CN110438335B - 一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团及其制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体公开了一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，包含球核以及包裹该球核的球壳；所述的球核包含铁矿粉1、铁矿粉2和生物炭；所述的球壳包含铁矿粉1；所述的铁矿粉1的比表面积≥1656.0cm²/g；所述的铁矿粉2的比表面积≥853.0cm²/g。本发明还公开了所述球团的制备与应用方法。本发明所述的复合铁矿球团具有核‑壳结构，其中，生物炭仅分布于球核，两种铁矿粉在球核中满足粒度级配要求，可以协同解决含生物炭复合铁矿球团生球普遍存在的性能指标较差的问题，并可提升球团微波还原性能，提高还原后的金属化球团的铁品位、金属化率和还原度。

Description

一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团及其制备和应用

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的制备方法。

背景技术

中国是世界上最大的粗钢生产和消费国，但由于传统高炉炼铁过程中化石燃料的大量使用，温室气体、有毒气体和冶金粉尘等大量排放对环境造成了严重的污染。据统计，2017年中国的粗钢产量为8.317亿吨，同比2016年增长约5.7％。高炉炼铁工艺消耗钢铁企业48.17％的能源，这对环境保护和资源利用提出了巨大挑战。2016年中国高炉炼铁排放了约100万吨烟尘、180万吨SO₂以及约60万吨氮氧化物。为了寻求钢铁冶金行业的可持续发展，非高炉炼铁技术(如直接还原铁工艺(DRI))成为一个研究热点。对于含碳球团的制备，以往的研究大多集中在煤粉和焦炭的利用上，但是煤粉和焦炭不能有效地改变钢铁企业化石燃料的能源结构，在炼铁过程中仍然会造成SO₂、NOx和CO₂的大量排放。

生物炭是在高温下由生物质经热解生成的，它是一种具有“碳中性”的可再生燃料和还原剂。与煤相比，生物炭具有固定碳含量高、有害杂质含量低(如S，P等)以及比表面积大(在颗粒相同的条件下，生物炭的比表面积是煤的60-350倍以及焦炭的10倍以上)等优点；在球团的还原方面，生物炭含有的一定量的挥发分可以热解成H₂和C_xH_y，能够在一定程度降低反应的温度以及提高铁氧化物的还原率和还原度(7％-8％)。此外，由于其灰分少，S、P等杂质含量低，生物炭代替煤和焦炭可以减少SOx，NOx以及粉尘等的排放。作为碳源，生物炭对含碳球团铁晶体的生长起着重要的作用。在球团还原过程中，生物炭的快速反应能够促进铁晶须的形成和生长，有利于提高金属化球团的强度。显然，生物炭作为球团的还原剂具有独特的优势，研究含生物炭复合铁矿球团对于实现钢铁冶金行业绿色、低耗、可持续发展具有重大意义。

虽然，生物炭具有优异的性能，但其亲水性差、与铁矿粉之间的结合力弱，同时使得铁矿粉之间结合力降低，通常导致含生物炭铁矿球团生球落下强度、抗压强度以及爆裂温度偏低，难于满足生产上要求铁矿球团落下强度大于3次/(0.5m·个)，抗压强度大于8N/个，爆裂温度大于400℃)。

发明内容

针对现有技术存在的生球性能指标不理想，还原性差等技术不足，本发明旨在提供一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团(本发明也简称为复合铁矿球团)，旨在改善球团的生球指标，此外改善其还原性能。

本发明第二目的在于，提供一种所述的含生物炭复合铁矿球团的制备方法。

本发明第三目的在于，提供一种所述的含生物炭复合铁矿球团的应用方法。

一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，包含球核以及包裹该球核的球壳；

所述的球核包含铁矿粉1、铁矿粉2和生物炭；

所述的球壳包含铁矿粉1；

所述的铁矿粉1的比表面积≥1656.0cm²/g；所述的铁矿粉2的比表面积≥853.0cm²/gcm²/g。

本发明所述的复合铁矿球团具有核-壳结构，其中，生物炭添加在球核中，球壳中未添加生物炭，此外，配合球核的所述的比表面积的级配的铁矿粉下，可以协同改善生物炭在成球过程普遍存在的生球性能指标不达标的技术不足，不仅如此，还可意外提升球团在微波还原方面的性能，明显提升在微波条件下的还原性能，提高微波还原处理后的球团的铁品位以及金属化率和还原度。

