高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法

1.一种高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法，高钛型钒钛磁铁精矿中TFe含量为
53.7-54.3wt％，SiO2的含量为3.1-3.5wt％，FeO的含量为31.6wt％，TiO2的含量为
12.65-13.2wt％，V2O5的含量为0.56-0.59wt％，水分的含量为10～11.5wt％，所述方法包括的步骤有：
对烧结用焦粉、富矿矿粉、返矿矿粉进行粒度处理；
对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理，使得中钛型钒钛磁铁精矿中粒度＜0.074mm的粒子的比例达到55％以上，其中，中钛型钒钛磁铁精矿中TFe含量为51.21wt％，SiO2含量为9.99wt％，FeO含量为25.73wt％，TiO2为含量7.2wt％，V2O5的含量为0.55wt％，含水量为9.5wt％；
配加中钛型钒钛磁铁精矿来替代高钛型钒钛磁铁精矿，将中钛型钒钛磁铁精矿、高钛型钒钛磁铁精矿、富矿矿粉、生石灰、石灰石、焦粉、返矿矿粉配入混料仓后在混料机中加水进行混合，其中，烧结原料中富矿矿粉的配加比例为28wt％，烧结原料中中钛型钒钛磁铁精矿的配加比例为5-12.5wt％，烧结原料中焦粉的配加比例为4.8wt％～4.95wt％；烧结原料中生石灰的配加比例为5wt％～8wt％；烧结原料中石灰石的配加比例为3.6-7.7wt％；
烧结原料中返矿配加比例为35wt％～41wt％且返矿采取外配法添加；
将混合料装入烧结杯中进行点火抽风烧结，
其中，将烧结矿的FeO含量范围控制在7.6wt％～8.1wt％，烧结温度控制在1270℃～
1340℃，垂直烧结速度控制在17.8mm/min～18.6mm/min，料层厚度在650mm以上，其中，在烧结后得到的烧结矿表面上喷洒CaCl2，CaCl2溶液的浓度为1.3wt％～
1.5wt％，流量为5.0～5.3kg/t·s。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在粒度处理的步骤中包括：对焦粉进行筛分处理，使焦粉中粒度＜3mm的粒子的比例达到81±2％，对粒度＞5mm的粒子进行破碎处理，使粒度＞5mm的粒子基本筛除，粒度＜5mm的粒子的比例达到93±2％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在粒度处理的步骤中包括：对富矿矿粉中粒度＞
8mm的粒子进行破碎处理，使粒度＞8mm的粒子基本筛除。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在粒度处理的步骤中包括：将返矿中粒度＞5mm的粒子基本筛除，使粒度＜5mm的粒子的比例达到95±2％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理的步骤中，使粒度＞0.149mm的粒子的比例为3～7％，粒度为0.149mm～0.074mm的粒子的比例为40±3％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在烧结步骤中，烧结杯铺底料粒度为10mm～
20mm，铺底料厚度为20mm，点火时间为2min，点火负压为5880Pa，烧结负压为11760Pa。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，原料中配入的富矿矿粉包括中品位富矿矿粉、高品位富矿矿粉和澳矿。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，中品位富矿矿粉不含TiO2，TFe含量为43.7wt％-49.8wt％，SiO2含量为
13.8wt％-20.6wt％，Al2O3含量＜3wt％，水分＜8wt％，并且烧结原料中的中品位富矿矿粉的配加比例为5±1wt％；
其中，高品位富矿矿粉不含TiO2，TFe含量为57.8wt％-60.2wt％，SiO2含量为
6.1wt％-7.9wt％，Al2O3含量＜2.3wt％，水分＜7.8wt％，并且烧结原料中的高品位富矿矿粉的配加比例为12±2wt％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，生石灰加水按2∶1比例进行消化制成。

