豎爐球團配用硫酸渣生產實踐分析

錢國云

摘 要：我公司在設計時原料來源主要是大紅山銅礦的副產品鐵精礦，-200目粒級均在90%以上，所以沒有配備潤磨裝置，進入2010年以后，由于大紅山銅礦采礦進入低品位區，原料供應減少；再者硫酸渣價格比鐵精礦價格低，為降低原料成本，開始采購使用硫酸渣。本文主要對我公司近年來無潤磨強混裝置配加硫酸渣的生產過程進行探討，結合硫酸渣的特性對造球、焙燒理論進行分析，從實踐中對操作工藝進行控制，經過幾年的生產實踐調整，產品質量穩定，原料成本有所下降，滿足了生產經營的需要。

關鍵詞：硫酸渣；造球；干燥；實踐措施

硫酸渣作為化工廠的副產品，是黃鐵礦經高溫焙燒制取硫酸后的殘渣，是一種以Fe2O3為主要成分的含鐵物料，其亞鐵含量極低，呈明顯的赤鐵礦特性。云南省蒙自地區每年有80萬～100萬噸品位在48%～59%，砷在0.8%～2%，硫在1.5%～2.3%之間的硫酸渣，無法直接使用。我公司主要采購蒙自地區經過硫酸浸泡降砷、降硫提品位后的硫酸渣，近幾年采購品質基本穩定在S≤1%，AS≤0.35，品位58%～62%之間，粒級要求-200目在50%以上，無顆粒狀硫酸渣，通過理論分析、配比實踐、操作工藝調整已經能滿足生產要求。

蒙自地區硫酸渣與鐵精礦相比主要有以下特點：（1）含結晶水水分較高，達到22%～25%；（2）粒級低，-200目含量一般在50%～60%；（3）硫、砷含量較高，主要制約配比；（4）硫酸渣為黃鐵礦在沸騰爐內氧化焙燒的產物，硫在焙燒過程中溢出，造成硫酸渣微孔發達的結構，因而硫酸渣的持水能力及孔隙率高于磁鐵礦，導致成球性差。我公司在使用過程中，硫酸渣配比從5%逐步增加，達17%時豎爐跑風、塌料嚴重，球團成品率急劇下降，所以公司生產組織一直維持在10%～15%之間，既緩解了部分原料缺口也減低了原料成本。

1 硫酸渣特性分析

粒級對生產工藝的影響主要體現在以下幾個方面：（1）從硫酸渣的粒度組成和比表面積方面來看，硫酸渣粒度過粗，礦粉顆粒的比表面積減小，顆粒之間的接觸面積小，表面之間的分子作用力減小，不利于礦粉顆粒之間的相互作用，顆粒間毛細力現象形成困難，或毛細力作用得不到加強，對于生球質量的改善是非常不利的。（2）由于原料粒級過粗，在生產控制過程中，必然導致膨潤土配比量的增加，生產成本增加，影響球團礦品位的穩定。（3）硫酸渣粒級過粗，物料比表面積接觸面小，相互接觸面積減小，黏接力不夠，球團焙燒不利于固體質點在高溫條件下向相鄰晶格中擴散，再結晶困難，球團礦的強度不夠。

2 對工藝影響分析

2.1 硫酸渣成球性能對造球的影響

紅山礦的鐵精礦原料較為優質的磁鐵礦，-200目粒級達到92%，較細的粒度有利于造球生產。硫酸渣的亞鐵含量極低，呈明顯的赤鐵礦特性，水分較高，達到22.08%，硫酸渣的顆粒大小、粒度組成和硫酸渣表面性能（比表面積）決定硫酸渣的成球性能，直接影響造球效果和生球質量。硫酸渣粒度過粗，一則要造成生球強度變差，不利于球團焙燒過程的進行；二則要相應多配膨潤土，導致球團礦品位下降，要求經過配料后的物料粒級能滿足造球要求，-200目粒級達到 80%以上。

2.2 混合料水分對造球的影響

烘干混勻后的水分直接影響造球工藝，水分過高，易造成母球相互連接，生球粒級大，容易形成大塊；水分過低，會導致造球水分很難跟上，母球難長大，生球強度不夠，粉末多。隨著我公司烘干混勻筒的效果變差，再加上操作人員的判斷水平和責任心問題，形成混合料水分波動很大。

2.3 豎爐焙燒分析

對干燥床上球團料層的厚度均勻性進行試驗。由于布料機采用往復式直線布料，往復式布料機固有入爐口料多，隨著布料小車的移入料會逐漸減少，且豎爐兩側爐膛內的球團料流不同步下降，經常出現干燥床上球團料層厚度不均勻的情況。干燥床上料層分布的均勻性非常重要，均勻干燥能保證球團礦入爐后不發生爆裂，從而減少床層的流動阻力，保障爐況順行，因此建議對豎爐操作采取少排料、勤排料的薄料層操作方式。

3 工藝管控探索和改進實踐

（1）控制原料水分，加強原料配用前的水分控制，總體控制生球水分水平

①行車要認真做好硫酸渣的抓堆脫水工作：盡量把硫酸渣在原料倉內堆高，利用自然脫水，抓料是盡量抓高的地方，烘干崗位必須隨時掌握配料原料的水分情況，監督行車崗位抓料堆尖，配料綜合水分控制11.5%～12.5%之間。

②崗位優化烘干作業操作方法：掌握低溫大風和高溫小風運行的優缺點，根據烘干后的水分，隨時調整煤氣用量和烘干筒腰風風量，切實提高烘干效率，把原料烘干后的水分控制在8.5%～9.5%之間。

（2）為了解決配礦之后混合料粒級降低的因素影響，針對硫酸渣黏接力低、成球性差的特點，在保證球團品位的前提下，適當提高膨潤土的配比量，控制在2.2%～2.6%之間。

（3）由于硫酸渣有時候是不連續使用，每次開始使用時的配用按照循序漸進的方式進行運作，杜絕盲目大比例配用，以硫酸渣礦作為主要控制目標來開展調整和改進工作。

根據幾年來的生產實踐證明，硫酸渣用于豎爐球團生產是可行的，可以彌補原料不足，增加企業效益。解決好硫酸渣在生產中的使用對企業來說具有較強的戰略意義，在生產實踐中通過對配料、造球、豎爐生產工藝的控制和探索，降低粉化率，提高成品率，實現高產優質，以達到最佳的生產成本狀態，同時可增強企業競爭實力，形成一些成熟的工藝和操作控制技術，還可取得明顯的成效和經濟效果。

參考文獻

[1]宋延琦，李京社，唐海燕，等.硫酸渣配加精礦粉造球工藝試驗研究[J].濕法冶金，2010，29（1）：59-62.

[2]段有華，申日飛.包容式固結焙燒理論研究在豎爐球團生產實踐中的意義[J].中國金屬通報，2014（S1）：79.

（作者單位：玉溪紅山球團工貿有限責任公司）