本发明中，通过所述的球核中的不同比表面积铁矿粉1和2的复配，将其和生物炭作为球核，可以提升得到的球团的生球指标，改善微波还原性能。

所述的铁矿粉1的比表面积1700～1800cm²/g。铁矿粉2的比表面积900～1000cm²/g。研究表面，通过该优选比表面积的铁矿粉1、2的协同配合，可进一步改善生球指标，进一步改善微波还原性能。

所述铁矿粉1和铁矿粉2均为磁铁矿粉，所述铁矿粉1中92.29％以上的粒径小于0.074mm，所述铁矿粉2中99.51％以上的粒径小于0.074mm，所述生物炭中21％及以上的粒径小于0.074mm。

研究表明，控制球核中铁矿粉1、铁矿粉2的质量比，配合所述的比表面积的控制，可进一步提升协同效果。

作为优选，所述的球核中，铁矿粉1、铁矿粉2的质量比为7∶2～3∶1。在该优选的比例下，可以调整内核的结构以及强化生物炭与铁矿粉之间的耦合来提高含碳球团的强度，最主要的是提高球团的爆裂温度。

进一步优选，所述的球核中，铁矿粉1、铁矿粉2的质量比为3∶1～2。

作为优选，球壳中的铁矿粉占所述的复合铁矿球团中的总铁矿粉重量的5～15％。控制该比例，可以在一定程度上抵消球核中配加一定量生物炭对生球强度带来的不利影响，同时可提高还原后金属化球团的强度。

作为优选，所述铁矿粉采用配矿的方式加入球团，其中，球核中的铁矿粉1和铁矿粉2的含量分别为球团中铁矿粉总质量的60％和30％；球壳中的铁矿粉1的含量分别为球团中铁矿粉总质量的10％。

作为优选，所述球团中碳铁比为(0.15-0.35)∶1；其中，所述球核中碳铁比为(0.2-0.4)∶1。控制该碳铁比，可以保证球团的生球指标，以及能够满足该含碳球团在微波场下还原的要求。

本发明中，所述的碳铁比均指质量比，具体为生物炭中的碳与铁矿粉中的铁的质量比。例如，所述的球团中碳铁比为整个球团中的生物炭中的碳与整个球团中的铁矿粉之间的质量比。所述球核中碳铁比为球核中的生物炭的碳与球核中的铁矿粉(铁矿粉1和2)中的铁的质量比。

本发明中，所述的球核和球壳中，还允许含有使其中的必要组分相互粘连成球的成分，该成分可以选用现有常规物料。

作为优选，所述的球核中，还包含粘结剂A。所述的球壳包含粘结剂B。

所述的粘结剂A、粘结剂B为球核组分或球壳成分相互黏连的物料。

作为优选，所述的粘结剂A、粘结剂B独自选择膨润土，生石灰，CMC中的至少一种。

作为优选，所述的球核中，粘结剂A的含量为铁矿粉总质量的1.5％-3％。

作为优选，所述的球壳中，粘结剂B的含量为铁矿粉1质量的1.5％-3％。

所述的球核以及球壳中，还允许含有水，其中，所述的球核中，水的含量为12.5％-13.5％；作为优选，所述的球壳中，水的含量为12.5％-13.5％。

在所述的创新的组分控制以及所述的特殊核-壳结构下，可获得良好的生球性能以及良好的微波还原性能，为了进一步提升微波还原性能，本发明进一步研究发现，控制合适的球核之间以及球壳直径，可进一步提升组分以及结构的协同效果，进一步提升微波还原性能。作为优选，球团的直径为D₂，球核的直径为D₁，D₁为9-11mm，D₂-D₁为1-2mm且10≤D₂≤13mm。研究发现，在本发明所述的创新的组分配比以及结构下，控制在该优选的球团直径以及球壳(D₂-D₁)直径下，可进一步提升微波还原效果。

