CN103627894B

CN103627894B - 一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法

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Publication number: CN103627894B
Application number: CN201310633714.1A
Authority: CN
Inventors: 蒋大均; 杜斯宏; 何木光; 宋剑; 吴亚明; 张远祥; 陈明华
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: CN103627894A

Abstract

本发明公开了一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，包括：准备原燃料，原燃料包括菱铁矿、铁矿石、熔剂和燃料，加工菱铁矿的原矿，使粒级8mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比10wt%，粒级1mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比20wt%，从而得到所述菱铁矿，铁矿石由钒钛磁铁精矿和另外的铁矿石组成；将原燃料配料，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为1wt%～10wt%，钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt%～60wt%，另外的铁矿石的重量百分比为10wt%～30wt%；然后进行混合、布料，点火和烧结。根据本发明的钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，使用两种劣质矿菱铁矿和钒钛磁铁精矿进行烧结，能够缓解资源短缺、降低原料成本和维持主要技术指标在现有水平。

Description

一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法。

背景技术

目前，菱铁矿(FeCO₃)是自然界中利用价值与利用水平最差的矿石之一。中国的菱铁矿资源十分丰富，已经探明的储量有近20亿吨，另存保有的储量近20亿吨，但是目前基本上仍然处于开发的阶段。由于菱铁矿含有粘土、脉石杂质等原因，自然界的菱铁矿的含铁量只有20%～30%，甚至更低。在纯净的菱铁矿中含有62.01%的FeO和37.99%的CO₂，由于CO₂的含量较高，直接采用破碎-磨矿-选矿的方法很不经济，必须经过焙烧工序脱出CO₂后再进行选矿，但因此增加了选矿的成本。

随着自然界的优质铁矿石资源的枯竭，对菱铁矿的开采、加工和利用越来越受到重视。现有的主要加工方式仍然是以焙烧-选矿为主，焙烧脱出CO₂后，菱铁矿的品位立即上升。虽然可以获得含铁量为60%～70%的高品位精矿，但是，其格比较昂贵，几乎高于同品位的进口矿。

根据自然界的菱铁矿的形成机理与分布矿层的不同，不同矿层的含铁品位是不一样的。目前，人们最为关心的问题是能否将含铁品位为30%左右的菱铁矿不经过选矿阶段而直接入炉冶炼或烧结，其降低冶炼原料成本的效果毋庸置疑，就目前的市场价格而言，价格大约为100-150元/t。因此，直接采用菱铁矿的经济价值非常巨大。

虽然菱铁矿的理论含铁量为48.12%，但是，由于含有的杂质较多，未焙烧的菱铁矿的实际品位通常最多只能够达到将近30%左右，并且其粘结性能较差，造球时不容易成球。另外，在烧结的过程中，由于燃料的消耗升高，CO₂大量逸出，体积收缩严重易形成薄壁大孔的烧结矿结构,在热应力作用下会产生裂纹,导致烧结矿的强度差，这是其烧结性能的共性。

在《菱铁矿的烧结特性》（贾颜忠等，《钢铁研究学报》2011年第12期）一文中，对一种新疆菱铁矿进行了实验室研究，该菱铁矿的品位为42.77%，烧损为22.81%。该实验结果表明：配碳量在4.8%～5.7%时，菱铁矿配加少量的磁铁矿进行烧结可以得到各项性能良好的烧结矿。此外，碱度对烧结矿的质量影响较小，提高碱度并不能很好地改善烧结矿的矿相结构。然而，该文献主要是对菱铁矿进行了实验室试验，并未能进行工业试验或应用，实验室结论与实际生产应用会存在较大的差距。

在《鄯善梧桐沟铁矿深部菱铁矿烧结试验研究》（王梅菊等，《新疆钢铁》，2008年02期）一文中，对一种新疆菱铁矿进行了实验研究。该菱铁矿的品位为41%，烧损为21.96%。在烧结过程中配加一定量的菱铁矿（配比分别为0、5%、10%、15%、20%和25%），其结果表明，随着菱铁矿的配比的增加，垂直烧结速度明显增大，利用系数也有一定幅度的升高，成品率和转鼓指数变化不大，固体燃耗略有增加，但其变化范围不大。

