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冶金含鐵塵泥復合球團直接還原試驗研究

文檔作者：雷鵬飛文檔來源：酒鋼集團宏興股份公司鋼鐵研究院		點擊數：	更新時間： 2025年05月18日
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第３９ 卷第１ 期
２０１７ 年２ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２０１７
文章編號：１６７２-４４６１（２０１７）０１-００１８-０５
冶金含鐵塵泥復合球團直接還原試驗研究
雷鵬飛
（酒鋼集團宏興股份公司鋼鐵研究院，甘肅　嘉峪關　７３５１００）
摘　要：以酒鋼高爐瓦斯灰、轉爐ＯＧ 泥、轉爐二次除塵灰和自產鐵精礦為主要含鐵原料制備復合球團開展直接還
原試驗。通過利用馬弗爐模擬平鋪料式隧道窯焙燒過程開展基礎性試驗研究，考察焙燒溫度、焙燒時間、球團配比
等條件對金屬化球團金屬化率、抗壓強度的影響，結果表明：金屬化球團金屬化率和抗壓強度指標均隨焙燒溫度的
提高和焙燒時間的延長而升高，綜合考慮金屬化率和抗壓強度指標，球團在焙燒溫度１ ２００ ℃、焙燒時間１００ ｍｉｎ
時是比較適宜的；不同瓦斯灰配入量條件下試驗結果表明，球團金屬化率隨瓦斯灰配入量的增加而升高，抗壓強度
隨瓦斯灰配入量的增加而降低。在此基礎上，利用３０ ｍ平鋪料式隧道窯裝置開展了直接還原半工業驗證試驗，最
終取得金屬化球團鐵品位７３．５１％、金屬化率８８．７６％、抗壓強度平均２ ３２８ Ｎ、脫鋅率９５．１０％的試驗指標，金屬化球
團抗壓強度等各項指標均滿足酒鋼高爐或轉爐用料要求，說明通過平鋪料式隧道窯處理冶金含鐵塵泥復合球團在
技術上是可行的。
關鍵詞：含鐵塵泥；瓦斯灰；轉爐除塵灰；復合球團；直接還原
中圖分類號：ＴＦ０４６．２；ＴＦ０４２ 文獻標識碼：Ａ
Direct Reduction Test Researcho n Bearing rI on Sludeg and
Dust Compound Pellet Preparation
ＬＥＩ Ｐｅｎｇ-ｆｅｉ （Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉｕｑｕａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐｅｌｌｅｔ ｔｅｓｔ ｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｒｏｎ ｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｄｕｓｔ，ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｓｌｕｄｇｅ，ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｄｕｓｔ ａｎｄ ｉｒｏｎ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗａｓ ｐｒｏｃｅｅｄｅｄ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ．Ｂａｓｉｃ ｔｅｓｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｐｅｌｌｅｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｗｉｔｈ ｍｕｆｆｌｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｔｕｎｎｅｌ ｋｉｌｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ
ｒａｔｉｏ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｅｌｌｅｔ ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅ ｆｉｎｄｉｎｇ ｓｈｏｗｅｄ ｐｅｌｌｅｔ ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄａｔａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｒａｉｓｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ， ｍｅｔａｌｌｉｃ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄａｔａ ｗａｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｗｉｔｈ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ １ ２００ ℃ ａｎｄ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ １００ ｍｉｎｕｔｅｓ， ａｎｄ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄａｔａ ｗａｓ ｖａｒｉｏｕｓ
ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｄｕｓｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ ｓｅｍｉ-ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ ｔｕｎｎｅｌ ｋｉｌｎ ｗａｓ ｐｒｏｃｅｅｄｅｄ．Ｍｅｔａｌｌｉｃ
ｐｅｌｌｅｔ ｗｉｔｈ ｇｒａｄｅ ｏｆ ７３．５１％， ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ８８．７６％， ａｖｅｒａｇｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ２ ３２８ Ｎ ａｎｄ ｚｉｎｃ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ９５．１０％
ｃｏｕｌｄ ｍｅｅｔ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｒｅｌａｔｅｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｒｏｎ ｓｌｕｄｇｅ ａｎｄ ｄｕｓｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ
ｐｅｌｌｅｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｕｎｎｅｌ ｆｕｒｎａｃｅ ｗａｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ．
Key Words： ｂｅａｒｉｎｇ ｉｒｏｎ ｓｌｕｄｇｅ ａｎｄ ｄｕｓｔ；ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｄｕｓｔ；ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｄｕｓｔ；ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐｅｌｌｅｔ；ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
1　引言
冶金含鐵塵泥主要是指鋼鐵企業高爐和轉爐產
生的除塵灰。在高爐煉鐵過程中，鐵礦中所含有的
