CN103014323B

CN103014323B - 高品位钒钛铁精矿的烧结方法

Info

Publication number: CN103014323B
Application number: CN201210556814.4A
Authority: CN
Inventors: 甘勤; 何木光; 蒋大军; 刘龙全; 贾学庆
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103014323A

Abstract

本发明公开了一种高品位钒钛铁精矿的烧结方法，包括依次进行的燃料预处理、配料、加水混合、造球、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液、高炉冶炼。其中，以质量百分比计，预处理后燃料中的焦粉粒度为0～3mm且焦粉粒度小于0.5mm的为20～29％，生石灰采用两次配加方法且第二次配加的比例为25～75％，加水混合后的混合料中的水分为7.3～7.6％且混合料中的配碳量为4.6～4.75％，点火烧结时的料层高度为660～740mm，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度为1～3％。本发明通过优化烧结工艺参数，综合应用燃料预处理、提高烧结混合料的水分、适当降低烧结混合料的配碳量、提高料层高度、熔剂分加、向烧结矿喷洒CaCl₂溶液等处理步骤，使烧结矿的产质量、低温还原粉化性能有较大提高且燃料消耗下降。

Description

高品位钒钛铁精矿的烧结方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种高品位钒钛铁精矿的烧结方法。

背景技术

攀枝花钒钛磁铁精矿(占含铁料60％以上)是烧结所常用的含铁原料，该矿全铁(TFe)含量低(仅54％左右)、TiO₂含量高(12.8％)，导致烧结矿铁品位低(比普通烧结矿低5个百分点以上)，强度差，低温还原粉化率(RDI_-3.15)高。

攀西地区有一定的高品位钒钛铁精矿(TFe为59％左右)资源，与目前使用的攀枝花钒钛磁铁精矿相比，该矿具有铁含量高、钒含量高、硅含量低的特点，采用高品位钒钛铁精矿代替同比例的攀枝花钒钛磁铁精矿(以下简称攀精矿)可以提铁增钒，提高企业的经济效益。在保持烧结TFe品位和TiO₂基本不变的情况下，用高品位钒钛铁精矿代替攀精矿则可以适当增加钒钛矿的用量，同时降低价格昂贵的进口矿及普通富粉矿的用量，经济效益和社会效益巨大。因此，使用高品位钒钛铁精矿进行烧结具有重要意义。

但由于该高品位钒钛铁精矿中SiO₂含量低(比攀精矿低1.25个百分点)，烧结过程中产生的硅酸盐粘结相含量较少，造成烧结矿强度和成品率下降，低温还原粉化性能变差，产量降低，这是高品位钒钛铁精矿烧结的一个重要难题。因此，攻克此技术难关是高品位钒钛铁精矿成功应用于烧结生产的关键。

目前国内外少数钢铁企业在普通精矿烧结生产中使用了提高料层高度、熔剂分加等强化技术措施，但限于工艺条件和技术水平的制约，在一个企业中仅采用了部分强化技术，并且没有对配加工艺参数进行优化，故强化效果不甚理想。迄今为止，高铁低硅型钒钛磁铁精矿的烧结强化技术研究国内外均尚未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种能够有效提高高品位钒钛铁精矿的烧结矿产量、质量的烧结方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高品位钒钛铁精矿的烧结方法，包括依次进行的燃料预处理、配料、加水混合、造球、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液、高炉冶炼，其中，以质量百分比计，预处理后的燃料中的焦粉粒度不大于3mm且粒度小于0.5mm的焦粉占20～29％，配料时的生石灰采用两次配加方法且第二次配加的比例为25～75％，加水混合后的混合料中的水分为7.3～7.6％且混合料中的配碳量为4.6～4.75％，点火烧结时的料层高度为660～740mm，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度为1～3％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，预处理后的燃料中粒度小于0.5mm的焦粉可以为21％、23％、26％或28％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，配料时生石灰第二次配加的比例可以为30％、40％、50％或70％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，加水混合后的混合料中的水分可以为7.35％、7.4％、7.5％或7.55％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，加水混合后的混合料中的配碳量可以为4.61％、4.65％、4.7％或4.73％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，点火烧结时的料层高度可以为665mm、705mm、720mm或735mm。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度可以为1.2％、1.5％、2.0％或2.8％。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法的一个实施例，将预处理后的燃料可以与25～42％攀精矿，5～20％高品位钒钛铁精矿，4～10％澳矿，21～26％国高粉；1.8～3.8％中加粉，2～4％瓦斯灰，3.88～5.91％石灰石，8.14～8.5％生石灰进行配料。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1)可改善混合料粒度组成，提高料层的透气性，从而提高烧结矿产量。

