聶永增

（武平縣科技情報(bào)研究所，福建 龍巖 364300）

福建省龍巖市武平縣白云石資源十分匱乏，大部分白云石MgO含量高，基本不含有害元素，屬于優(yōu)質(zhì)白云礦石。但是，依然有一小部分白云石粉中的MgO較低，難以被直接使用。為實(shí)現(xiàn)這一資源的有效利用，提高資源利用效率，將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，還需將白云石進(jìn)行更進(jìn)一步的加工。需要將其磨成3mm粉末，增加MgO含量，以供重鋼燒結(jié)廠使用，從而替代生白云石，不斷提高輕燒礦質(zhì)量，降低煉鐵 成本。

1 福建省龍巖市武平縣白云石4個(gè)礦區(qū)簡(jiǎn)介

福建省龍巖市武平縣共有4個(gè)白云石礦區(qū)，分別為白云巖礦北采區(qū)、白云巖礦南采區(qū)、豬仔壟礦區(qū)和新湖石灰石礦。其中，白云巖礦北采區(qū)礦區(qū)面積0.7869平方公里，分為白云巖和石灰石兩個(gè)礦區(qū)，這兩個(gè)礦區(qū)白云巖資源儲(chǔ)量為6631萬(wàn)t， 平 均 品 位MgO：20.56%，CaO：31.35%，SiO2：0.44%，石灰石資源儲(chǔ)量為982萬(wàn)t，平均品位：CaO：53.91%， MgO：0.92%；白云巖礦南采區(qū)：礦區(qū)面積0.5939平方公里，白云巖資源儲(chǔ)量為5655萬(wàn)t，平均品位，MgO：19.86%，CaO：32.16%，SiO2：0.69%；豬仔壟礦區(qū)：礦區(qū)面積0.1104平方公里，石灰石資源儲(chǔ)量1253萬(wàn)t，平均品位：CaO：53.81%，MgO：0.51%；新湖石灰石礦：礦區(qū)面積0.702平方公里，石灰石資源儲(chǔ)量為430.74萬(wàn)t，平均品位：CaO：54.84%，MgO：0.78%，SiO2：0，78%。

2 輕燒工藝對(duì)白云石粉活性的影響

輕燒工藝對(duì)白云石粉活性的影響的檢測(cè)方法需要參照國(guó)標(biāo)YBT105-1997，即冶金活性石灰檢測(cè)方法，檢測(cè)流程如下：稱(chēng)取1~5mm的白云石粉25g，量取1L水放置燒杯中，水溫保持在40℃，滴入8~10滴1%的酚酞試劑，當(dāng)白云石粉一次性倒入燒杯中開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)燒杯中出現(xiàn)紅色時(shí)，用4滴mol/L的鹽酸滴定，維持紅色狀態(tài)，并詳細(xì)記錄10min內(nèi)鹽酸的消耗量。

由于實(shí)驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法略有差異，標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法是稱(chēng)量50g白云石粉倒入2L的燒杯中，實(shí)驗(yàn)中的白云石粉活性度為標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法下白云石粉活性度大小的1/2，即實(shí)驗(yàn)中所檢測(cè)的白云石粉活性如果大于75ml表示符合要求。

從理論角度講：白云石粉的顆粒越小，熱傳導(dǎo)和分解的速度越快，其活性也就越高，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)白云石粉加熱時(shí)，受熱傳導(dǎo)因素影響會(huì)造成白云石粉顆粒內(nèi)外溫差大，如果燒鍛溫度高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，白云石粉的表面因輕燒其活性會(huì)隨之降低，從另一角度看，如果輕燒溫度過(guò)低或保溫時(shí)間較短，也會(huì)造成白云石粉分解不充分，同樣會(huì)降低其 活性。

3 輕燒白云石粉的加工工藝研究

3.1 輕燒白云石粉噴吹裝置設(shè)計(jì)

文章主要通過(guò)對(duì)輕燒白云石粉噴吹裝置的設(shè)計(jì)，完成對(duì)白云石粉的加工，降低和減少白云石粉的損耗?；诖?，分別對(duì)白云石粉細(xì)度、運(yùn)輸進(jìn)行詳盡分析，并根據(jù)白云石粉的價(jià)值，運(yùn)用文氏原理對(duì)白云石粉噴吹裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。輕燒白云石粉噴吹裝置示意圖如圖1所示。

圖1 白云石粉噴吹裝置示意圖

根據(jù)白云石粉噴吹裝置示意圖不難看出，該裝置主要通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的正壓空氣，吸走位于噴射器上方的輕燒白云石粉，在正壓氣動(dòng)下輸送白云石粉，以此實(shí)現(xiàn)輕燒白云石粉均勻吹噴的目的。