根据微波穿透理论，球团与空气的阻抗匹配关系应满足球核的阻抗L_核＜球壳的阻抗L_壳≤空气的阻抗L_空，由于生物炭的阻抗L_炭＜铁矿粉的阻抗L_铁＜空气的阻抗L_空，故本发明中生物炭完全分布于球核中；当所述球团中碳铁比为(0.15-0.35)∶1时，根据微波穿透理论计算微波在该类型球团中的穿透深度为0.5-0.65mm，故所述球团直径D₂应严格控制在10-13mm。

本发明一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，所述球核由铁矿粉1、铁矿粉2、生物炭、粘结剂A以及水组成；所述球核中碳铁比为(0.2-0.4)∶1；粘结剂的含量为球核中铁矿粉总质量的1.5％-3％；所述球壳中水的含量为球壳质量的12.5％-13.5％；

所述球壳由铁矿粉1、粘结剂B以及水组成；粘结剂的含量为球壳中铁矿粉质量的1.5％-3％；所述球核中水的含量为球核质量的12.5％-13.5％，

所述球团中碳铁比为(0.15-0.35)∶1。

本发明一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，所述球团生球落下强度为3.2-5.4次/(0.5m·个)，抗压强度为9.3-13.4N/个，爆裂温度为380-450℃。本发明所述的复合铁矿球团具有优异的生球性能。

进一步优选，所述含生物炭铁矿球团生球落下强度为3.3-5.4次/(0.5m·个)，抗压强度为9.0-13.4N/个，爆裂温度为400-450℃。

本发明还提供了一种所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的制备方法，制得包含所述球核组分的混合料A；制得包含所述球壳成分的混合料B；

将混合料A经造粒处理得到球核，然后加入混合料B，形成包裹该球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团。

本发明所述的制备方法，通过配矿的方式将两种在单独使用时不适合造球的铁矿粉按照一定质量比例配入球团中，使得球团的生球指标能够满足要求。

本发明所述的制备方法，通过将铁矿粉以及生物炭采用偏析分布的方式配入球团中，使得球团在一定尺寸范围近似等于微波在该球团中的穿透深度，以此来实现含碳球团在微波作用下的高效自还原。

本发明所述的制备方法，将所述的球核组分用水拌和，得混合料A；所述的球壳的组分用水拌和，得混合料B；

混合料A和B可采用现有常规造粒设备以及造粒方法进行造球处理。

作为优选，将混合料A经造粒处理得到球核，然后加入混合料B，形成包裹该球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团。

作为优选，所述的制备方法，在圆盘造球机上加入混合料A制成所述球核，随后再加入混合料B，在球核表面保护球壳。

本发明所述的制备方法，优选包括如下步骤：

将铁矿粉1、铁矿粉2、生物炭、粘结剂A和水混合均匀，形成混合料A；将铁矿粉1、粘结剂B和水混合均匀，形成混合料B；先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，然后加入混合料B，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团。

所述的制备方法中，所述混合料A中，所述的铁矿粉1的比表面积≥1656.0cm²/g，优选为1700～1800cm²/g。所述的铁矿粉2的比表面积≥853.0cm²/g，优选为900～1000cm²/g。优选地，铁矿粉1、铁矿粉2的质量比为3∶1～2。

进一步优选，混合料A中，所述铁矿粉1和铁矿粉2均为磁铁矿粉。优选地，所述磁铁矿粉1中93.29％及以上的粒径小于0.074mm，其比表面积1700～1800cm²/g；所述磁铁矿粉2中99.51％及以上的粒径小于0.074mm，其比表面积900～1000cm²/g。

所述混合料A中，碳铁比为(0.2-0.4)∶1。

所述生物炭的成分组成按质量比计：固定碳为75-85％，灰分为0-5％，挥发分为0-10％。

作为优选，所述生物炭中21％及以上的粒径小于0.074mm。

混合料A中，所述的粘结剂A为膨润土，生石灰，CMC中的至少一种。优选地，所述混合料A中，粘结剂A的含量为铁矿粉质量的1.5％-3％；进一步优选为1.9％-2.5％。