2)可改善燃料的粒度组成，使其在烧结混合料中分布更均匀，提高燃料燃烧效率，强化烧结过程，从而提高烧结矿产质量。

3)烧结料层的自动蓄热作用增强，高温保持时间延长，有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，使烧结矿产质量提高，同时可减少燃料消耗。

4)CaO在混合料中的分布更为合理，有利于生成更多的铁酸钙优质粘结相，从而提高烧结矿的强度和成品率，降低固体燃料消耗。

5)可改善烧结矿低温还原粉化率(RDI_-3.15)，有利于提高高炉冶炼的技术经济指标。

具体实施方式

在下文中，将结合具体实施例来详细说明本发明。若无其它说明，本发明所述的百分比均为质量百分比。

根据本发明的高品位钒钛铁精矿的烧结方法包括依次进行的燃料预处理、配料、加水混合、造球、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液、高炉冶炼。其中，以质量百分比计，预处理后的燃料中的焦粉粒度不大于3mm且粒度小于0.5mm的焦粉占20～29％，配料时的生石灰采用两次配加方法且第二次配加的比例为25～75％，加水混合后的混合料中的水分为7.3～7.6％且混合料中的配碳量为4.6～4.75％，点火烧结时的料层高度为660～740mm，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度为1～3％。

控制适宜的燃料粒度有利于燃料在混合料中均匀分布，使燃烧速度与传热速度趋于同步。根据本发明，控制预处理后的燃料中的焦粉粒度不大于3mm且粒度小于0.5mm的焦粉占20～29％，优选地，预处理后的燃料中粒度小于0.5mm的焦粉可以为21％、23％、26％或28％。

采用熔剂分加的方式，由于CaO和燃料混合在一起对燃料有催化作用，可加快燃烧速度，另外，小球表面碱度比内部相对提高，可形成局部高碱度，加速Ca²⁺离子的扩散，有利于表面生成更多的铁酸钙，提高烧结矿强度。根据本发明，配料时的生石灰采用两次配加方法且第二次配加的比例为25～75％，优选地，配料时生石灰第二次配加的比例可以为30％、40％、50％或70％。

由于高品位钒钛铁精矿的粒度较细且毛细水含量高，适当提高烧结混合料水分含量可以改善混合料的粒度组成，提高料层的透气性，从而提高烧结矿产量。根据本发明，将混合料中的水分由7.2％提高到7.3～7.6％，优选地，混合料中的水分可以为7.35％、7.4％、7.5％或7.55％。若混合料水分含量低于7.3％，会导致混合料的成球性能下降，料层的透气性变差，烧结矿产、质量下降；若混合料水分含量高于7.6％，烧结过程中会加厚过湿层，导致料层阻力增大，同时燃料消耗量增加，不利于烧结矿产、质量。

提高烧结料层高度可以延长料层的高温保持时间，使矿物结晶更充分，有利于增加烧结液相含量，改善烧结矿矿物组成和结构，提高烧结矿强度和成品率，同时由于料层自动蓄热作用增强，可以减少配碳量。根据本发明，将点火烧结时的料层高度由630mm提高至660～740mm，优选地，点火烧结时的料层高度可以为665mm、705mm、720mm或735mm。加水混合后的混合料中的配碳量由4.9％降低到4.6～4.75％，优选地，加水混合后的混合料中的配碳量可以为4.61％、4.65％、4.7％或4.73％。混合料中的配碳量过低则不能满足烧结过程中热量的需要，导致液相量生成不足，烧结矿粘结性差、强度低，烧结矿产质量低；相反，混合料中的配碳量过高则烧结过程中燃烧带过宽，料层阻力增大，烧结速度下降，同时烧结矿过熔，强度下降，燃料消耗量增加，同样不利于烧结矿产、质量。

对烧结矿喷晒CaCl₂溶液可以使烧结矿表面的孔隙被CaCl₂覆盖，形成复合体膜，从而抑制烧结矿在450～550℃时六面体的Fe₂O₃被还原成立方体的Fe₃O₄的转变速度，减弱烧结矿所产生的碎裂粉化作用，降低低温还原粉化率(RDI_-3.15)，根据本发明，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度为1～3％，优选地，CaCl₂溶液的质量浓度可以为1.2％、1.5％、2.0％或2.8％。

