CN101353724A - 钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法 - Google Patents

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孙朝晖
张�林
刘泽贵
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李坚
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Abstract

本发明公开了一种钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法。该方法通过向钒钛磁铁精矿中加入一定量的硫酸钠和有机粘结剂，经润磨后喷水造球。有机粘结剂可以是羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠、聚乙烯醇或一种以上的混合物。采用有机粘结剂进行造球，可以在球团强度得到充分保障的情况下，避免因粘结剂带入硅、钙等有害元素，从而大大提高了钒钛磁铁精矿直接提钒的钒收率。

Description

钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体地讲，涉及一种使用有机粘结剂的钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法。
背景技术
世界上使用的钒主要来自钒钛磁铁矿，而从钒钛磁铁矿中提取V2O5主要有两种工艺：一种是钒钛磁铁精矿直接提钒工艺，即直接用钒钛磁铁精矿配加钠盐造球后进行氧化钠化焙烧来提取V2O5；另一种是将钒钛磁铁精矿通过还原炼铁，使钒随同铁进入铁水，然后再吹炼成钒渣，从钒渣中提取V2O5。目前，大多数国家采用的是第二种工艺。两种工艺相比，第一种工艺的钒总回收率可达80％以上，使钒钛磁铁精矿中的钒得到充分利用。
由于在钒钛磁铁精矿直接提钒工艺中，氧化钠化焙烧温度较高，粉料焙烧易烧结、结圈，因此在焙烧前需要先进行造球。而造球粘结剂的选择十分关键，因为造球用粘结剂既要保证球团有一定的强度，又不能带进磷(P)、硅(Si)、钙(Ca)等有害元素影响钒钛磁铁精矿提钒时钒的回收率。
在申请号为93101629.0、发明名称为“全磁铁精矿小球烧结矿制造方法”的专利中，公开了采用粘结剂和熔剂的混合物来造球的方法，其中，粘结剂为消石灰，熔剂为白云石粉或石灰石粉。由于该造球方法使用的粘结剂会带进杂质元素钙(Ca)，所以钒钛磁铁精矿提钒时钒的回收率受到影响。
在申请号为96103292.8、发明名称为“生石灰铁精矿球团烧结矿制造方法”的专利中，公开了采用生石灰作为粘结剂来造球，并在造球时再加入水充分消化。同样，由于该造球方法使用的粘结剂会带进杂质元素钙(Ca)，所以钒钛磁铁精矿提钒时钒的回收率受到影响。
在申请号为88107798.4、发明名称为“铁精矿粉冷固球团制造方法及设备”的专利中，采用水玻璃作为粘结剂来造球。由于该造球方法使用的粘结剂会带进杂质元素硅(Si)，所以会影响钒钛磁铁精矿提钒时钒的回收率，而且还使浸出液中杂质硅的含量增加。
在申请号为200510057256.7、发明名称为“钙镁反应型铁精矿造球粘结剂”的专利中，公开了一种使用以一定比例混合的MgO、Mg(NO3)2和Ca(OH)2的混合物作为铁精矿造球用的粘结剂。通过采用这种粘结剂，可以使生球粘结性能增强，生球质量较好，但是也会带进钙元素而影响钒的回收率。
此外，目前球团厂在生产上广泛采用膨润土作为造球用粘结剂，其主要成分为SiO2、Al2O3、MgO和CaO。膨润土粘结剂可以起到调节球团原料水份、稳定球团操作、提高球团强度等作用。但其主要成分为SiO2，在焙烧时会在铁氧化物颗粒之间形成连接桥，堵塞了进入内部孔隙的通道，从而增大了能耗。另外，膨润土颗粒与磁铁矿颗粒之间没有化学作用，球团只能依靠范德华引力和内摩擦力获得强度，这种生球强度低，使钒的回收率大幅度下降。
虽然有科研人员对有机粘结剂在铁精矿造球的应用方面进行了研究，但其主要目的是提高氧化球团的强度，因此，在有机粘结剂中加了一定量含磷、硅等元素的强化剂。
综上可知，目前钒钛磁铁精矿造球所用的粘结剂会在造球过程中带来杂质元素，例如磷、钙、硅等，从而使钒的回收率大大降低。
发明内容
为此，针对以上造球方法中粘结剂会影响钒钛磁铁精矿提钒时钒回收率的缺点，本发明采用有机粘结剂，从而既可以避免带进有害元素影响钒钛磁铁精矿提钒时的钒回收率，又可以在焙烧过程中使球团形成更多的气孔，提高球团氧化效果。
因此，本发明的目的在于提供一种钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法。该方法通过向钒钛磁铁精矿中加入一定量的硫酸钠和有机粘结剂，经润磨后喷水造球。
根据本发明，有机粘结剂可以是羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠、聚乙烯醇或一种以上的混合物。
根据本发明，有机粘结剂以固体的形式加入到钒钛磁铁精矿中。
根据本发明，有机粘结剂的加入量为钒钛磁铁精矿重量的0.04％～0.10％。
因此，本发明的有益效果是，采用有机粘结剂造球，在球团强度得到保证的情况下，钒钛磁铁精矿直接提钒时钒收率不受影响。