在《威远菱铁矿选矿和烧结性能的研究》（文光远等，《重庆大学学报》，1999年第1期）一文中，在实验室对一种四川威远菱铁矿进行了焙烧、选矿、烧结和冶金性能的研究。该菱铁矿的TFe为38%～42%，烧损为12%。首先，对菱铁矿进行焙烧使TFe>50%，然后，将氧化焙烧矿破碎到粒度＜6mm，再进行烧结杯试验。结果表明，氧化焙烧矿有很好的烧结性能，与重钢的铁矿粉相比，其烧结性能相差无几，甚至更好。在同样的燃料配比（8%）下，随着碱度的提高，烧结矿的成品率和强度提高，当碱度为1.8时，烧结矿的强度有所下降。因为烧结试验使用的是焙烧后的氧化铁矿石，而不是菱铁矿原矿，所以对比性不强。

在《配入菱铁矿和白云石烧结矿的特性研究》（刘宗周，《云南冶金》，1993年第1期）一文中，在实验室研究了一种贵州菱铁矿（TFe35%，烧损29%）配加白云石的烧结性能，而且重点研究了矿物的组成与矿相结构。配加菱铁矿4%～30%和配加白云石8%～18%，均具有良好的冶金性能。烧结矿的碱度在1.62～2.14时为多孔结构，胶结相主要是钙镁铁硅酸盐及其玻璃体，固结形式主要是磁铁矿与铁酸钙连晶。然而，单一菱铁矿的烧结矿冶金性能差，主要的矿物组成是磁铁矿和硅酸盐，随着碱度的增高，硅酸二钙的含量增多，在相变过程中因为体积增大、极易粉碎，所以不适宜进行单一菱铁矿的烧结。

在《贵州赫章菱铁矿直接烧结的工业试验》（肖卫东等，《2005年度全国烧结球团技术交流年会论文集》）一文中，在水钢烧结厂利用贵州赫章菱铁矿直接烧结而进行了工业试验，利用该菱铁矿（TFe39.09%，烧损35.3%，工业试验配比6%）替代另一种TFe为54.85%的铁矿石，结果表明，烧结机台时产量、烧结矿转鼓指数略有下降，机尾筛分、返矿率略有上升，固体燃耗的上升幅度较大，吨矿上升3.2kg/t。试验结果表明，菱铁矿的粒度>8mm的部分不能过多，否则会影响能耗与烧结时间，正常生产时的菱铁矿配比以3%～4%为宜，同时建议对菱铁矿进行焙烧后再用于烧结，然而，菱铁矿的价格必然大幅上涨。

在《王家滩菱铁矿开发利用》（刘宁斌等，《中国工程科学》2005年9月第7卷（增刊））一文中，对云南王家滩菱铁矿的烧结性能进行了实验室与工业试验。该菱铁矿的TFe为30.81%，烧损为30.70%。在菱铁矿的配比为15%～76%时，实验室烧结机试验表明垂直烧结速度、烧结利用系数、烧结矿成品率、烧成率和烧结终点温度等指标随菱铁矿配比的增加而降低，返矿率和烧结抽风负压随菱铁矿配比的增加而增加。

工业试验表明，配加10%的菱铁矿替代品位为53%的铁矿粉品种，与基准期相比，烧结机的利用系数下降0.06t/m²·h（减产率3.55%），固体燃耗上升5.16kg/t，转鼓指数下降0.18%,筛分指数上升0.33%。并且，烧结矿低温还原粉化性能虽然不同程度地下降，但是仍然处在较好的水平上，烧结矿还原性能改善。该试验指出生产中配加10%的王家滩菱铁矿对烧结与高炉并没有产生较大的影响，但是，烧结固体燃耗的上升较大。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，使用该方法既能够将难烧的菱铁矿和钒钛磁铁精矿进行烧结，又可以保证产品质量、避免成本的提高。

根据本发明，一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法包括以下步骤：准备原燃料，所述原燃料包括菱铁矿、铁矿石、熔剂和燃料，其中，加工菱铁矿的原矿，使粒级>8mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<10wt%，粒级<1mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<20wt%，从而得到所述菱铁矿，所述铁矿石由钒钛磁铁精矿和另外的铁矿石组成；将原燃料配料，其中，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为1wt%～10wt%，钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt%～60wt%，另外的铁矿石的重量百分比为10wt%～30wt%；将配料后的原燃料进行二次混合；对料层进行压料20mm～30mm以执行布料步骤，控制料层的厚度>700mm；点火，控制点火温度为950℃～1100℃，点火负压为4000Pa～6000Pa，炉膛负压为-20Pa～0Pa；烧结，将烧结矿的FeO的含量控制在8.0wt%～8.5wt%，并且将TiO₂的含量控制在6wt%～9wt%。