因此，采用上述高铁低硅型钒钛磁铁精矿的烧结方法可以改善烧结过程，生成更多的优质铁酸钙粘结相，弥补硅酸盐含量下降的不足，改善烧结矿的矿物组成和结构，从而达到提高烧结矿产、质量、降低燃料消耗的目的。

根据本发明的一个实施例，高品位钒钛铁精矿的烧结方法具体通过以下步骤实现。

将燃料进行预处理，控制预处理后的燃料中的焦粉粒度为0～3mm，且其中-0.5mm粒级(粒度小于0.5mm)的焦粉为20～29％。然后将预处理后的燃料与含铁原料(攀精矿、高品位钒钛铁精矿、澳矿、国高粉、中加粉、瓦斯灰)、熔剂(石灰石、生石灰)按一定的比例在烧结配料室进行配料。其中，生石灰采用两次配加方法，即按一定比例分别在一次混合和二次混合中加入。然后将配好的原料分别在烧结一次混合机和二次混合机中加水混合并造球，其中加入混合料的水分含量从7.2％分别提高到7.3％、7.4％、7.5％或7.6％；混合料中的配碳量从4.9％降低到4.6％、4.65％、4.7％或4.75％。最后装入烧结机台车上点火烧结，布料时的料层高度由660mm提高到660、705、720或740mm。将CaCl₂预先加水配制成质量浓度为1％～3％的溶液并盛入溶液池内，然后通过喷洒系统喷洒在生产出的成品烧结矿上并经运输送入高炉中进行冶炼。

进一步地，配料时，上述各组分的含量范围可以为：攀精矿为25～42％，高品位钒钛铁精矿为5～20％，澳矿为4～10％，国高粉为21～26％；中加粉为1.8～3.8％，瓦斯灰为2～4％，石灰石为3.88～5.91％，生石灰为8.14～8.5％。其中，含铁原料(攀精矿、高品位钒钛铁精矿、澳矿、国高粉、中加粉、瓦斯灰)在此范围内可以保证烧结矿的品位(TFe含量)较高，原料成本较低，并能满足高炉冶炼的需要。如果低铁料(攀精矿、中加粉、瓦斯灰)高于其各自上限值，高铁料(高品位钒钛铁精矿、澳矿、国高粉)低于其各自的下限值，则烧结矿的品位低，不能满足高炉冶炼的要求；相反地，如果低铁料(攀精矿、中加粉、瓦斯灰)低于其各自的下限值，高铁料(高品位钒钛铁精矿、澳矿、国高粉)高于其各自上限值，虽然烧结矿的品位高，但由于高铁料价格昂贵，必然导致生产成本增加。熔剂(石灰石、生石灰)配比范围值是根据烧结矿的碱度(CaO/SiO₂)确定的，其配比过高或过低将导致烧结矿碱度不合格，不能满足高炉冶炼的要求。

需要说明的是，澳矿：即澳大利亚矿粉，简称澳矿，为进口富矿粉，铁分较高(TFe为62％左右)。瓦斯灰：即高炉重力除尘灰，由于除尘管道中气流主要为高炉煤气，而高炉煤气为含有CO等有毒易爆气体，故又简称瓦斯灰，即瓦斯气体带出的灰，烧结配加瓦斯灰的目的主要为废物再利用。国高粉：即国内产高品位矿粉，简称国高粉，铁分较高(TFe为59～62％左右)。中加粉：即中品位加工矿粉，简称中加粉，铁分中等(TFe为45～50％左右)。

为了更好地理解本发明，下面结合具体示例进一步说明本发明。

示例1：

在包括高品位钒钛铁精矿的烧结原料条件下，燃料预处理后的焦粉粒度为0～3mm，且其中-0.5mm粒级(粒度小于0.5mm)的焦粉为29％，生石灰第一次配加比例为75％，第二次配加比例为25％，加水混合后的混合料中的水分为7.3％，混合料中的配碳量为4.6％，料层高度为660mm，向烧结矿喷洒质量浓度为1％的CaCl₂溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的生产期)相比，烧结矿转鼓强度提高1.15％，成品率提高1.24％，产量提高1.06％，固体燃料消耗下降1.31Kg/t_矿，烧结矿低温还原粉化率(RDI_-3.15)从56.79％降低到10.23％，下降了82％。