附图说明
图1是根据本发明的钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法。
具体实施方式
现在，将对本发明的实施例进行详细描述。根据本发明的实施例只是示例性的，而不是以任何方式来限制本发明。
参照图1，根据本发明的钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法包括以下步骤：
(1)向钒钛磁铁精矿中加入添加剂和有机粘结剂，混合均匀；
(2)将钒钛磁铁精矿和有机粘结剂组成的混合料通过球磨机进行润磨；
(3)向润磨后的物料喷水，造球。
在本发明中，向钒钛磁铁精矿加入的添加剂为钠盐，以形成钠化球团。另外，在本发明中，为了保证钒钛磁铁精矿直接提钒时的造球质量，采用了有机粘结剂，从而在球团强度得到保证的情况下，使钒钛磁铁精矿直接提钒时钒的回收率不受影响。根据本发明，所采用的有机粘结剂是羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠、聚乙烯醇或一种以上的混合物。
具体地讲，将根据本发明的有机粘结剂以固体的形式加入到钒钛磁铁精矿中。其中，有机粘结剂的加入量为钒钛磁铁精矿重量的0.04％～0.10％。下面，将给出本发明的一些实施例来更好地说明本发明。
实施例1
取白马钒钛磁铁精矿2kg，其粒度为-200目的约占70％，其中V2O5的重量百分比为0.729％。向白马钒钛磁铁精矿中加入0.12kg无水硫酸钠作为添加剂，加入0.8g羟甲基纤维素钠作为粘结剂。将所得物质混合均匀，并通过球磨机进行润磨，然后向润磨后的物料喷水造球。最后得到的球团大小为8～10mm，生球强度为4～5次/个。将球团在马弗炉内升温至1250℃后保温30分钟，焙烧球团强度为1820N/个。将焙烧后的球团用3L热水浸出后，提钒残渣中的V2O5含量为0.091％。钒钛磁铁精矿中钒浸出率为87.9％。
实施例2
取白马钒钛磁铁精矿1.5kg，其粒度为-200目的约占70％，其中V2O5的重量百分比为0.729％。向白马钒钛磁铁精矿中加入0.10kg无水硫酸钠作为添加剂，加入1.0g羟甲基淀粉钠作为粘结剂。将所得物质混合均匀，并通过球磨机进行润磨，然后向润磨后的物料喷水造球。最后得到的球团大小为8～10mm，生球强度为4～5次/个。将球团在马弗炉内升温至1250℃后保温30min，焙烧球团强度为1870N/个。将焙烧后的球团用2L热水浸出后，提钒残渣中的V2O5含量为0.095％。钒钛磁铁精矿中钒浸出率为87.4％。
实施例3
取白马钒钛磁铁精矿2.5kg，其粒度为-200目的约占70％，其中V2O5的重量百分比为0.729％。向白马钒钛磁铁精矿中加入0.15kg无水硫酸钠作为添加剂，加入2.5g聚乙烯醇作为粘结剂。将所得物质混合均匀，并通过球磨机进行润磨，然后向润磨后的物料喷水造球。最后得到的球团大小为8～10mm，生球强度为4～5次/个。将球团在马弗炉内升温至1250℃后保温30分钟，焙烧球团强度为2040N/个。将焙烧后的球团用3L热水浸出后，提钒残渣中的V2O5含量为0.082％。钒钛磁铁精矿中钒浸出率为89.1％。
上述实施例1-3的试验结果示出在表1中。
表1
  钒钛磁铁精矿(kg)   粘结剂(g)   残渣中V2O5含量(％)   钒的回收率(％)
 实施例1   2.0   0.8   0.091   87.9
 实施例2   1.5   1.0   0.095   87.4
 实施例3   2.5   2.5   0.082   89.1
从表1可以看出，使用根据本发明的有机粘结剂羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠或聚乙烯醇，可以得到高回收率的钒。当然，上面的实施例只是示例性的，并不用来限制本发明。本发明也可以采用羟甲基纤维素钠或羟甲基淀粉钠或聚乙烯醇的混合物作为粘结剂。优选地，根据本发明的有机粘结剂的加入量为钒钛磁铁精矿重量的0.04％～0.10％。
通过采用羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠、聚乙烯醇或一种以上的混合物，不仅可以使球团强度得到充分保证，使钒的回收率不受造球粘结剂的影响，而且有机粘结剂在高温焙烧过程中使球团形成更多的气孔，有利于球团氧化效果的提高。

Claims (4)

1、一种钒钛磁铁精矿钠化球团的造球方法，其特征在于：向钒钛磁铁精矿中加入一定量的硫酸钠和有机粘结剂，经润磨后喷水造球。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机粘结剂为羟甲基纤维素钠、羟甲基淀粉钠、聚乙烯醇或一种以上的混合物。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机粘结剂以固体的形式加入到钒钛磁铁精矿中，并通过球磨机进行润磨。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机粘结剂的加入量为钒钛磁铁精矿重量的0.04％～0.10％。
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