雜質，如鉛、鋅等被還原，并在高溫下形成蒸氣，與高
爐爐料的微細粉塵一起隨高爐煤氣被帶出爐外，再
通過爐外的煤氣除塵凈化系統將之捕著收集，高爐
除塵灰是鋼鐵企業主要固體排放物之一。高爐煤氣
除塵系統一般由重力除塵和精細除塵兩段組成，經
第一段捕集下來的干式粗粒粉塵稱為重力灰；第二
段精細除塵器一般采用干式布袋除塵器或濕法除塵
系統，干式除塵得到的細粒粉塵稱為瓦斯灰，濕式除
塵得到產物經沉淀處理后得到的污泥稱為瓦斯
泥［１］ 。同樣，在轉爐煉鋼的過程中，產生大量爐塵，
萬方數據
在國內，處理轉爐煤氣絕大多數用濕法收塵，就會與
爐塵混合成ＯＧ 泥。
酒鋼公司嘉峪關本部每年產生高爐重力灰
５ 萬ｔ左右，高爐瓦斯灰（布袋灰）６ 萬ｔ 左右，過去曾
將重力灰、瓦斯灰全部直接用于燒結，因鋅等有害雜
質含量高，已經停止在燒結配加。后有民營企業在
酒鋼廠區內建有三條回轉窯生產線，用于處理含鋅
較高的瓦斯灰，但裝備水平落后，經濟性差、環保不
達標，現都已處于停產狀態。目前，酒鋼瓦斯灰主要
處于堆存狀態，由于產生量大，長期堆存不僅占用土
地、影響環境，而且造成資源浪費。同樣，酒鋼公司
嘉峪關本部轉爐ＯＧ 泥年產生總量約１２ 萬ｔ（含
水），鐵品位高達５５％以上，因無有效的脫鋅提鐵技
術，只能委外加工。因此，急需開發出一種既能高效
回收利用有價金屬Ｆｅ，又能去除或回收ＺｎＯ 產生收
益的工藝技術，實現鋼鐵企業各類冶金塵泥的有效
循環利用。
目前，關于高爐瓦斯灰在國內外的綜合利用情
況，鄧永春［２］ 等對國內外高爐瓦斯灰綜合利用的研
究現狀和應用情況進行了分析，主要對高爐瓦斯灰
直接作燒結配料、利用選礦方法回收鐵和碳、回收鋅
等有色金屬元素、制備絮凝劑、作為吸附劑、高爐瓦
斯灰和煤粉混合噴吹等幾種處理方式的研究與應用
情況進行了詳細的闡述，但各種處理方式都沒有達
到有效綜合利用的目的。本研究以酒鋼本部高爐瓦
斯灰和轉爐ＯＧ 泥等含鐵物料為原料，充分利用其
中的Ｆｅ、Ｃ、Ｚｎ 等有價元素，制備大粒徑復合球團進
行直接還原工藝試驗研究，使鐵氧化物利用復合球
團瓦斯灰當中自身的碳快速還原，并且通過復合球
團外殼抑制還原膨脹，提高球團還原后強度，同時使
球團中氧化鋅還原煙化后回收利用，最終得到滿足
高爐或轉爐使用要求的金屬化球團。通過馬弗爐模
擬平鋪料式隧道窯焙燒過程開展基礎性試驗研究，
考察球團配比、焙燒溫度、焙燒時間等條件對球團金
屬化率、抗壓強度的影響；在此基礎上，利用平鋪料
式隧道窯裝置開展復合球團直接還原半工業驗證試
驗，進一步探索隧道窯處理冶金含鐵塵泥復合球團
在技術上的可行性。
2　試驗原料
本次試驗以酒鋼高爐瓦斯灰、轉爐ＯＧ 泥、轉爐
二次除塵灰和自產鐵精礦為主要含鐵原料制備復合
球團，其中復合球團以高爐瓦斯灰當中的碳為還原
劑，球團外附新疆廣匯煤主要用于防止球團還原后
粘結。試驗原料具體化學成分詳見表１－表４。2．1　基礎性試驗原料
表１　基礎性試驗主要含鐵原料化學成分／％
名稱 ＴＦｅ ＳｉＯ２ ＣａＯ ＭｇＯ Ａｌ２Ｏ３ Ｓ Ｐ Ｃ ＺｎＯ Ｉｇ 瓦斯灰 ３６．４６ ８．０７ ６．４１ １．６４ ２．５８ ０．６９３ ０．０２６ ２１．７５ ４．０６ １６．１２ ＯＧ 泥 ６１．１５ ２．３２ ６．５７ １．２６ ０．３７ ０．１３５ ０．０５８ １．１０ ０．２６９ ２．８５ 二次灰 ５５．４７ ４．５９ ５．６５ １．４９ ０．９３ ０．４９０ ０．０５０ １．３６ ０．８８５ ２．９９ 鐵精礦 ５３．７１ ８．２２ １．２０ ３．０７ １．２４ ０．３９３ ０．０１３ １．７２１ ０．０６７ ７．７１ 表２　基礎性試驗新疆廣匯煤工業分析結果／％
成分Ａｄ Ｖｄａｆ Ｍａｄ Ｆｃａｄ Ｓｔ．ｄ Ｑｎｅｔ．ｖａｒ（Ｊ）
含量 １０．７４ ４８．７９ ４．６１ ４３．６０ ０．８６ ２１５３０ 2．2 　半工業試驗原料
表３　半工業試驗主要含鐵原料化學成分／％
