本發明屬于能源與冶金領域，具體而言，本發明涉及制備金屬化球團的系統和方法。

背景技術：

近年來優質原燃料資源日益匱乏，解決該問題目前主要可從以下兩方面著手：一方面，提高煤炭利用率；一方面利用其它新型燃料從根本上替代煤炭。生物質原料，諸如廢木料、秸稈、鋸末、稻殼等都是可再生的碳源，與傳統化石能源相比具有巨大的經濟效益和社會效益，但是由于自身的局限性，目前還未能被大規模應用，因此必須想辦法提高煤炭資源的利用率，以達到低碳節能環保的目的。

申請專利號201210425866.8的專利公開了一種高爐用含碳球團的制備方法。該方法為：按質量份數稱取燒結機頭電除塵灰、高爐瓦斯泥份、爐前礦槽除塵灰份、無鈣鉻渣份、釩鈦磁鐵精礦份、氧化鋯份、膨潤土份和消石灰份，并將燒結機頭電除塵灰、高爐瓦斯泥、爐前礦槽除塵灰和無鈣鉻渣分別研磨成目的細粉；然后將上述物料混合，逐步加入盤式成球機制成含碳球團；最后將上述含碳球團加入轉底爐中還原。該方法所得的含碳球團冶金性能較差，且含有硫化物、氮化物等雜質，對后續直接還原鐵的處理有影響，且雜質本身后期會產生CO₂、SO₂、NO_x等污染物。除此之外，這種含碳球團對化石能源依賴較大，能耗較高。

申請專利號201310056031.4公開了一種煤基直接還原鐵含碳球團的制備方法及采用該方法的生產設備，屬于煤基直接還原鐵工藝生產技術領域。該發明煤基直接還原鐵含碳球團的制備包括配料和造球，造球通過兩次造球完成：以鐵精粉、碳粉和粘結劑為原料進行第一次造球；再以碳粉和粘結劑為原料，以第一次造球所得球團為球核進行第二次造球后得到含碳球團。該方法兩次造球過程中煤粉分配比例不均勻，導致還原過程中還原氣氛不均衡，且還原劑為煤粉，反應性低，后續會產生氮化物和硫化物等污染物。

申請專利號CN103602805 B的專利公開了一種赤泥球團及制備方法。該方法將赤泥進行破碎，然后添加煤粉和粘結劑，在攪拌過程中逐步加入水，進一步攪拌混合均勻，送入揉捏機揉捏，然后通過對輥擠壓成球，最后對赤泥球進行烘干，即可得赤泥球團。該方法中因赤泥本身粒度較細且該方法中所用煤為粉末，添加粘結劑混合均勻后導致球團孔隙率較低，還原效果較差，最終導致球團在轉底爐中的還原溫度較高，能耗較大。

因此現有制備金屬化球團的技術有待進一步改進。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種制備金屬化球團的系統和方法，采用該系統可顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備金屬化球團的系統。根據本發明的實施例，所述系統包括：

球磨裝置，所述球磨裝置具有煤粉入口、堿金屬鹽入口、有機粘結劑入口和含有堿金屬的煤粉出口；

成型裝置，所述成型裝置具有含有堿金屬的煤粉入口、含鐵礦粉入口和混合球團出口，所述含有堿金屬的煤粉入口與所述含有堿金屬的煤粉出口相連；

烘干裝置，所述烘干裝置具有混合球團入口和干燥球團出口，所述混合球團入口與所述混合球團出口相連；

還原裝置，所述還原裝置具有干燥球團入口、金屬化球團出口和還原尾氣出口，所述干燥球團入口與所述干燥球團出口相連。

由此，根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統通過將煤粉、堿金屬鹽、有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理，可顯著增大煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑三者之間的接觸面積，從而有利于提高后續混合球團在還原裝置中的反應速率，然后將所得含有堿金屬鹽的煤粉與含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團，使煤粉、堿金屬鹽和含鐵礦粉充分接觸，并且混合球團在烘干裝置內脫水，可增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于后續還原反應的進行，其次在制備金屬化球團的原料中添加堿金屬鹽，在還原裝置內在高溫環境下，一方面該堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可進一步增大混合球團的孔隙率；另一方面該堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，實現高效節能的冶煉過程。由此，采用該系統可顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