示例2：

在包括高品位钒钛铁精矿的烧结原料条件下，燃料预处理后的焦粉粒度为0～3mm，且其中-0.5mm粒级的焦粉为26％，生石灰第一次配加比例为60％，第二次配加比例为40％，加水混合后的混合料中的水分为7.4％，混合料中的配碳量为4.65％，料层高度为705mm，向烧结矿喷洒质量浓度为1.5％的CaCl₂溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的生产期)相比，烧结矿转鼓强度提高1.67％，成品率提高2.03％，产量提高1.72％，固体燃料消耗下降2.16Kg/t_矿，烧结矿低温还原粉化率(RDI_-3.15)从56.79％降低到5.35％，下降了90.6％。

示例3：

在包括高品位钒钛铁精矿的烧结原料条件下，燃料预处理后的焦粉粒度为0～3mm，且其中-0.5mm粒级的焦粉为23％，生石灰第一次配加比例为50％，第二次配加比例为50％，加水混合后的混合料中的水分为7.5％，混合料中的配碳量为4.7％，料层高度为720mm，向烧结矿喷洒质量浓度为2.0％的CaCl₂溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的生产期)相比，烧结矿转鼓强度提高2.14％，成品率提高2.98％，产量提高2.63％，固体燃料消耗下降2.81Kg/t_矿，烧结矿低温还原粉化率(RDI_-3.15)从56.79％降低到3.80％，下降了93.3％。

示例4：

在包括高品位钒钛铁精矿的烧结原料条件下，燃料预处理后的焦粉粒度为0～3mm，且其中-0.5mm粒级的焦粉为20％，生石灰第一次配加比例为25％，第二次配加比例为75％，加水混合后的混合料中的水分为7.6％，混合料中的配碳量为4.75％，料层高度为740mm，向烧结矿喷洒质量浓度为3％的CaCl₂溶液。结果表明，与基准期(即不采用本技术的生产期)相比，烧结矿转鼓强度提高2.52％，成品率提高3.47％，产量提高3.20％，固体燃料消耗下降3.43Kg/t_矿，烧结矿低温还原粉化率(RDI_-3.15)从56.79％降低到2.46％，下降了95.7％。

综上所述，本发明通过优化烧结工艺参数，综合应用燃料预处理、提高烧结混合料的水分、适当降低烧结混合料的配碳量、提高料层高度、熔剂分加、向烧结矿喷洒CaCl₂溶液等处理步骤，较大地改善了混合料粒度组成、燃料燃烧效率、熔剂矿化、烧结热制度、矿物结晶等，从而达到强化烧结过程，提高烧结矿产、质量的目的，使烧结矿的产质量、低温还原粉化性能有较大提高且燃料消耗下降。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims

1.一种高品位钒钛铁精矿的烧结方法，包括依次进行的燃料预处理、配料、加水混合、造球、点火烧结、喷洒CaCl₂溶液、高炉冶炼，其特征在于，以质量百分比计，预处理后的燃料中的焦粉粒度不大于3mm且粒度小于0.5mm的焦粉占20～29%，将包含高品位钒钛铁精矿的含铁原料、燃料和熔剂进行配料，配料时生石灰采用两次配加方法且第二次配加的比例为25～75%，加水混合后的混合料中的水分为7.3～7.6%且混合料中的配碳量为4.6～4.75%，点火烧结时的料层高度为660～740mm，喷洒的CaCl₂溶液的质量浓度为1～3%。

2.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，预处理后的燃料中粒度小于0.5mm的焦粉为21%、23%、26%或28%。

3.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，配料时生石灰第二次配加的比例为30%、40%、50%或70%。

4.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，加水混合后的混合料中的水分为7.35%、7.4%、7.5%或7.55%。

5.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，加水混合后的混合料中的配碳量为4.61%、4.65%、4.7%或4.73%。

6.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，点火烧结时的料层高度为665mm、705mm、720mm或735mm。

7.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，喷洒的CaCl2溶液的质量浓度为1.2%、1.5%、2.0%或2.8%。

8.根据权利要求1所述的高品位钒钛铁精矿的烧结方法，其特征在于，将预处理后的燃料与25～42%攀精矿，5～20%高品位钒钛铁精矿，4～10%澳矿，21～26%国高粉；1.8～3.8%中加粉，2～4%瓦斯灰，3.88～5.91%石灰石，8.14～8.5%生石灰进行配料。