高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法，更具体地讲，本发明涉及一种配加一部分中钛型钒钛磁铁精矿代替一部分高钛型钒钛磁铁精矿的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法。\n背景技术\n[0002] 由于攀枝花钒钛磁铁精矿具有粒度粗(≤0.074mm约占52％)、低硅(SiO2约占约3.3％)、高钛(TiO2在12.7％以上)、成球性和吸水性差的特殊性，因此不易烧结，且在烧结过程中生成了性脆的钙钛矿，烧结铁酸盐低温粘结相少且其形态与普通烧结矿铁酸钙不同，导致烧结矿强度差、成品率低、低温还原粉化率(RDI-3.15)高，严重制约了高炉冶炼强度\n2\n的提高。研究表明，全钒钛烧结矿的烧结生产时烧结机的利用系数仅1.0～1.1t/(m·h)(表示每小时每平方米面积生产烧结矿吨量)，成品率不到50.0％，烧结矿综合转鼓强度(ISO)仅为65.0％左右。\n[0003] 随着高钛型钒钛磁铁精矿高炉强化冶炼对烧结矿的质量要求，高钛型钒钛磁铁精矿烧结质量的进一步提高的难度加大。为促进资源的综合利用和战略控制，同时确保生产的实用性，根据中钛型钒钛磁铁精矿的物理、化学指标特点，结合攀钢高炉冶炼以高钛型钒钛磁铁精矿为主要含铁原料的实际，开展了配加部分中钛型钒钛磁铁精矿生产高钛型钒钛烧结矿的试验研究。资料调研表明，目前在钒钛矿烧结中配加部分中钛型钒钛磁铁精矿的试验及生产资料未见报道。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种配加中钛型钒钛磁铁精矿替代部分高钛型钒钛磁铁精矿的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法。在该方法中，通过配加中钛型钒钛磁铁精矿替代部分高钛型钒钛磁铁精矿，稳定了烧结矿中TiO2的含量，改善了烧结原料的配料结构，有效改善烧结矿的矿物组成和结构，从而提高烧结矿的质量和产量。因此，在相同的强化烧结措施下，可使高钛型钒钛烧结矿的成品率达到目前的74.5％，综合转鼓强度(ISO)达到72％，\n2\n烧结机利用系数达到1.3t/(m·h)以上。\n[0005] 本发明实施例的一方面提供了一种高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法。所述方法包括的步骤有：对烧结用焦粉、富矿矿粉、返矿矿粉进行粒度处理；对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理，使得中钛型钒钛磁铁精矿中粒度＜0.074mm的粒子的比例达到55％以上；配加重量百分比为5～12.5％的中钛型钒钛磁铁精矿来替代高钛型钒钛磁铁精矿，将中钛型钒钛磁铁精矿、高钛型钒钛磁铁精矿、富矿矿粉、生石灰、石灰石、焦粉、返矿配入混料仓后在混料机中进行加水进行混合；将混合料装入烧结杯中进行点火抽风烧结，其中，将烧结矿的FeO含量范围控制在7.6wt％～8.1wt％，烧结温度控制在1270℃～1340℃，垂直烧结速度控制在17.8mm/min～18.6mm/min，料层厚度在650mm以上。\n[0006] 此外，粒度处理的步骤可包括：对焦粉进行筛分处理，使焦粉中粒度＜3mm的粒子的比例达到81±2％，对粒度＞5mm的粒子进行破碎处理，使粒度＞5mm的粒子的比例基本筛除，粒度＜5mm的粒子的比例达到93±2％。粒度处理的步骤还可包括：对富矿矿粉中粒度＞8mm的粒子进行破碎处理。另外，粒度处理的步骤还可包括：将返矿中粒度＞5mm的粒子的比例基本筛除，使粒度＜5mm的粒子的比例达到95±2％。\n[0007] 此外，在对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理之后，使中钛型钒钛磁铁精矿中粒度＞0.149mm的粒子的比例为3～7％，粒度为0.149mm～0.074mm的粒子的比例为\n40±3％。\n[0008] 另外，配加的生石灰的重量百分比为5wt％～8wt％。\n[0009] 在烧结步骤中，烧结杯铺底料粒度为10mm～20mm，铺底料厚度为20mm，点火时间为2min，点火负压为5880Pa，烧结负压为11760Pa。在烧结后得到的烧结矿表面上喷洒CaCl2，CaCl2溶液的浓度为1.3wt～1.5wt％，流量为5.0～5.3kg/t·s(表示每吨烧结矿每分钟喷洒5.0～5.3kg溶液)。