另外，根據本發明上述實施例的制備金屬化球團的系統，還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述球磨裝置為球磨機。由此，可顯著提高球磨處理的效率，制得粒度適宜的含有堿金屬鹽的煤粉，從而提高混合球團在還原裝置內的反應性。

在本發明的一些實施例中，所述還原裝置為轉底爐。由此，可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率。

在本發明的再一個方面，本發明提出了一種采用上述制備金屬化球團的系統處理金屬化球團的方法，根據本發明的實施例，該方法包括：

(1)將煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑供給至所述球磨裝置中進行球磨處理，以便得到含有堿金屬的煤粉；

(2)將所述含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉供給至所述成型裝置中進行成型處理，以便得到混合球團；

(3)將所述混合球團供給至所述烘干裝置中進行烘干處理，以便得到干燥球團；

(4)將所述干燥球團供給至所述還原裝置中進行還原處理，以便得到金屬化球團和還原尾氣。

由此，根據本發明實施例的制備金屬化球團的方法通過將煤粉、堿金屬鹽、有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理，可顯著增大煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑三者之間的接觸面積，從而有利于提高后續混合球團在還原裝置中的反應速率，然后將所得含有堿金屬鹽的煤粉與含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團，使煤粉、堿金屬鹽和含鐵礦粉充分接觸，并且混合球團在烘干裝置內脫水，可增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于后續還原反應的進行，其次在制備金屬化球團的原料中添加堿金屬鹽，在還原裝置內在高溫環境下，一方面該堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可進一步增大混合球團的孔隙率；另一方面該堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，實現高效節能的冶煉過程。由此，采用該方法可顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

另外，根據本發明上述實施例的制備金屬化球團的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述煤粉、所述堿金屬鹽和所述有機粘結劑的質量比為1：(0.05～0.08)：(0.05～0.08)。由此，可顯著提高金屬化球團的金屬化率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述球磨處理的時間為3～4小時。由此，可利于實現煤粉與堿金屬鹽的充分接觸，從而進一步提高金屬化球團中的鐵品位和回收率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述堿金屬鹽為碳酸鈉和碳酸鉀中的至少一種。由此，可進一步提高金屬化球團的金屬化率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述有機粘結劑為選自鈉基膨潤土。由此，有利于增加煤粉與堿金屬鹽的接觸面積，從而增加后續混合球團的反應速率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述含有堿金屬的煤粉粒度不高于10微米。由此，可進一步提高金屬化球團的金屬化率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述含有堿金屬的煤粉和所述含鐵礦粉的質量比為10～30:100，優選21:100。由此，可進一步提高金屬化球團中的鐵品位和回收率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(4)中，所述還原處理的溫度為1000～1250攝氏度，時間為20～35分鐘。由此，可進一步提高金屬化球團的金屬化率。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的制備金屬化球團的系統結構示意圖；

圖2是根據本發明一個實施例的制備金屬化球團的方法流程示意圖；

圖3是根據本發明實施例1-2和對比例1-4的制備金屬化球團的系統結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備金屬化球團的系統。根據本發明的實施例，參考圖1，該系統包括：球磨裝置100、成型裝置200、烘干裝置300和還原裝置400。

根據本發明的實施例，球磨裝置100具有煤粉入口101、堿金屬鹽入口102、有機粘結劑入口103和含有堿金屬鹽的煤粉出口104，且適于將煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑進行球磨處理，以便得到含有堿金屬的煤粉。發明人發現，通過將堿金屬鹽與煤粉進行混合，在后續過程中，堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可增大混合球團的孔隙率；另一方面堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，進而提高所得金屬化球團的金屬化率。

根據本發明的一個實施例，球磨裝置并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，球磨裝置可以為球磨機。由此，可顯著提高球磨處理的效率，制得粒度適宜的含有堿金屬鹽的煤粉，從而提高混合球團在還原裝置內的反應性。

根據本發明的再一個實施例，煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑的質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑的質量比可以為1：(0.05～0.08)：(0.05～0.08)。

根據本發明的又一個實施例，球磨處理的時間并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，球磨處理的時間可以為3～4小時。由此，可以使得物料之間充分接觸，從而進一步提高后續所得金屬化球團的金屬化率。

根據本發明的又一個實施例，堿金屬鹽的類型并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，堿金屬鹽可以為碳酸鈉和碳酸鉀中的至少一種。發明人發現，采用該類堿金屬鹽可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

