复合有机膨润土用于鄂州球团生产实践

黄细聪，盛开勋，孙俊波

(1.武钢资源集团鄂州球团有限公司，湖北 鄂州 436000；2.辽宁科技大学托田炉料有限公司，辽宁 鞍山 114000)

0 引言

武钢资源内部鄂州球团和程潮球团生产一直以印度膨润土作为主要粘结剂，但随着国内印度膨润土用量的增加，其价格不断攀升，从2019年98美元/t上涨至2022年125美元/t，而且主要性能指标也呈下滑趋势，吸蓝量、膨胀容、粒度等指标均有所降低。虽然国内钠基膨润土来源广泛，价格低廉，但是存在着用量大、成球性能差的缺点。

辽宁科技大学托田炉料有限公司研制的复合有机膨润土，以钠基膨润土为载体，添加部分高分子有机物形成复合有机膨润土。该膨润土具有较高的粘结性能，与其它膨润土相比具有用量小，成球性能好，球团矿品位提高的特点。

鄂州球团与辽宁科技大学托田炉料有限公司于2022年5月至2022年11月先后开展多次复合有机膨润土投笼试验和工业生产试验，取得了良好的效果。工业试验结果表明，1.1%配比的复合有机膨润土不仅完全可以取代1.5%配比的印度膨润土，而且还获得了良好的经济效益。

1 工业试验原料条件

铁精矿为鄂钢球团厂长期稳定使用的原料，具有来源广泛、磁铁矿与赤铁矿兼具的配矿结构，有机复合膨润土和印度膨润土均为稳定采购的货源，各种原料的化学分析见表1，膨润土指标见表2，原料配比见表3。

表1 工业试验各种原料化学分析 %

表2 工业试验膨润土技术指标

表3 工业试验原料配比 %

2 工业试验结果分析

2.1 生球指标对比

表4 显示出，在生球水分接近的情况下，基准期与试验期相比，生球指标有所改善，其中落下强度增加0.9次，抗压强度提高0.93 N。

表4 工业试验生球质量指标对比

由表5可见，在给料量相同的情况下，混合料成球率提高，返料量下降。试用期与基准期相比，生球量增加31.31 t/h，返料量减少106.55 t/h，说明复合有机膨润土的成球性能优于印度膨润土。

表5 工业试验生球产量指标对比 t/h

2.2 生产操作指标对比

对基准期与试用期链篦机和环冷机的操作指标进行统计，分别见表6、7、8、9。

表6 工业试验链篦机各段温度对比 ℃

表7 工业试验链篦机各段压力对比 Pa

表8 工业试验回转窑和环冷机温度对比 ℃

表9 工业试验回转窑和环冷机压力的对比 Pa

表6～9统计数据结果表明：配加复合有机膨润土与印度膨润土相比，链篦机风箱、烟罩的温度与压力变化不大；回转窑温度与环冷机压力无明显变化。

2.3 产品球团矿产、质量指标对比

工业试验期间对成品球团矿物化指标进行统计分析，见表10。

表10 工业试验成品球团矿质量指标对比

球团生产配加两种不同膨润土后，成品球团矿的品位提高0.37%，SiO2含量降低0.24%。物理指标有所改善，其中抗压强度提高130 N/个，转鼓指数提高0.25%。

3 经济效益分析

球团生产配加复合有机膨润土产生的经济效益主要包括两部分，一是膨润土配比降低，吨球消耗减少，吨球膨润土成本下降；二是膨润土配比降低后，球团矿品位升高，导致入炉品位升高，入炉品位提高后，高炉焦比下降，铁产量增加，铁产量增加，吨铁加工费用降低。

3.1 降低膨润土带来的效益

膨润土到厂价格、配比及每吨膨润土总成本分别见表11、表12。

表11 膨润土到厂价格构成 元/t

表12 膨润土配比、吨矿单耗及吨矿成本

上述膨润土综合价格为干基不含税到鄂钢球团厂区价格，印度膨润土取2022年最后一次合同价格121美元/t，美元汇率按7.0进行测算，其它杂费为当期合同不含税费用。

在其它原料配比相同，而且保证生球质量满足焙烧工艺要求和成品球团矿质量达标的前提下，基准期与试用期相比，膨润土配比降低0.4%，吨球膨润土单耗减少4.45 kg，吨球膨润土成本下降2.17元，折算吨铁成本降低0.65元。

3.2 球团矿品位升高带来的效益

配加复合有机膨润土与印度膨润土相比，成品球团矿的品位升高了0.37%，折合入炉品位升高0.074%。根据炼铁设计手册经验数据，入炉品位降低1%，产量降低3%，入炉焦比升高2%，高炉使用配加复合有机膨润土的球团矿后，产量提高0.222%，入炉焦比降低0.148%。

如果铁产量1 000万t，球团矿入炉比例20%，入炉焦比315 kg/t铁，焦炭价格1 850元/t(取近两年平均值)，铁水制造费用按145元/t计算：使用配加复合有机膨润土的球团矿后，焦比降低0.47 kg/t，因焦比降低，每吨铁成本下降0.87元。使用配加复合有机膨润土的球团矿后，因产量增加，制造费用降低，每吨铁成本下降0.99元。使用配加复合有机膨润土的球团矿后，炼铁成本降低1.86元。

3.3 综合效益

球团生产配加复合有机膨润土，与配加印度膨润土相比，每吨球团矿使用量减少4.45 kg，折算吨铁成本降低0.65元。球团矿品位升高，导致入炉品位升高，吨铁焦比降低，产量升高，制造费用下降，合计吨铁成本降低1.86元。

配加复合有机膨润土后吨铁成本降低：0.65元+1.86元=2.51元。

铁厂每年总效益为：1 000万t×2.51元/t=2 510万元。

4 结语

1)辽宁科技大学托田炉料有限公司研制的复合有机膨润土具有良好的粘结性能，膨润土用量少，成球性好，返料量减少。生球指标优于印度膨润土。

2)与配加印度膨润土相比，由于复合有机膨润土配比低(较印度膨润土低0.4%)，成品球团矿品位升高0.37%，SiO2含量降低0.24%，抗压强度提高130 N/球。

3)有机复合膨润土用量少，与印度膨润土相比，每吨使用量减少4.45 kg，吨球膨润土成本降低2.17元，按照2023年鄂钢球团440万t产量和程潮球团105万t产量计算，如果采用全部复合有机膨润土生产球团，鄂州球团累计可节省膨润土成本954.8万元/年，武钢资源累计可节省膨润土成本1 182.65万元/年。

4)炼铁厂使用配加复合有机膨润土生产的球团矿后，因膨润土用量减少，球团矿品位提高，导致入炉品位提高，高炉产量增加，焦比下降，折算吨铁成本降低2.51元。

5)鄂州球团厂工业试验结果表明，辽宁科技大学托田炉料有限公司研制的复合有机膨润土替代印度膨润土技术上可行，经济上合理。球团生产选择复合有机膨润土降本增效不失为一种有效的措施。