摘  要  介绍了诚德公司采用红土镍矿烘干后烧结的生产实践，提出了红土镍矿配比条件下强化烧结过程的有效技术措施，在保证烧结矿产量和质量的前提下，实现了烧结矿成本的降低。

关键词  红土镍矿  烧结成本  技术措施

1  前言

从目前红土镍矿资源分布情况和烧结技术发展趋势来看，在烧结中红土镍矿能够降低烧结成本的有效措施之一。红土镍矿是一种约含15％吸附水和约含10%结晶水，结构水约含10%的水分镍矿；红土镍矿在干燥过程中很难除去结晶水和结构水，低镍红土矿含铁品位低，杂质多，用于烧结生产易导致固体燃料增高，烧结矿强度及烧结成品率降低等影响。其化学成份为TFe、Ni、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Cr、S；红土镍矿具有一定的粘结性，并且本身含水约在35%以上，烧结后易形成多孔薄壁和结构松散的烧结矿，原矿成泥团状，吸水性强，在进入烘干后脱除附加水再通过烧结过程脱除结晶水和结构水，而且分解会导致更多孔隙的形成，增加反应接触面积，表现出很强的同化性和液相流动性，同时含有大量的挥发物，烧损大，收缩率大。烧结此种红土镍矿燃料用量大，液相有较大，烧结矿严重熔化、孔隙率大（约70％以上），易形成大孔薄壁结构，因而高配比红土镍矿烧结目前出现烧结生产率低、烧结矿强度差、返矿量高，成品率低及固体燃耗高等现象；逢雨季生产红土镍矿的水分有时超过40%以上，造成烘干、配料、混料都对生产造成很大的波动。

针对红土镍矿的烧结特性和烧结工艺技术要求，在红土镍矿配比达50％左右的条件下，探讨实践适宜的烧结工艺参数，在生产中通过采取一些技术措施，使配比红土镍矿条件下烧结矿产、质量指标和冶金性能均满足高炉冶炼要求，对于降低烧结矿成本具有重大意义。

2  生产用原料条件

生产所用红土镍矿为菲律宾矿，和其它补助原料、熔剂、燃料的化学成分见表1，以配加红土镍矿比例44％、47％、50％、53％、56％（编号分别为1、2、3、4、）进行生产，各阶段原料结构见表2。 

配加红土镍矿进行生产。 

3  红土镍矿烧结矿的特点

红土镍矿在烧结过程中，当温度在820℃左右开始脱除结构水，水分在蒸发时由于高温水分急骤汽化，促使矿小颗粒爆裂炸开.

3.1  固体燃料消耗高

红土镍矿中约含10％的结构水，在烧结过程中结构水分解和部分红土镍矿氧位变化转化时需要消耗大量热量，结构水分解因而红土镍矿烧结时固体燃料消耗较磁铁矿和赤铁矿烧结要高。同时，由于红土镍矿吸水性强，持有更多的水分，游离水在蒸发过程中需要消耗更多的热量，这也导致了红土镍矿烧结要消耗更多的固体燃料。

3.2  料层温度低，高温保持时间短

在烧结过程中，一方面由于要排除大量的结构水，总的料层阻力较大，料层温度较低；一旦结构水逐渐减少，料层阻力迅速下降，风量迅速增加，料层温度峰值不可能提高反而下移，使温度曲线呈现低谷状，显示着高温值低和高温保持时间短。另一方面由于红土镍矿的同化性能好，烧结过程中促进低熔点液相的快速形成，故在配碳量一定的情况下，烧结速度加快，时间缩短，易形成多孔薄壁和结构松散的烧结矿。因而易出现主管废气温度降低、抽风负压下降、风机电流升高而被迫减风降压，导致红土镍矿烧结生产率和成品率低、强度差。

3.3  烧结过程的收缩现象

在红土镍矿中的结构水和其他挥发分被排除后，烧结矿品位自然下降，总的说来，其中所含的结构水越多，烧损越大，则其烧结矿品位降低的幅度也越大。

烧损率大，结构水排除引起烧结饼体积大量收缩，从烧结料面上可以明显看到，烧结机机尾料面收缩厚度达约3～10cm左右。

4  实施全红土镍矿烧结的技术措施

为了改善高配比红土镍矿烧结的技术经济指标，在强化日常操作和管理的前提下，针对红土镍矿烧结的特性，采取了如下技术措施。

4.1  优化配矿，调整原料结构、返矿平衡、

通过调整配矿结构，改善混合料的粒度组成，改善混匀矿烧结性能的匹配程度。由于红土镍矿的同化性能强，故在配矿时应与同化温度较高的铬精粉搭配使用，以确保烧结料层的热态透气性，避免烧结生产率的降低和烧结矿质量的下降。如我们在配加44％～56％的红土镍矿下，如搭配10％左右的精粉（烧损小，同化性较好）寻求合适的烧结生产指标。另外，适当添加粗粒返矿配比，利用其在烧结中所起的骨架作用，能够减少烧结过程中出现的大量收缩，对提烧结矿的强度和成品率有利。