根據本發明的又一個實施例，有機粘結劑的類型并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，有機粘結劑可以為鈉基膨潤土。由此，有利于增加煤粉與堿金屬鹽的接觸面積，從而增加后續混合球團的反應速率。

根據本發明的又一個實施例，含有堿金屬的煤粉粒度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，含有堿金屬的煤粉粒度可以不高于10微米。由此，可進一步增加煤粉與堿金屬鹽的接觸面積，從而增加后續混合球團的反應速率。

根據本發明的實施例，成型裝置200具有含有堿金屬鹽的煤粉入口201、含鐵礦粉入口202和混合球團出口203，含有堿金屬的煤粉入口201與含有堿金屬的煤粉出口104相連，且適于將含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉進行成型處理，以便得到混合球團。由此，有利于提高金屬化球團的含鐵品位和回收率。

根據本發明的一個實施例，含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉的質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉的質量比可以為10～30:100，優選21:100。

根據本發明的實施例，烘干裝置300具有混合球團入口301和干燥球團出口302，混合球團入口301與混合球團出口203相連，且適于將混合球團進行烘干處理，以便得到干燥球團。由此，可除去混合球團中的水分，增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于混合球團后續還原反應的進行。

根據本發明的實施例，還原裝置400具有干燥球團入口401、金屬化球團出口402和還原尾氣出口403，干燥球團入口401與干燥球團出口302相連，且適于將干燥球團進行還原處理，以便得到金屬化球團和還原尾氣。

根據本發明的一個實施例，還原處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，還原處理的溫度可以為1000～1250攝氏度，時間可以為20～35分鐘。由此，可進一步提高金屬化球團中的鐵品位和回收率。具體的，還原裝置可以為轉底爐。

根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統通過將煤粉、堿金屬鹽、有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理，可顯著增大煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑三者之間的接觸面積，從而有利于提高后續混合球團在還原裝置中的反應速率，然后將所得含有堿金屬鹽的煤粉與含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團，使煤粉、堿金屬鹽和含鐵礦粉充分接觸，并且混合球團在烘干裝置內脫水，可增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于后續還原反應的進行，其次在制備金屬化球團的原料中添加堿金屬鹽，在還原裝置內在高溫環境下，一方面該堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可進一步增大混合球團的孔隙率；另一方面該堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，實現高效節能的冶煉過程。由此，采用該系統可顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

如上所述，根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統可具有選自下列的優點至少之一：

根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統通過該系統制得的金屬化球團的冶金性能指標遠優于常規球團。

根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統通過在制備金屬化球團的原材料中添加堿金屬鹽，將堿金屬鹽與煤粉充分研磨，該堿金屬鹽對煤粉的氣化反應可起到催化作用，可大大提高混合球團的反應性，縮短還原時間，降低還原溫度，從而降低能耗。

根據本發明實施例的制備金屬化球團的系統通過控制堿金屬鹽與煤粉的質量比，可顯著提高金屬化球團的鐵品位和回收率。

在本發明的再一個方面，本發明提出了一種利用上述制備金屬化球團的系統處理金屬化球團的方法。根據本發明的實施例，參考圖2，該方法包括：

S100：將煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理

該步驟中，將煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理，以便得到含有堿金屬的煤粉。發明人發現，通過將堿金屬鹽與煤粉進行混合，在后續過程中，堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可增大混合球團的孔隙率；另一方面堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，進而提高所得金屬化球團的金屬化率。具體的，球磨裝置可以為球磨機。

根據本發明的一個實施例，煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑的質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑的質量比可以為1：(0.05～0.08)：(0.05～0.08)。

根據本發明的再一個實施例，球磨處理的時間并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，球磨處理的時間可以為3～4小時。由此，可利于實現煤粉與堿金屬鹽的充分接觸，從而進一步提高金屬化球團中的鐵品位和回收率。

根據本發明的又一個實施例，堿金屬鹽的類型并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，堿金屬鹽可以為碳酸鈉和碳酸鉀中的至少一種。發明人發現，采用該類堿金屬鹽可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

根據本發明的又一個實施例，有機粘結劑的類型并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，有機粘結劑可以為選自鈉基膨潤土。由此，有利于增加煤粉與堿金屬鹽的接觸面積，從而增加后續混合球團的反應速率。