所述混合料A中，水的含量为混合料A质量的5％～7％，进一步优选为6％。

混合料A优选在圆盘造球机上造球，得到球团。

制备过程中，控制混合料A造球得到的球核的直径为D₁为9-11mm。

实际制备过程中，本发明人研究发现，通过控制转速以及造球时间，控制得到的球核的直径。

作为优选，圆盘造球机的转速为21～27r/min。

作为优选，在圆盘造球机上加入混合料A制成球核的母核长大时间为1-3min，球核长大的时间为9-11min。

向得到的球核中添加混合料B，进行球核的包覆。

作为优选，按整个球团中碳铁比为(0.15-0.35)∶1的比例，添加混合料B。

所述的混合料B中，粘结剂B的含量为铁矿粉1质量的1.5％-3％。

混合料B中，所述的粘结剂B为膨润土，生石灰，CMC中的至少一种。优选地，所述混合料B中，粘结剂B的含量为铁矿粉质量的1.5％-3％；进一步优选为1.9％-2.5％。

所述混合料B中，水的含量为混合料B质量的5～7％，优选为6％。

制备过程中，控制在球核上形成的球壳的厚度为1-2mm。

实际制备过程中，本发明人研究发现，通过控制转速以及造球时间，控制得到的球核的直径。

实际制备过程中，本发明人研究发现，通过控制转速以及造球时间，控制得到的球壳的厚度。

作为优选，包覆过程中，圆盘造球机的转速为21～27r/min。

作为优选，球壳长大的时间为1-3min，球团紧密的时间为2-3min。。

的制备方法，在圆盘造球机上加入混合料A制成球核的时间为1-2min，球核长大的时间为9-10min，球壳长大时间为1-2min，球团紧密时间为2-3min。优选地，球核的母核长大时间为2min，球核长大的时间为10min，球壳长大时间为1min，球团紧密时间为3min。

本发明还提供了所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的应用，将含生物炭复合铁矿球团在微波场下还原。

本发明人通过研究发现，本发明所述的复合铁矿球团利用微波还原，可表现出良好的还原性能。

作为优选，所述的微波频率为915-2450MHz。在该优选的微波频率下，配合所述的特殊结构以及特殊组分的复合铁矿球团，可以进一步提升焙烧性能。

本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

本发明通过创新的不同比表面积铁矿粉的复配以及仅在球核中添加生物炭的球-壳结构的配合，显著提高了含生物碳球团的力学性能。克服了生物炭使用过程中存在的亲水性差、与铁矿粉之间的结合力弱，同时使得铁矿粉之间结合力降低，通常导致含生物炭铁矿球团生球落下强度、抗压强度以及爆裂温度偏低等技术问题。本发明通过优化工艺将亲水性较弱、与铁矿粉间结合力较差的生物炭均匀分布于球核中，用不含生物炭的混合料B将球核包裹起来形成球壳，最终形成铁矿粉和生物炭偏析分布的具有核-壳结构含生物炭符合铁矿球团，并通过优化球核和球壳中铁矿粉和生物炭分析分布、造球时间、圆盘转速、碳铁比以及造球水分等，一方面从结构上通过调整铁矿粉和生物炭的分布来达到各种原料之间的高效耦合，另一方面，从造球工艺上优化球团组成及生球强度，最终显著地提高了含生物炭复合球团的落下强度、抗压强度和爆裂温度。本发明所提供的含生物炭铁矿球团生球落下强度为3.2-5.4次/(0.5m·个)、抗压强度为8.3-13.4N/个以及爆裂温度为380-450℃。在优选方案中，所述具有核-壳结构的含生物炭铁矿球团生球落下强度为3.3-5.4次/(0.5m·个)、抗压强度为9.5-13.4N/个以及爆裂温度为400-450℃。

本发明含生物炭球团中碳铁比高，目的是使其能够在微波加热下实现自还原。由于本发明将生物炭选择性的均匀分布于球核中，在球团的微波还原焙烧过程中，由于微波具有体加热方式，球核将首先发生反应，生物炭与有限的氧以及磁铁矿反应生成一氧化碳，整个微波还原焙烧过程为固固直接还原以及气固间接还原，两者共同作用，极大地提高了还原速度。同时，由于生物炭多孔的特性，球核反应产生的一氧化碳能够较为容易地向周围以及壳体方向进行弥散，大大提高了铁矿粉与一氧化碳接触的机率，从而提高了一氧化碳的利用率，使生物炭的利用率大大提高。与含煤复合球团相比，当成品球具有相同全铁含量和金属化率时，含生物炭复合球团能够大幅度地降低铁矿球团中碳的配入量。因而在实际还原过程中，含生物炭复合球团可以更进一步的减少炼铁过程中二氧化碳的排放。研究发现，经微波还原后的球团的全铁品位可达85％-92％，金属化率可高达90％-98％，还原度可高达90％-97％；此外，生物炭的利用率高，残碳率可降至0.5％-0.1％。