名稱 ＴＦｅ ＳｉＯ２ ＣａＯ ＭｇＯ Ａｌ２Ｏ３ Ｓ Ｐ Ｃ ＺｎＯ Ｉｇ 瓦斯灰 ４０．９６ ６．５０ ４．９８ ６．９８ ０．９７ ０．６１０ ０．０７２ １５．２４ ５．１８０ １２．９５ ＯＧ 泥 ６２．６８ ２．０６ ７．６６ １．３４ ０．２６ ０．１６５ ０．０９５ １．１３５ ０．３４５ ４．３８ 二次灰 ５０．８２ ６．７１ ８．４１ ３．１０ １．２２ ０．０４０ ０．１１２ ０．１４６ ０．５８４ ３．０６ 鐵精礦 ５３．３３ ８．１９ １．３７ ３．２８ １．３３ ０．４０２ ０．０１４ １．８７３ ０．０６２ ７．９７ 表４　半工業試驗新疆廣匯煤工業分析結果／％
成分Ａｄ Ｖｄａｆ Ｍａｄ Ｆｃａｄ Ｓｔ．ｄ Ｑｎｅｔ．ｖａｒ（Ｊ）
含量 １０．９２ ４９．０９ ４．９８ ４３．１０ ０．７８ ２１ ５２８ 第１ 期　　　　　　　　　　 　雷鵬飛：冶金含鐵塵泥復合球團直接還原試驗研究　　　 １９
萬方數據
3　試驗設備
3．1　基礎性試驗主要設備
⑴焙燒設備。電阻爐（俗稱馬弗爐），型號ＳＸ２-
８-１６。
⑵樣品干燥設備。電熱鼓風干燥箱，型號１０１-
１ＡＳ。
⑶圓盤造球機。非標，圓盤直徑８００ ｍｍ、盤邊
高度１４０ ｍｍ、電機功率２．２ ｋＷ，轉速人工調節。
⑷球團抗壓強度檢測設備。電子壓力試驗機，
型號ＬＤ-２０ＹＢ-２。3．2　半工業試驗主要設備
⑴焙燒設備。非標，３０ ｍ 平鋪料式隧道窯。其
中隧道窯有固定的預熱段、高溫段、冷卻段，通過窯
頭布料裝置將焙燒物料裝入臺車上方的料盆內，間
歇地推入窯內，焙燒后從冷卻段出料、卸料，窯尾冷
卻段后配置干燥床，可用于樣品等物料的干燥；隧道
窯火咀數量１０ 個，燃料采用ＬＰＧ（石油液化氣），料
盤有效尺寸為１ ５００×７５０ ×１８０ ｍｍ。
⑵圓盤造球機。非標，圓盤直徑１ ２００ ｍｍ、盤
邊高度３５０ ｍｍ、電機功率２．２ ｋＷ，轉速人工調節。
⑶球團抗壓強度檢測設備。電子壓力試驗機，
型號ＱＴ-１０Ａ。
4　研究方法
4．1　復合球團制備
冶金含鐵塵泥復合球團制備如圖１ 所示，主要
分為造球核、造球殼和外裹煤衣三個過程。將高爐
瓦斯灰、轉爐ＯＧ 泥、轉爐二次灰按照不同質量比配
料混勻，作為內混合料；酒鋼自產綜精、轉爐ＯＧ 泥
按照不同質量比配料混勻，作為外混合料；利用圓盤
造球機用內混合料造母球，在母球基礎上用外混合
料進行母球長大成球（球團尺寸矱３０ ｍｍ 左右），形
成的球團外附廣匯煤。4．2　直接還原基礎性試驗
直接還原基礎性試驗流程如圖２ 所示，模擬隧
圖１　冶金含鐵塵泥復合球團示意圖
道窯將帶有模具的敞口柱形焙燒罐（模具內徑矱１００
ｍｍ，焙燒罐尺寸矱１３０ ｍｍ×１０５ ｍｍ）先利用０ ～５
ｍｍ 殘炭進行鋪底、圍粉，再將裹好廣匯煤的濕球團
由下→中→上分層布料裝入敞口柱形焙燒罐模具
內，裝好球團的焙燒罐直接放入干燥箱進行干燥，球
團干燥后，將焙燒罐內模具緩慢抽出，并在上層球團
表面覆蓋定量的５～１５ ｍｍ 殘炭，蓋面后的焙燒罐放
入電阻爐內焙燒到預定時間后取出，迅速再覆蓋定
量的０～５ ｍｍ 殘炭進行抗氧化保護，焙燒罐整體采
用水封冷卻方法進行快速冷卻，隨后取樣進行球團
強度測試、制樣、檢測分析。
圖２　直接還原基礎性試驗流程圖
4．3　直接還原半工業試驗
冶金含鐵塵泥復合球團隧道窯直接還原半工業
試驗主要包括原料準備及造球－球團布料裝車－推
車焙燒還原－出料取樣－制樣檢驗五個過程。其中，
球團布料裝車采用料斗機械布料方式，布料前將布
料系統的擋板進行標定后，將底圍煤、球團、蓋面炭、
覆蓋劑倒入相應料斗，隨著推車進行，實現機械自動
布料效果，如圖３ 所示。
　　（ａ）料斗布料方式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）布料后窯車物料分布
圖３　裝車示意圖
２０ 　　　　　　　　　甘　肅　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３９ 卷
萬方數據
5　試驗結果與分析