根據本發明的又一個實施例，含有堿金屬的煤粉粒度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，含有堿金屬的煤粉粒度可以不高于10微米。由此，可進一步增加煤粉與堿金屬鹽的接觸面積，從而增加后續混合球團的反應速率。

S200：將含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理

該步驟中，將含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理，以便得到混合球團。由此，有利于提高金屬化球團的含鐵品位和回收率。

根據本發明的一個實施例，含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉的質量比并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，含有堿金屬的煤粉和含鐵礦粉的質量比可以為10～30:100，優選21:100。

S300：將混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理

該步驟中，將混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，以便得到干燥球團。由此，可除去混合球團中的水分，增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于混合球團后續還原反應的進行。

S400：將干燥球團供給至還原裝置中進行還原處理

該步驟中，將干燥球團供給至還原裝置中進行還原處理，以便得到金屬化球團和還原尾氣。由此，可進一步提高金屬化球團的含鐵品位和回收率。具體的，還原裝置可以為轉底爐。

根據本發明的一個實施例，還原處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，還原處理的溫度可以為1000～1250攝氏度，時間可以為20～35分鐘。由此，可進一步提高金屬化球團中的鐵品位和回收率。

根據本發明實施例的制備金屬化球團的方法通過將煤粉、堿金屬鹽、有機粘結劑供給至球磨裝置中進行球磨處理，可顯著增大煤粉、堿金屬鹽和有機粘結劑三者之間的接觸面積，從而有利于提高后續混合球團在還原裝置中的反應速率，然后將所得含有堿金屬鹽的煤粉與含鐵礦粉供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團，使煤粉、堿金屬鹽和含鐵礦粉充分接觸，并且混合球團在烘干裝置內脫水，可增大混合球團的孔隙率，同時增加混合球團的機械強度，有利于后續還原反應的進行，其次在制備金屬化球團的原料中添加堿金屬鹽，在還原裝置內在高溫環境下，一方面該堿金屬鹽受熱分解產生CO₂，可進一步增大混合球團的孔隙率；另一方面該堿金屬鹽在高溫下產生金屬蒸汽，該金屬蒸汽能夠對煤的氣化反應產生催化作用，從而提高混合球團還原反應的速率，實現高效節能的冶煉過程。由此，采用該方法可顯著提高所得金屬化球團的金屬化率，并且所得金屬化球團中鐵的品位可達95％以上，鐵的回收率可達96％以上。

下面參考具體實施例，對本發明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發明。

實施例1

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨3h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的5wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣，上述金屬化球團的鐵品位為94.35％，回收率為95.52％。

實施例2

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨4h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的8wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣。上述金屬化球團的含鐵品位為95.64％，回收率為96.02％。

對比例1

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨3h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的3wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣。上述金屬化球團的含鐵品位為90.52％，回收率為89.72％。

對比例2

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨3h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的1wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣。上述金屬化球團的含鐵品位為88.85％，回收率為90.02％。

對比例3

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨4h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的10wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣。上述金屬化球團的含鐵品位為90.68％，回收率為89.02％。

對比例4

參考圖3，將煤粉、堿金屬鹽(碳酸鉀)和有機粘結劑(鈉基膨潤土)供給至球磨裝置中研磨4h，其中碳酸鉀的添加量為煤粉的12wt％，煤粉和鈉基膨潤土的質量比為21：8，得到粒度不高于10微米的含有碳酸鉀的煤粉；將上述含有碳酸鉀的煤粉和含鐵礦粉按照含鐵礦粉：煤粉＝100：21的質量比供給至成型裝置中進行成型處理，得到混合球團；將上述混合球團供給至烘干裝置中進行烘干處理，得到干燥球團；將上述干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，還原溫度為1200攝氏度，還原時間為30min，得到金屬化球團和還原尾氣。上述金屬化球團的含鐵品位為89.27％，回收率為89.24％。

結論：對比實施例1-2和對比例1-4可知：在該制備金屬化球團的方法中，當堿金屬鹽的添加量控制在煤粉質量的5％-8wt％時，可顯著提高金屬化球團的鐵品位和回收率，并且在以上實施例中，金屬化球團的含鐵品位最高達95.64％，回收率最高達96.02％。由此，顯著提高了煤炭資源的利用率，實現了高效節能的冶煉過程。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。