本发明以来源广泛、可循环再生、杂质含量少的生物炭代替传统的化石燃料煤等作为含碳铁矿复合球团的还原剂，充分利用了自然资源，减小了炼铁过程中的环境污染，同时由于生物炭相较于煤粉其还原能力更强，因而能够提供更为优质的成品球以及提高生产效率。

本发明具有生产成本低，环境友好的特点，制备得到的具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团能够很好的满足球团生产过程中对生球性能的要求，为含生物炭复合铁矿球团的广泛工业应用奠定了基础，具有良好的产业前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下对比例及实施例中所用生物炭的成分组成按质量比计：固定碳为79.87％，灰分为4.34％，挥发分为6.02％。生物炭中21％及以上的粒径小于0.074mm。

磁铁矿1中93.29％及以上的粒径小于0.074mm，磁铁矿粉2中99.51％及以上的粒径小于0.074mm。

实施例1

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1716cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积903cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.26∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1716cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为10min，控制球核的直径为11mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.84％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.225∶1

本实施例1得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为3.6N/个，抗压强度为11.1次/(0.5m·个)，爆裂温度为410℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例1得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为89.15％，金属化率为95.32％，还原度为91.04％，残碳率为0.31％。

实施例2

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1744cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积988cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.1％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1744cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.1％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为10mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的球团，球团最终直径为12mm，球团中水分含量为12.99％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.235∶1。

本实施例2得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为3.5次/(0.5m·个)，抗压强度为10.9N/个，爆裂温度为430℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例2得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为89.75％，金属化率为96.42％，还原度为92.01％，残碳率为0.27％。

实施例3

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1732cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积970cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.31∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1732cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为10min，控制球核的直径为12mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为1min，球团紧密时间为2min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.57％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.27∶1。

本实施例3得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为3.9次/(0.5m·个)，抗压强度为10.3N/个，爆裂温度为450℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例3得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为88.15％，金属化率为96.32％，还原度为92.04％，残碳率为0.32％。

实施例4

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1784cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积911cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.31∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比15％，比表面积1784cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为9mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为11mm，球团中水分含量为13.41％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.22∶1。

本实施例4得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为4.4次/(0.5m·个)，抗压强度为9.5N/个，爆裂温度为440℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例4得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为88.75％，金属化率为93.12％，还原度为94.04％，残碳率为0.27％。

实施例5

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1716cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积903cm²/g))、生物炭、生石灰和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.38∶1，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1716cm²/g))、生石灰和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为10mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得

具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为13.11％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.24∶1。

本实施例5得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为4.5次/(0.5m·个)，抗压强度为10.8N/个，爆裂温度为440℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例5得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为88.05％，金属化率为97.65％，还原度为94.04％，残碳率为0.37％。

实施例6

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1799cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积918cm²/g))、生物炭、生石灰和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.40∶1，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1799cm²/g))、生石灰和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为11mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为13.22％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1。

本实施例6得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为4.3次/(0.5m·个)，抗压强度为10.4N/个，爆裂温度为450℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例6得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为89.55％，金属化率为97.68％，还原度为95.14％，残碳率为0.48％。

实施例7

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1765cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积942cm²/g))、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1765cm²/g))、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为9mm，然后加入混合料B，控制球核长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为11mm，球团中水分含量为12.88％，球团中水分含量为12.90％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.2∶1。

本实施例7得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为5.4次/(0.5m·个)，抗压强度为13.4N/个，爆裂温度为430℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例7得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为88.38％，金属化率为91.40％，还原度为90.07％，残碳率为0.41％。

实施例8

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1734cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积990cm²/g))、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.32∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1734cm²/g))、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为10mm，然后加入混合料B，控制球核长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为12mm，球团中水分含量为12.88％，球团中水分含量为13.33％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.22∶1。

本实施例8得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为4.7次/(0.5m·个)，抗压强度为12.4N/个，爆裂温度为407℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例8得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为88.68％，金属化率为92.43％，还原度为90.57％，残碳率为0.48％。