5．1　基礎性試驗結果與分析
利用馬弗爐模擬平鋪料式隧道窯焙燒過程開展
直接還原基礎性試驗研究，考察冶金含鐵塵泥復合
球團配比、焙燒溫度、焙燒時間對金屬化球團金屬化
率和抗壓強度的影響。
５．１．１　焙燒溫度對金屬化球團指標的影響
考慮到外附廣匯煤僅為解決球團還原后黏結的
問題，因此球團表面外附廣匯煤厚度為１ ｍｍ 左右
時較為適宜，通過測量，矱３０ ｍｍ 左右復合球團外附
廣匯煤厚度為１ ｍｍ 時，廣匯煤配入量為２．５％，因
此，球團還原劑用量主要通過瓦斯灰配入量進行控
制。結合試驗方法通過計算球團原料配比中的碳含
量，先確定球團瓦斯灰配入量為１８％、ＯＧ 泥（內核）
２８％、轉爐二次灰２．５％、ＯＧ 泥（外殼）１５％、鐵精礦
３４％、外附廣匯煤２．５％、焙燒時間１００ ｍｉｎ，開展不
同焙燒溫度下的直接還原試驗，試驗結果見圖４，圖
中可以看出，金屬化球團金屬化率和抗壓強度指標
均隨焙燒溫度的提高而升高，由于模擬平鋪料式隧
道窯采用鋪底、圍煤的方式開展焙燒試驗，還原劑配
入量較為充足，在焙燒溫度１ ０５０ ℃時，球團金屬化
率就能達到８８．６２％，但金屬化球團平均抗壓強度才
達到１６２ Ｎ；將焙燒溫度提高到１ １００ ℃以上時，球
團金屬化率均能達到９０％以上，且隨著溫度的升
高，差異逐漸變小，但金屬化球團抗壓強度升高趨勢
明顯，在焙燒溫度１ ２００ ℃時，抗壓強度平均達到
２ ００２ Ｎ。綜合考慮金屬化球團金屬化率和抗壓強度
指標，球團在焙燒溫度１ ２００ ℃時是比較適宜的。
圖４　焙燒溫度對金屬化球團指標的影響
５．１．２　焙燒時間對金屬化球團指標的影響
球團配比不變的條件下，焙燒溫度１ ２００ ℃，不
同焙燒時間試驗結果見圖５，可以看出，金屬化球團
金屬化率和抗壓強度指標同樣隨焙燒時間的延長而
升高，但在焙燒時間為１００ ｍｉｎ 以上時，金屬化率指
標已經很高，變化不大，延長焙燒時間只能進一步提
高球團強度，因此，焙燒時間為１００ ｍｉｎ 比較適宜。
５．１．３　瓦斯灰配入量對金屬化球團指標的影響
圖５　焙燒時間對金屬化球團指標的影響
圖６ 為不同瓦斯灰配入量與金屬化球團金屬化
率、抗壓強度指標的關系圖，球團焙燒溫度１ ２００
℃、焙燒時間１００ ｍｉｎ。由圖６ 可以看出，在球團其
它配比和焙燒參數不變的條件下，金屬化率隨瓦斯
灰配入量的增加而升高，抗壓強度隨瓦斯灰配入量
的增加而降低。其中，瓦斯灰配入量１２％，金屬化
率為７４．２８％，抗壓強度卻平均達到４ ６４２ Ｎ，這是由
于瓦斯灰配入量低，球團中的碳量不足所致；瓦斯灰
配入量提高至１５％，金屬化率達到８４．６９％，抗壓強
度降低至２ ４９４ Ｎ；進一步提高瓦斯灰配入量至
１８％，金屬化率達到９６．１２％，抗壓強度降低至２ ００２
Ｎ；瓦斯灰配入量達到２１％以上時，金屬化率已經很
高，指標變化趨勢已不明顯，但抗壓強度均已降低至
１ ５００ Ｎ 以下。可見，球團金屬化率不是越高越好，
要根據金屬化球團用料標準合理、經濟地確定還原
劑用量。在本試驗階段，綜合考慮金屬化球團金屬
化率和抗壓強度指標，復合球團瓦斯灰配入量１８％
是比較適宜的。
圖６　瓦斯灰配入量對金屬化球團指標的影響
　　通過利用馬弗爐開展不同條件的直接還原試
驗，確定了冶金含鐵塵泥復合球團配比和馬弗爐焙
燒參數。復合球團配比：瓦斯灰１８％、ＯＧ 泥（內核）
２８％、轉爐二次灰２．５％、ＯＧ 泥（外殼）１５％、綜合精
礦３４％、外附廣匯煤２．５％；馬弗爐焙燒參數：焙燒溫
度１ ２００ ℃、焙燒時間１００ ｍｉｎ。在以上試驗條件
下，金屬化球團鐵品位為７５．４６％，金屬化率９６．
１２％，抗壓強度平均２ ００２ Ｎ，試驗指標達到預期目
標，但冶金含鐵塵泥復合球團能否通過隧道窯進行
有效還原，還需進行擴大試驗進行充分驗證。
第１ 期　　　　　　　　　　 　雷鵬飛：冶金含鐵塵泥復合球團直接還原試驗研究　　　 ２１
萬方數據
5．2　半工業試驗結果與分析
根據冶金含鐵塵泥復合球團在馬弗爐基礎性試
