑制剂和1700kg氧化钼粉，使用轮碾式混料机搅拌混匀，并在搅拌过程中加入60kg粘结剂和70kg水，干冰100kg，共计搅拌5min后，共计搅拌6min后得到第一中间物料；

S2.对第一中间物料进行搅拌，搅拌过程中加入60kg粘结剂和60kg水，干冰100kg，共计搅拌12分钟得到第二中间物料；测物料的温度为58℃，温度测量方法同实施例1。

S3.采用高压对辊压球机以20MPa将第二中间物料压制成球，将成球送入网带式加热炉内在200℃下烘干3h。

本对比例中，成球率为75.0％，得的炼钢用氧化钼复合压球81％出现开裂，破碎强度平均为175N，落下强度1次/(0.5m)。。

将实施例3和对比例3及对比例4进行比较，可知，一次搅拌后压制以及两次搅拌不静置就压制，其成球率分别为71.8％和75.0％，且冷压破碎强度相较实施例1大幅下降，这是因为本发明通过将常规的一次搅拌混匀调整为两次搅拌，搅拌过程中加入干冰进行降温，而且每次搅拌之后均进行静置，通过以上措施能有效解决物料搅拌以及化学反应产生的热量造成物料发热进而造成压球后裂球的问题。

对比例5：

一种炼钢用氧化钼复合压球，本对比例与实施例3的不同之处在于，抑制剂由等量的石灰粉代替，其他均相同。

经测量，第二中间物料的温度为52℃，温度测量方法同实施例3。

本对比例中，成球率为81.1％，得的炼钢用氧化钼复合压球70％出现开裂，破碎强度平均为316N，落下强度1次/(0.5m)。

由实施例3与对比例5可知，本申请通过选用干生白云石和石灰石代替石灰作为抑制剂，有效控制了在物料混合阶段的化学反应产热，从而提高乐成球率和压球强度。