復合有機膨潤土用于鄂州球團生產實踐

黃細聰，盛開勛，孫俊波

(1.武鋼資源集團鄂州球團有限公司，湖北 鄂州 436000；2.遼寧科技大學托田爐料有限公司，遼寧 鞍山 114000)

0 引言

武鋼資源內部鄂州球團和程潮球團生產一直以印度膨潤土作為主要粘結劑，但隨著國內印度膨潤土用量的增加，其價格不斷攀升，從2019年98美元/t上漲至2022年125美元/t，而且主要性能指標也呈下滑趨勢，吸藍量、膨脹容、粒度等指標均有所降低。雖然國內鈉基膨潤土來源廣泛，價格低廉，但是存在著用量大、成球性能差的缺點。

遼寧科技大學托田爐料有限公司研制的復合有機膨潤土，以鈉基膨潤土為載體，添加部分高分子有機物形成復合有機膨潤土。該膨潤土具有較高的粘結性能，與其它膨潤土相比具有用量小，成球性能好，球團礦品位提高的特點。

鄂州球團與遼寧科技大學托田爐料有限公司于2022年5月至2022年11月先后開展多次復合有機膨潤土投籠試驗和工業生產試驗，取得了良好的效果。工業試驗結果表明，1.1%配比的復合有機膨潤土不僅完全可以取代1.5%配比的印度膨潤土，而且還獲得了良好的經濟效益。

1 工業試驗原料條件

鐵精礦為鄂鋼球團廠長期穩定使用的原料，具有來源廣泛、磁鐵礦與赤鐵礦兼具的配礦結構，有機復合膨潤土和印度膨潤土均為穩定采購的貨源，各種原料的化學分析見表1，膨潤土指標見表2，原料配比見表3。

表1 工業試驗各種原料化學分析 %

表2 工業試驗膨潤土技術指標

表3 工業試驗原料配比 %

2 工業試驗結果分析

2.1 生球指標對比

表4 顯示出，在生球水分接近的情況下，基準期與試驗期相比，生球指標有所改善，其中落下強度增加0.9次，抗壓強度提高0.93 N。

表4 工業試驗生球質量指標對比

由表5可見，在給料量相同的情況下，混合料成球率提高，返料量下降。試用期與基準期相比，生球量增加31.31 t/h，返料量減少106.55 t/h，說明復合有機膨潤土的成球性能優于印度膨潤土。

表5 工業試驗生球產量指標對比 t/h

2.2 生產操作指標對比

對基準期與試用期鏈篦機和環冷機的操作指標進行統計，分別見表6、7、8、9。

表6 工業試驗鏈篦機各段溫度對比 ℃

表7 工業試驗鏈篦機各段壓力對比 Pa

表8 工業試驗回轉窯和環冷機溫度對比 ℃

表9 工業試驗回轉窯和環冷機壓力的對比 Pa

表6～9統計數據結果表明：配加復合有機膨潤土與印度膨潤土相比，鏈篦機風箱、煙罩的溫度與壓力變化不大；回轉窯溫度與環冷機壓力無明顯變化。

2.3 產品球團礦產、質量指標對比

工業試驗期間對成品球團礦物化指標進行統計分析，見表10。

表10 工業試驗成品球團礦質量指標對比

球團生產配加兩種不同膨潤土后，成品球團礦的品位提高0.37%，SiO2含量降低0.24%。物理指標有所改善，其中抗壓強度提高130 N/個，轉鼓指數提高0.25%。

3 經濟效益分析

球團生產配加復合有機膨潤土產生的經濟效益主要包括兩部分，一是膨潤土配比降低，噸球消耗減少，噸球膨潤土成本下降；二是膨潤土配比降低后，球團礦品位升高，導致入爐品位升高，入爐品位提高后，高爐焦比下降，鐵產量增加，鐵產量增加，噸鐵加工費用降低。

3.1 降低膨潤土帶來的效益

膨潤土到廠價格、配比及每噸膨潤土總成本分別見表11、表12。

表11 膨潤土到廠價格構成 元/t

表12 膨潤土配比、噸礦單耗及噸礦成本

上述膨潤土綜合價格為干基不含稅到鄂鋼球團廠區價格，印度膨潤土取2022年最后一次合同價格121美元/t，美元匯率按7.0進行測算，其它雜費為當期合同不含稅費用。

在其它原料配比相同，而且保證生球質量滿足焙燒工藝要求和成品球團礦質量達標的前提下，基準期與試用期相比，膨潤土配比降低0.4%，噸球膨潤土單耗減少4.45 kg，噸球膨潤土成本下降2.17元，折算噸鐵成本降低0.65元。

3.2 球團礦品位升高帶來的效益

配加復合有機膨潤土與印度膨潤土相比，成品球團礦的品位升高了0.37%，折合入爐品位升高0.074%。根據煉鐵設計手冊經驗數據，入爐品位降低1%，產量降低3%，入爐焦比升高2%，高爐使用配加復合有機膨潤土的球團礦后，產量提高0.222%，入爐焦比降低0.148%。

如果鐵產量1 000萬t，球團礦入爐比例20%，入爐焦比315 kg/t鐵，焦炭價格1 850元/t(取近兩年平均值)，鐵水制造費用按145元/t計算：使用配加復合有機膨潤土的球團礦后，焦比降低0.47 kg/t，因焦比降低，每噸鐵成本下降0.87元。使用配加復合有機膨潤土的球團礦后，因產量增加，制造費用降低，每噸鐵成本下降0.99元。使用配加復合有機膨潤土的球團礦后，煉鐵成本降低1.86元。

3.3 綜合效益

球團生產配加復合有機膨潤土，與配加印度膨潤土相比，每噸球團礦使用量減少4.45 kg，折算噸鐵成本降低0.65元。球團礦品位升高，導致入爐品位升高，噸鐵焦比降低，產量升高，制造費用下降，合計噸鐵成本降低1.86元。

配加復合有機膨潤土后噸鐵成本降低：0.65元+1.86元=2.51元。

鐵廠每年總效益為：1 000萬t×2.51元/t=2 510萬元。

4 結語

1)遼寧科技大學托田爐料有限公司研制的復合有機膨潤土具有良好的粘結性能，膨潤土用量少，成球性好，返料量減少。生球指標優于印度膨潤土。

2)與配加印度膨潤土相比，由于復合有機膨潤土配比低(較印度膨潤土低0.4%)，成品球團礦品位升高0.37%，SiO2含量降低0.24%，抗壓強度提高130 N/球。

3)有機復合膨潤土用量少，與印度膨潤土相比，每噸使用量減少4.45 kg，噸球膨潤土成本降低2.17元，按照2023年鄂鋼球團440萬t產量和程潮球團105萬t產量計算，如果采用全部復合有機膨潤土生產球團，鄂州球團累計可節省膨潤土成本954.8萬元/年，武鋼資源累計可節省膨潤土成本1 182.65萬元/年。

4)煉鐵廠使用配加復合有機膨潤土生產的球團礦后，因膨潤土用量減少，球團礦品位提高，導致入爐品位提高，高爐產量增加，焦比下降，折算噸鐵成本降低2.51元。

5)鄂州球團廠工業試驗結果表明，遼寧科技大學托田爐料有限公司研制的復合有機膨潤土替代印度膨潤土技術上可行，經濟上合理。球團生產選擇復合有機膨潤土降本增效不失為一種有效的措施。