驗取得的球團配比及還原焙燒規律，利用３０ ｍ 平鋪
料式隧道窯開展直接還原半工業驗證試驗，考察隧
道窯還原焙燒后的效果，探索平鋪料式隧道窯處理
冶金含鐵塵泥復合球團在技術上的可行性。
在隧道窯高溫段窯溫１ ２５０±３０ ℃、高溫焙燒時
間２４０ ｍｉｎ、單車復合球團量１７０ ｋｇ 的試驗條件下，
開展了直接還原半工業驗證試驗，最終取得金屬化
球團鐵品位７３．５１％、金屬化率８８．７６％、抗壓強度平
均２ ３２８ Ｎ 的試驗指標。金屬化球團多元素分析、
抗壓強度及脫鋅率指標詳見表５。
表５　金屬化球團多元素分析、抗壓強度及脫鋅率指標
品名ＴＦｅ／％ ＭＦｅ／％ ηＦｅ／％ ＳｉＯ ２／％ ＣａＯ／％ ＭｇＯ／％ Ａｌ ２Ｏ ３／％ Ｓ／％
金屬化球團 ７３．５１ ６５．２５ ８８．７６ ６．２６ ５．６８ ２．１７ １．１９ ０．５１１ 品名Ｐ ／％ Ｋ２Ｏ／％ Ｎａ２ Ｏ／％ ＺｎＯ／％ ＴｉＯ２ ／％ Ｃ／％ 抗壓強度／Ｎ 脫鋅率／％
金屬化球團 ０．０５５ ０．０３８ ０．０６５ ０．０９６ ０．１５ ００．６９ ２３２８ ９５．１０ 　　由表５ 可知，冶金含鐵塵泥復合球團能通過隧
道窯進行有效還原，還原后金屬化率達到８８．７６％，
此外球團還原后堿金屬氧化鋅也能有效脫除，金屬
化球團氧化鋅含量為０．０９６％，脫鋅率高達９５．１０％，
根據金屬化球團多元素分析結果，其四元堿度計算
后為１．０５，因此，金屬化球團堿度及抗壓強度等各項
指標均滿足酒鋼高爐或轉爐用料要求。
6　結語
⑴本次試驗以酒鋼高爐瓦斯灰、轉爐ＯＧ 泥、轉
爐二次除塵灰和自產鐵精礦為主要含鐵原料制備復
合球團開展直接還原試驗，利用馬弗爐開展不同焙
燒溫度條件下試驗結果表明，金屬化球團金屬化率
和抗壓強度指標均隨焙燒溫度的提高而升高，在焙
燒溫度１ ０５０ ℃時，球團金屬化率能達到８８．６２％，
但金屬化球團平均抗壓強度才達到１６２ Ｎ；將焙燒
溫度提高到１ １００ ℃以上時，球團金屬化率均能達
到９０％以上，且隨著溫度的升高，差異逐漸變小，但
金屬化球團抗壓強度升高趨勢明顯，在焙燒溫度１
２００ ℃時，抗壓強度平均達到２ ００２ Ｎ。綜合考慮金
屬化球團金屬化率和抗壓強度指標，球團在焙燒溫
度１ ２００ ℃時是比較適宜的。
⑵利用馬弗爐開展不同焙燒時間條件下試驗結
果表明，金屬化球團金屬化率和抗壓強度指標同樣
隨焙燒時間的延長而升高，但在焙燒時間為１００ ｍｉｎ
以上時，金屬化率指標已經很高，變化不大，延長焙
燒時間只能進一步提高球團強度，因此，本次試驗焙
燒時間為１００ ｍｉｎ 比較適宜。
⑶利用馬弗爐開展不同瓦斯灰配入量條件下試
驗結果表明，球團金屬化率隨瓦斯灰配入量的增加
而升高， 抗壓強度隨瓦斯灰配入量的增加而降低。
可見，球團金屬化率不是越高越好，要根據金屬化球
團用料標準合理、經濟的確定還原劑用量。綜合考
慮金屬化球團金屬化率和抗壓強度指標，復合球團
瓦斯灰配入量１８％是比較適宜的。
⑷根據冶金含鐵塵泥復合球團在馬弗爐基礎性
試驗取得的球團配比及還原焙燒規律，利用３０ ｍ 平
鋪料式隧道窯開展了直接還原半工業驗證試驗，最
終取得金屬化球團鐵品位７３．５１％、金屬化率
８８．７６％、抗壓強度平均２ ３２８ Ｎ、脫鋅率９５．１０％的試
驗指標，金屬化球團抗壓強度等各項指標均滿足酒
鋼高爐或轉爐用料要求，說明通過平鋪料式隧道窯
處理冶金含鐵塵泥復合球團在技術上是可行的。
參考文獻：
［１］　王樹楷．瓦斯灰回收有色金屬及再資源化［Ｊ］．資源再
生，２００９，１０：４８-５０．
［２］　鄧永春，李　亮，等．高爐瓦斯灰綜合利用現狀［Ｊ］．湖
南有色金屬，２０１４， ３０（５）：２５-２９．
收稿日期：２０１７-０１-１０
作者簡介：雷鵬飛（１９８３-），男，漢族，甘肅嘉峪關人，工程師。現在酒
鋼鋼鐵研究院主要從事資源利用研究工作。
２２ 　　　　　　　　　甘　肅　冶　金

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