对比例1

本对比例探讨，球核中未添加复配的铁矿粉1和2，仅使用铁矿粉1，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比90％，比表面积1716cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合形成混合料A；控制混合料A中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.26；膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1716cm²/g)、膨润土和水混合形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核形成时间为2min，球核长大时间为10min，控制球核的直径为10mm，然后加入混合料B，控制壳体长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.78％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.225。

本对比例1得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为4.4次/(0.5m·个)，抗压强度为10.5N/个，爆裂温度为210℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例1得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为91.30％，金属化率为97.80％，还原度为94.11％，残碳率为0.17％。

对比例2

本对比例探讨，球核中未添加复配的铁矿粉1和2，仅使用铁矿粉2，具体如下：

将磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比90％，比表面积988cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合，形成混合料A；控制混合料A中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1；膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.1％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积988cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.1％，水的加入量为混合物质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为10mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为12mm，球团中水分含量为12.90％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.235∶1。

本对比例2得到的具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团生球测试：落下强度为1.2次/(0.5m·个)，抗压强度为9.4N/个，爆裂温度为480℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例2得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为82.18％，金属化率为84.42％，还原度为79.32％，残碳率为0.52％。

对比例3

本对比例主要探讨球核以及球团的直径，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1732cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积970cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.38∶1；膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1732cm²/g)、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为10min，控制球核的直径为7.5mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为1min，球团紧密时间为2min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为9.5mm，球团中水分含量为12.71％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1。

对比例3得到的含生物炭铁矿球团生球：落下强度为3.8次/(0.5m·个)、抗压强度为5.6N/个，爆裂温度为430℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例3得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为85.76％，金属化率为88.92％，还原度为86.37％，残碳率为0.32％。

对比例4

本对比例主要比对膨润土含量，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1784cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积911cm²/g))、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.31∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的1.2％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1784cm²/g))、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的1.2％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为9mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为11mm，球团中水分含量为13.30％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.22∶1。

本实施例4得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为1.9次/(0.5m·个)，抗压强度为6.5N/个，爆裂温度为330℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例4得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为84.75％，金属化率为89.12％，还原度为86.04％，残碳率为0.66％。

对比例5

本对比例主要比对球团以及球核中生物炭含量超过上限，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1716cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积903cm²/g))、生物炭、生石灰和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.55∶1，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1716cm²/g))、生石灰和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为11mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.98％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.42∶1。

本对比例5得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为1.5次/(0.5m·个)，抗压强度为5.8N/个，爆裂温度为435℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例5得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为84.35％，金属化率为93.34％，还原度为89.24％，残碳率为1.37％。

对比例6

本对比例主要比对球团以及球核中生物炭含量超过下限，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1799cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积918cm²/g))、生物炭、生石灰和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.15∶1，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1799cm²/g))、生石灰和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，生石灰的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为11mm，然后加入混合料B，控制球壳长大时间为2min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.34％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.11∶1。

本对比例6得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为5.5次/(0.5m·个)，抗压强度为13.8N/个，爆裂温度为405℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

实施例5得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为74.85％，金属化率为80.44％，还原度为79.55％，残碳率为0.13％。

对比例7

本对比例主要比对球团生球最终水分含量低于12.5％对球团指标的影响：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1765cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积942cm²/g))、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.28∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1765cm²/g))、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为9mm，然后加入混合料B，控制球核长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为11mm，球团中水分含量为12.88％，球团中水分含量为12.17％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.2∶1。

本对比例7得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为2.2次/(0.5m·个)，抗压强度为7.4N/个，爆裂温度为430℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例7得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为85.38％，金属化率为87.40％，还原度为84.07％，残碳率为0.63％。

对比例8

本对比例主要比对球团生球最终水分含量高于13.5％对球团指标的影响，水分较高，在一定范围对生球的落下强度和抗压强度有利，但是爆裂温度却远远达不到400度的基线)