3.2 輕燒白云石粉試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

文章根據(jù)武平縣白云巖礦北采區(qū)提供的輕燒原料配礦方案，通過(guò)利用噴吹裝置對(duì)輕燒白云石粉進(jìn)行以下2種實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：明確輕燒白云石粉添加量與粘附率（粘附率平均值如圖2所示）、混合料制粒之間的比例，以此得出確定的輕燒白云石粉添加數(shù)量。

圖2 噴吹條件下不同輕燒白云石粉添加量粘附率平均值

實(shí)驗(yàn)流程：按照計(jì)劃的吹噴參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)利用圓筒混合料機(jī)完成對(duì)輕燒白云石粉混合料的實(shí)驗(yàn)，分別在一次混料、二次混料和一二次混料3個(gè)階段添加不同數(shù)量的輕燒白云石粉，最后對(duì)混合制料的粘附率和白云石粉的粒制試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上確定正確的白云石粉添 加量。

實(shí)驗(yàn)2：詳細(xì)記錄輕燒白云石粉的添加量對(duì)混合制粒產(chǎn)生的效果，根據(jù)混合制粒效果，確定混合料中的水分，然后再根據(jù)燒結(jié)時(shí)間和氣溫情況綜合判斷制粒效果。

實(shí)驗(yàn)流程：一次混料和二次混料的間隔嚴(yán)格控制在5min，待一混結(jié)束后停止2min接著進(jìn)行二混，一混和二混混合料全部在同一個(gè)筒內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)利用物化水加水方式，將輕燒白云石粉吹噴時(shí)間控制在120s。

3.3 輕燒白云石粉噴吹量影響

（1）對(duì)混合料粘料的影響。從圖2可以明確看出，白云石粉的粘附率會(huì)隨著輕燒白云石粉的粘附率而不斷上升。也就是輕燒白云石粉的粘附率從4.4%提升至5.2%，增加了約15%，粘附率從2.2%提升至3.1%，約提升了39%，是白云石粉添加量的2.5倍。由此可見(jiàn)，輕燒白云石粉的粉量變化對(duì)于粘附率提升具有重要影響。

（2）對(duì)混合料的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明：燒結(jié)混合料的混勻情況和輕燒白云石粉的實(shí)驗(yàn)效果與水分添加方式、水分添加時(shí)間以及其他添加物等因素相關(guān)，當(dāng)輕燒白云石粉的吹噴量在4.6~5.2之間時(shí)，其吹噴量對(duì)混均影響不大。

（3）對(duì)吹噴位置的影響。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：輕燒白云石粉吹噴位置對(duì)混合料混合過(guò)程會(huì)產(chǎn)生重要影響，在二混過(guò)程中加入輕燒白云石粉，混合料粘結(jié)情況最嚴(yán)重，混合效果不盡如人意，其表面還容易形成夾層；在加入適量的輕燒白云石粉，粘接現(xiàn)象減少，其表面依然會(huì)出現(xiàn)少量的白云石粉夾層，燒結(jié)礦也更容易出現(xiàn)白點(diǎn)問(wèn)題。因此，在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，輕燒白云石粉最佳吹噴量為一混時(shí)加入的輕燒白云石粉。

3.4 混合料水分添加量的影響

3.4.1 對(duì)燒結(jié)過(guò)程的影響

（1）當(dāng)混合制粒中的水分為7.2%時(shí)，混合料的制球效果最好，所以可以得出混合料水分添加的范圍為7.0%~8.5%之間。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)1結(jié)果表明：水分添加量分別為6.5~8.5之間時(shí)不利于完成混料，所以只能將這些水分添加量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行刪除之后，才能提高實(shí)驗(yàn)效率。

（2）通過(guò)吹噴方式加入輕燒白云石粉，燒結(jié)礦冷強(qiáng)度得到明顯改善，輕鼓指數(shù)和落下強(qiáng)度分別提升1%~3%，還原性提高了1.5%。

（3）通過(guò)噴吹加入輕燒白云石粉漿液，所產(chǎn)生的漿液水分過(guò)多，導(dǎo)致噴吹漿液的濃度不穩(wěn)定，出現(xiàn)了嚴(yán)重的混合料粘料現(xiàn)象，混合效果不理想，燒結(jié)礦強(qiáng)度不高。

（4）水分的添加量不會(huì)對(duì)輕燒白云石粉的混合情況帶來(lái)影響，但吹噴量可以對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度產(chǎn)生明顯的影響，通過(guò)試驗(yàn)得出，當(dāng)輕燒白云石粉的加入量為4.64%時(shí)，燒結(jié)礦的強(qiáng)度可以達(dá)到最理想的狀態(tài)。