4.2  原料配料工艺，

烧结生产中熔剂和燃料粒度过粗时，会造成粒度偏析，使烧结过程不均匀，造成烧结矿强度和粒度组成不均匀，要求熔剂和燃料的粒度＜3mm的应达到85%以上。当熔剂粒度偏大时，生石灰在一混消化效果不好烧结矿中白点多，在冷却过程中吸水消化膨胀，造成自然粉化。燃料的粒度不能过粗，也不能过细，否则会降低烧结矿的强度和成品率。对于反应性强的无烟煤粉，其最佳粒度范围可适当放宽，控制其粒度<3mm的应达到83%以上。

4.3  强化岗位标准化操作

严格贯彻“精心备料，减少漏风，稳定水碳，厚料低碳，铺平烧透，烧好返矿”的烧结生产操作方针，推行低碳、低水、厚料层操作。通过加强工艺纪律检查与考核，强化了对烘干、配料、混料、烧结等关键工序的操作。在配料工序，加强自动配料系统的校验与调整，提高配比准确性。稳定对生石灰消化器的打水，掌握加水量，特别是使用水作为生石灰消化用水，改善生石灰的消化效果。在混料工序，目前我们单用一混进行加水还要进一步强化加水操作，提高混合料料流和水分的稳定性，正常二个混合机加水，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，并根据原料变化作相应的调整，适当增加水量，控制混合料粒度组成3～10mm在70%以上，提高料层透气性，为烧结矿强度和生产率的提高提供条件。

提高点火温度，延长点火时间，保温时间。为了使红土镍矿内的结构水充分排除，以保证烧结矿的强度，可以适当提高点火温度，也可延长点火时间。将点火温度从1050±50℃提高到1100±50℃，适当提高料层放慢烧结机机速和点火时间由1.5min延长到2.0min，弥补了料层表面的热量不足，同时我厂对点火炉也增加保温段，提高表层烧结矿强度。

4.4  提高料层厚度

随着料层厚度增加，烧结生产率降低，成品率上升，转鼓强度先升后降，固体燃耗下降。分析认为，料层提高后，表层未烧好及强度差的烧结矿相对减少，上部供热充足和料层高温保持时间长，促进各种物理化学反应的进行，有利于烧结矿结构的改善，提高烧结矿强度和成品率。但料层过厚，降低了料层透气性，垂直烧结速度下降，生产率和利用系数降低较多，而且“蓄热”作用使同化速度变得更快，同化范围变得更广，快速的同化封闭了烧结料层液相带的孔隙而降低料层透气性，也加剧了料层中无烟煤燃烧的横向不均匀性，使利用系数和成品率均下降。因此要控制合适的料层厚度，综合考虑各方面因素，一般以控制在700～750mm为宜。在提高料层厚度的同时，有效降低漏风率也是很有必要的。

4.5  强化烧结矿强度，添加钝化剂、

实践表明，随着高炉需要烧结矿碱度的提高， 利用系数和转鼓指数也跟随提高。其主要原因是: 烧结混合料中生石灰质量对烧结生产的稳定性有显著的影响，提高生石灰质量是红土镍矿烧结提高生产率的重要因素。优化烧结溶剂原料，提高了生石灰的有效CaO质量分数及活性度，提高了复合铁酸钙（SFCA）的生成量，提高烧结矿转鼓强度和还原性，改善烧结矿粒度组成，特别是减少5～10mm部分，有效地降低了烧结矿含粉率。公司在烧结料中添加钝化剂，可提高烧结矿转鼓指数2%以上，在一定程度上解决了红土镍矿烧结强度差、成品率低的问题，为红土镍矿降低烧结成本奠定了良好的基础。在提高烧结矿强度、降低返矿率方面取得了明显效果。

此外，有关研究和实践表明，降低红土镍矿粒度上限可提高烧结矿强度，在红土镍矿烘干后的上限粒度为8mm时，通过上限大的造球粒度和镍石进行破碎筛分，不仅可以获得较高的生产率， 而且烧结矿强度指标完全可以满足生产高炉的需要，从而提高产量和烧结矿强度。

5  生产效果

烧结厂在将红土镍矿配比由44％逐步增加到56％的生产过程中，对生产工艺参数进行调整，烧结矿碱度确定为1.3±0.5，配加无烟煤的质量分数为4.5%～4.9%，水分的质量分数为12%～15%， 料层厚度为700～750mm，转鼓指数达62%左右，利用系数1.0%t.m一2h一1左右烧结矿粒度组成均匀， 化学成分稳定，烧结矿品位达到50%左右，FeO的质量分数低于15%，还原度和低温还原粉化率下降幅度不大，各指标均能满足高炉用料要求。

6  结语

（1）红土镍矿烧结的条件下，采取优化配矿、适当的比例燃料用量、延长点火时间、提高料层厚度和烧结矿碱度等技术措施，对稳定烧结矿产、质量有明显效果。

（2）生石灰质量的好坏影响烧结生产的稳定性，提高生石灰质量是红土镍矿烧结的重要措施。

（3）在烧结料中添加钝化剂对强化红土镍矿烧结十分有利。

（4）根据烧结厂现有原料条件，目前生产中将烧结矿碱度控制在1.3±0.5左右，适宜的烧结料水分为12%～15%之间，料层厚度为700～750mm，燃料配比控制在4.5%～4.9%。

7  参考文献

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