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比60％，比表面积1734cm²/g))、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积990cm²/g))、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.30∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比10％，比表面积1734cm²/g))、膨润土和水混合均匀，形成混合料B；在混合料B中，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.5％，水的加入量为混合料B的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料A制成球核，控制母核长大时间为2min，球核长大时间为9min，控制球核的直径为9mm，然后加入混合料B，控制球核长大时间为1min，球团紧密时间为3min，形成包裹球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为11mm，球团中水分含量为12.88％，球团中水分含量为13.97％，球团中生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.21∶1。

本对比例8得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为7.2次/(0.5m·个)，抗压强度为14.4N/个，爆裂温度为260℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例8得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为89.98％，金属化率为96.40％，还原度为94.07％，残碳率为0.33％。

对比例9

本对比例主要比对球团各组分均匀分布于球团对球团生球指标以及成品球指标的影响，具体如下：

将磁铁矿粉1(占总磁铁矿粉质量比70％，比表面积1716cm²/g)、磁铁矿粉2(占总磁铁矿粉质量比30％，比表面积903cm²/g)、生物炭、膨润土和水混合均匀，形成混合料A；控制混合料A中，生物炭的碳元素与磁铁矿粉的铁元素的质量比为0.225∶1，膨润土的加入量为磁铁矿粉质量的2.3％，水的加入量为混合料A的质量的6％。

先在圆盘造球机上加入混合料制成球核，控制母核长大时间为2min，球团长大时间为11min，球团紧密时间为3min，即获得球团中各组分均匀分布的含生物炭复合铁矿球团，球团最终直径为13mm，球团中水分含量为12.89％。

本对比例9得到的含生物炭铁矿球团生球测试：落下强度为3.3N/个，抗压强度为11.0次/(0.5m·个)，爆裂温度为440℃。

将上述球团在105℃条件下干燥4h后，将其置于N₂气氛中利用微波加热至1050℃，并保温30min。其中，微波频率为2450MHz。

对比例9得到的含生物炭铁矿球团成品球：全铁品位为84.18％，金属化率为93.40％，还原度为84.07％，残碳率为0.45％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。

Claims (6)

1.一种用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，其特征在于：包含球核以及包裹该球核的球壳；

所述的球核包含铁矿粉1、铁矿粉2、生物炭、粘结剂A和水；

所述的球壳包含铁矿粉1、粘结剂B和水；

所述的铁矿粉1的比表面积≥1656.0 cm²/g；所述的铁矿粉2的比表面积≥853.0 cm²/g；

所述的球核中，铁矿粉1、铁矿粉2的质量比为7:2 ~3:1；

球壳中的铁矿粉占所述的复合铁矿球团中的总铁矿粉重量的5%~15%；

所述球团中碳铁比为（0.15-0.35）：1；其中，所述球核中碳铁比为（0.2- 0.4）：1；

所述的球核中，粘结剂A的含量为铁矿粉总质量的1.5％-3％；水的含量为12.5%-13.5％；

所述的球壳中，粘结剂B的含量为铁矿粉1质量的1.5％-3％；水的含量为12.5%-13.5%；

所述的粘结剂A、粘结剂B独自选择膨润土，生石灰，CMC中的至少一种；

球团的直径为D₂，球核的直径为D₁，D₁为9-11 mm，D₂-D₁为1-2 mm且10≤D₂≤13 mm。

2.如权利要求1所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团，其特征在于：所述的铁矿粉1的比表面积1700~1800 cm²/g；铁矿粉2的比表面积900~1000 cm²/g。

3.如权利要求1~2任一项所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的制备方法，其特征在于：制得包含所述球核组分的混合料A；制得包含所述球壳成分的混合料B；

将混合料A经造粒处理得到球核，然后加入混合料B，形成包裹该球核的球壳，即获得具有核-壳结构的含生物炭复合铁矿球团。

4.如权利要求3所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的制备方法，其特征在于：

在圆盘造球机上加入混合料A制成所述球核，随后再加入混合料B，在球核表面保护球壳；其中，在圆盘造球机上加入混合料A制成球核的母核长大时间为1-3 min，球核长大的时间为9-11 min；

球壳长大的时间为1-3 min，球团紧密的时间为2-3 min；

圆盘造球机的转速为21~27 r/min。

5.一种权利要求1~2任一项所述的用于微波还原的含生物炭复合铁矿球团的应用，其特征在于：将含生物炭复合铁矿球团在微波条件下还原。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述的微波频率为915-2450 MHz。