3.4.2 對(duì)燒結(jié)礦冷態(tài)強(qiáng)度的影響

當(dāng)混合料粒徑的水分為6.5%、7.0%和8.5%時(shí)，由于混合料中的水分條件無(wú)法滿(mǎn)足，導(dǎo)致混合料混合情況較差，所以對(duì)于以上3組水分進(jìn)行了冷態(tài)強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：當(dāng)混合料中的水分為7.5%時(shí)，燒結(jié)礦的落下強(qiáng)度最好；當(dāng)輕燒白云石粉加入量和吹噴條件一致，且水分在7.5%時(shí)，燒結(jié)礦的冷態(tài)強(qiáng)度最好。

3.4.3對(duì)燒結(jié)礦冶金性能的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明：混合料中水分的添加量對(duì)輕燒白云石粉冶金性能的影響比較明顯，如圖3所示。在本次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)混合料中的水分為7.5%~8.0%時(shí)，燒結(jié)礦的還原度處于最佳狀態(tài)中，經(jīng)綜合考慮決定，混合料水分的添加量應(yīng)嚴(yán)格控制在7.5%~8.0%之間。

圖3 混合料水分對(duì)燒結(jié)礦冶金影響的曲線(xiàn)圖

3.5 輕燒白云石粉加工工藝確定

通過(guò)輕燒白云石粉吹噴裝置實(shí)驗(yàn)方案表明：只有當(dāng)輕燒白云石粉的水和質(zhì)量之間的比大于0.25時(shí)，才可以形成符合吹噴條件的混懸液，但是，在本次試驗(yàn)的輕燒混合料中，輕燒白云石粉與水的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在0.55~0.7之間。根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程通過(guò)利用吹噴輕燒白云石粉混懸液，所形成的混懸液水分就會(huì)增多，且其漿液呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，制作而成的混懸液也會(huì)由于水量添加過(guò)多而出現(xiàn)嚴(yán)重的粘料現(xiàn)象，混合效果不盡如人意，燒結(jié)礦質(zhì)量、落下以及轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度會(huì)受到不同程度的影響。

以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將吹噴裝置的風(fēng)機(jī)功率設(shè)置為120W，將輕燒白云石粉從吹噴裝置上方的漏斗倒入，通過(guò)閥門(mén)嚴(yán)格控制輕燒白云石粉加入量，當(dāng)其進(jìn)入輕燒吹噴裝置下方的管道時(shí)，該裝置就會(huì)自動(dòng)完成對(duì)輕燒白云石粉的輸送，最終從吹噴裝置的塑料管中噴出，此時(shí)輕燒白云石粉加工完畢。

4 結(jié)論與討論

綜上所述，文章通過(guò)對(duì)武平縣白云巖礦北采區(qū)白云石粉實(shí)際的生產(chǎn)情況，以常用的燒結(jié)混合料方案為基礎(chǔ)，借助實(shí)驗(yàn)室對(duì)輕燒白云石粉進(jìn)行了燒結(jié)試驗(yàn)，得出了具體的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，適當(dāng)?shù)妮p燒白云石粉添加數(shù)量，研究了輕燒白云石粉混懸液中的水含量對(duì)于混合料的制粒效果，得出了合理的吹噴工藝參數(shù)，提出武平縣白云巖礦北采區(qū)在燒結(jié)原料的情況下，采用輕燒白云石粉噴吹工藝可行性的工藝方案。

通過(guò)對(duì)輕燒白云石粉加工工藝研究得出結(jié)論。

（1）在本次實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)噴吹方式加入輕燒白云石粉比直接加入混合料，其混合效果更好，混合料的粘附情況也得到了明顯改善，粘附率下降約一半及以上，混合料制粒效果良好，白云石粉透氣性得到改善，加工工藝水平得到提升，鋼鐵生產(chǎn)成品率提高了2%。

（2）通過(guò)吹噴方式加入輕燒白云石粉，燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度得到了明顯的改善和提升，轉(zhuǎn)固股指數(shù)和落下強(qiáng)度提高了3%，還原性提高了1.5%。

（3）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于目前武平白云石粉的加工條件，通過(guò)吹噴方式加入輕燒白云石粉比直接加入混合料配合料的方法更加合理，即有利于改善混合料和混合制粒料效果，還有利于提升輕燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，改善燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度，有效提高燒結(jié)礦還原性能，適量的輕燒白云石粉噴吹量為4.6%左右，混合料添加水分為7.5%~8.0%，噴吹最佳位置為一混過(guò)程，噴吹方式為輕燒白云石粉粉體噴吹。

（4）另有研究表明：如果通過(guò)輕燒白云石粉漿液的方式，會(huì)導(dǎo)致混懸液中的水分過(guò)多，導(dǎo)致吹噴漿液中的濃度不穩(wěn)定，粘附現(xiàn)象嚴(yán)重，混合效果不理想，因此，在本實(shí)驗(yàn)研究條件下的輕燒白云石粉加工工藝，不建議采用該種方式。