\n[0010] 烧结原料中焦粉的配加比例为4.8wt％～4.95wt％。原料中配入的富矿矿粉包括中品位富矿矿粉、高品位富矿矿粉和澳矿。其中，中品位富矿矿粉不含TiO2，TFe含量为43.7wt％-49.8wt％，SiO2含量为13.8wt％-20.6wt％，Al2O3含量＜wt3％，水分＜wt8％，并且中品位富矿矿粉的配比为5±1wt％；其中，高品位富矿矿粉不含TiO2，TFe含量为57.8wt％-60.2wt％，SiO2含量为6.1wt％-7.9wt％，Al2O3含量＜2.3wt％，水分＜7.8wt％，并且高品位富矿矿粉的配比为普通粉矿配比12±2wt％。烧结原料中返矿配加比例为35wt％～41wt％。生石灰配比为5.0wt％～8.0wt％，生石灰加水按2∶1比例进行消化制成。中钛型钒钛磁铁精矿中TFe含量为51.21wt％，SiO2含量为9.99wt％，FeO含量为25.73wt％，TiO2为含量7.2wt％，V2O5的含量为0.55wt％，含水量为9.5wt％。\n具体实施方式\n[0011] 下面将详细描述根据本发明实施例的配加中钛型钒钛磁铁精矿的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法。\n[0012] 根据本发明实施例的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法根据含铁原料的岩石特性、烧结基础特性(熔化性、同化性)、脉石种类和数量、矿石结构、粒度分布、烧结矿的冶金性能，对烧结用原料进行了适当的配比。\n[0013] 表1示出了四个批次的烧结原料的配比情况。\n[0014] 表1烧结原料的配比情况(按重量百分比计算)\n[0015] \n 高钛型钒钛磁 中钛型钒钛磁\n 批次 富矿 生石灰 石灰石 焦粉 返矿\n 铁精矿 铁精矿\n 1 47 5 28 5 7.7 4.8 35\n 2 44.5 7.5 28 6 6.3 4.85 37\n 3 42 10 28 7 5 4.9 39\n 4 39.5 12.5 28 8 3.6 4.95 41\n[0016] 从表1中可知，在上述四个批次中，铁料配比为：钒钛磁铁精矿52％(包括高钛型钒钛磁铁精矿和中钛型钒钛磁铁精矿)+澳矿11±2％+国内高品位富矿12±2％+国内中品位富矿5±1％，其中，澳矿、国内高品位富矿和国内中品位富矿的和为表1中的富矿。熔剂配比为：石灰石3.6-7.7％，生石灰5-8％。燃料配比为：焦粉4.8-4.95％(或无烟煤配比6.8％)。\n[0017] 在上述原料的配置过程中，返矿采取外配法。在实际生产中，仅将铁料在重量百分比固定在80％，其余物料的比例不固定，可以根据生产烧结矿成分要求做适当的调整。\n[0018] 上述所用原料的主要物化指标为(各个成分的比例均为重量百分比)：\n[0019] 高钛型钒钛磁铁精矿ω(TFe)53.7-54.3％，ω(SiO2)3.1-3.5％，ω(FeO)31.6％，ω(TiO2)12.65-13.2％，ω(V2O5)0.56-0.59％，ω(水分)10～11.5％；\n[0020] 中钛型钒钛磁铁精矿ω(TFe)51.21％，ω(SiO2)9.99％，ω(FeO)25.73％，ω(TiO2)7.2％，ω(V2O5)0.55％，ω(水分)9.5％；\n[0021] 澳矿ω(TFe)61.3-63.4％，ω(SiO2)3.6-4.3％；\n[0022] 国内高品位富矿ω(TFe)57.8-60.2％，ω(SiO2)6.1-7.9％，ω(Al2O3)＜2.3％，ω(水分)＜7.8％；\n[0023] 国内中品位富矿ω(TFe)43.7-49.8％，ω(SiO2)13.8-20.6％，ω(Al2O3)＜3％，ω(水分)＜8％；\n[0024] 生石灰ω(CaO)84.7-87.9％；\n[0025] 石灰石ω(主要成分CaO)50.3-53.7％，粒度＜3.0mm，粒级87-93.5％；\n[0026] 焦粉灰分13-16.5％，粒度＜3.0mm，粒级81±2％；\n[0027] 返矿ω(TFe)48.5-49.2％，ω(SiO2)5.25-5.65％，ω(CaO)12.0-12.5％；粒度＜5mm的粒子比例为95±2％。\n[0028] 在确定了各种原料的配比之后，在进行原料混合前，还要对各种原料的粒度进行处理。\n[0029] 中钛型钒钛磁铁精矿粒度粗，＜0.074mm(-200目)比例仅占5％，比高钛型钒钛磁铁精矿低约50个百分点，这样必然会对混合料制粒产生一定的影响。中钛型钒钛磁铁精矿不仅粒度粗，而且颗粒浑圆，边缘光滑且致密，因此其亲水性差，难以粘附到核粒子上。根据现有技术可知，铁矿石中粒度在0.2～0.7mm范围内的粒子，在制粒过程中做成球核心难，做粘附层也难。\n[0030] 因此，在将中钛型钒钛磁铁精矿与高钛型钒钛磁铁精矿混合之前，对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理，使得中钛型钒钛磁铁精矿中粒度＜0.074mm的粒子的比例达到\n55％以上，其中，粒度＞0.149mm的粒子的比例为3～7％，粒度为0.149mm～0.074mm的粒子的比例在40±3％，因此，中钛型钒钛磁铁精矿的粒度组成达到高钛型钒钛磁铁精矿的粒度水平。对中钛型钒钛磁铁精矿进行润磨处理，可以降低中钛型钒钛磁铁精矿的粒度，提高其润湿热，改善烧结性能。未经润磨预处理的中钛型钒钛磁铁精矿的润湿热仅有0.163J/g，表明其表面亲水性较差。采取润磨处理后，中钛型钒钛磁铁精矿的润湿热提高到0.392J/g。因此，润磨处理有效地改善了中钛型钒钛磁铁精矿的表面性质及亲水性能，有利于其更好的粘附于核粒子表面，提高制粒效果，强化烧结。采取润磨处理后，润磨将机械能转化为物料表面的化学能，即增加了比表面积和晶格缺陷，从而增大了表面自由能，使其与极性分子作用增强。\n[0031] 因此，在未采取润磨处理情况下，中钛型钒钛磁铁精矿不利于制粒成球，从而在烧结过程中，中钛型钒钛磁铁精矿表现出了垂直烧结速度慢、利用系数低的特点。在采取润磨处理之后，中钛型钒钛磁铁精矿单烧时的垂直烧结速度、利用系数均明显提高。\n[0032] 此外，在原料混合前，还需要对焦粉、富矿和返矿的粒度进行处理。\n[0033] 具体地讲，将烧结用焦粉进行筛分处理，使焦粉中粒度＜3mm的粒子的比例达到\n81±2％，将粒度＞5mm的粒子进行破碎处理，使粒度＞5mm的粒子的比例基本筛除，粒度＜5mm的粒子的比例达到93±2％。\n[0034] 对烧结原料中富矿中粒度＞8mm的粒子进行破碎处理。\n[0035] 将返矿中粒度＞5mm的粒子的比例基本筛除，使得粒度＜5mm的粒子的比例达到\n95±2％。\n[0036] 接下来，按照表1中示出的比例，配加一部分润磨处理后的中钛型钒钛磁铁精矿替代一部分高钛型钒钛磁铁精矿、富矿、生石灰、石灰石、焦粉、返矿配入混料仓后在混料机中进行加水进行混合。\n[0037] 将混合料装入烧结杯中进行点火抽风烧结，烧结杯铺底料粒度为10～20mm，铺底料厚度为20mm，点火时间为2min，点火负压为5880Pa，烧结负压11760Pa。\n[0038] 高钛型钒钛矿烧结成功的条件是使复合铁酸钙代替硅酸盐作粘结相。因此，除高碱度外，低温烧结与氧化性气氛也是保证烧结成功的必要条件。由于中钛型钒钛磁铁精矿自身粒度较粗，导致烧结过程中气氛不合理，为了改善配加中钛型钒钛磁铁精矿后的烧结性能，必须从改善烧结操作上着手，控制适宜的FeO、烧结过程温度。在根据本发明实施例的烧结操作过程中：将FeO范围控制在7.6～8.1％，将烧结过程温度控制在1270～1340℃，垂直烧结速度控制在17.8～18.6mm/min，料层厚度在650mm以上。这样保证了烧结气氛高氧位，同时抑制钒钛赤铁矿在烧结过程中生成硬度高、强度差的钙钛矿。如上所述，根据本发明实施例的烧结过程操作，采用厚料层烧结可以降低垂直烧结速度，延长高温保持时间，保证矿物充分结晶，对提高烧结矿强度与成品率具有重要作用，弥补了高钛型钒钛磁铁矿烧结的不足。\n[0039] 此外，钒钛烧结矿低温还原粉化率(DRI+315)比普通矿高得多，DRI+3.15指标还不到\n50％，而普通烧结矿DRI+315指标一般都大于70％。为改善钒钛烧结矿低温还原粉化性能差的缺陷，本发明在入炉前的烧结矿上喷洒CaCl2溶液，其中，CaCl2溶液的浓度为1.3wt～\n1.5wt％，流量为5.0～5.3kg/t·s。喷洒卤化物有利于烧结矿降低低温粉化率的原理在于卤化物浸润和覆盖的烧结矿表面形成一层盐膜，从而减缓烧结矿在450℃～550℃的还原，阻止在此温度区间的还原粉化(Fe2O3→Fe3O4)。同时还采取降低烧结矿TiO2含量的方法来降低其低温还原粉化率。\n[0040] 根据本发明的实施例，实施例1至实施例4为分别按照上述四个批次的原料配比进行的烧结。具体的情况如下：