根据本发明的一方面，所述菱铁矿的原矿的品位为20%～30%，SiO₂含量的重量百分比为20wt%～30wt%，烧损为20%～30%。

根据本发明的一方面，所述钒钛磁铁精矿的化学成分按重量百分比计为：TFe 52wt%～55wt%；FeO 29wt%～32wt%；SiO₂ 3wt%～4wt%；CaO1.5wt%～2.0wt%；MgO 2.0wt%～2.5wt%；Al₂O₃ 3.0wt～4.5wt%；V₂O₅0.5wt%～0.6wt%；TiO₂ 13wt%～15wt%；S 0.4wt%～0.6wt%，其中，在所述钒钛磁铁精矿中，粒级小于200的含量占总含量的40%～50%。

根据本发明的一方面，在所述准备原燃料的步骤中，首先将菱铁矿的原矿通过预筛分来筛分出粒级大于8mm的部分，然后用破碎机对筛上物进行破碎处理，从而加工得到所述菱铁矿。

根据本发明的一方面，所述另外的铁矿石可以包括国产高粉、进口矿和国产中粉。

根据本发明的一方面，在所述配料的步骤中，基于原燃料的总重量计，所述菱铁矿的重量百分比为2wt%～5wt%，所述钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt%～55wt%，所述另外的铁矿石的重量百分比为18wt%～30wt%。

根据本发明的一方面，基于原燃料的总重量计，基于原燃料的总重量计，所述熔剂为1wt%～10wt%的石灰石、6wt%～7wt%的生石灰或者1wt%～10wt%的石灰石、4wt%～6wt%的生石灰和1wt%～3wt%的活性灰的混合物；所述燃料为3.0wt%～3.5wt%的焦粉与2.5wt%～3.0wt%的无烟煤混合物、1wt%～6wt%的焦粉和1wt%～8wt%的无烟煤中的一种。

根据本发明的一方面，基于原燃料的总重量计，所述熔剂为3wt%～6wt%的石灰石、4wt%～6wt%的生石灰和2wt%～3wt%的活性灰的混合物，所述燃料为5wt%～6wt%的焦粉或者6wt%～7wt%的无烟煤。

根据本发明的一方面，所述原燃料还包括辅料和返矿，基于原燃料的总重量计，所述辅料为1wt%～4wt%的瓦斯灰和0wt%～2wt%的钢渣，以除返矿外的各种原燃料的总重量计，所述返矿的配比控制在40wt%～65wt%。

根据本发明的一方面，在所述混合的步骤中，在所述混合的步骤中，在二次混合过程中的第一次混合之后和第二次混合之前的中间环节对焦粉、无烟煤和生石灰中的至少一种以总用量的1/3～3/4的比例进行二次分加。

根据本发明的一方面，在所述点火的步骤中，控制点火温度为1050℃～1100℃，点火时间为1分钟～3分钟。

根据本发明的一方面，在所述烧结的步骤中，所述料层的厚度控制在700mm～720mm，负压控制在14500Pa～15800Pa，主管废气的温度控制在110℃～130℃，烧结终点的废气温度控制在300℃～400℃，垂直烧结速度为20mm/min～22mm/min。

因此，根据本发明的钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，使用两种劣质矿菱铁矿和钒钛磁铁精矿进行烧结，从而缓解资源短缺、降低原料成本和保持产品质量的主要技术指标（如烧结机利用系数、转鼓指数、固体能耗等）。

具体实施方式

钒钛磁铁精矿作为世界上难选难烧的特殊矿石（属于劣质矿）之一，即使经过选矿后，其精矿的烧结性能与普通矿相比仍然存在较大差距，其精矿具有制粒性能差、透气性差、料层薄、熔点高液相量少和强度低、返矿率高的缺点。因此，冶金性能差是其主要的特性。

菱铁矿价格便利，但利用价值低，作为劣质矿石其过量使用必然会产生较大的负面影响，恶化技术经济指标。因此，必须经过综合评估，只有在降低原料成本的同时，又能保证烧结的产品的质量等技术指标，使用菱铁矿才具有经济意义。

为此，本发明提供了一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，所述烧结方法包括以下步骤：准备原燃料、配料、混合、布料、点火和烧结。如无特殊说明，全文中出现的含量百分比均指重量百分比。

具体地讲，根据本发明，在准备原燃料的步骤中，原燃料包括菱铁矿、铁矿石、熔剂和燃料。其中，菱铁矿的原矿一般不符合烧结的要求，因此需要对菱铁矿的原矿进行加工。在一般的菱铁矿的原矿中，粒级>10mm的高达50%，粒级>20mm的高达20%，而烧结要求粒度<8mm，最佳的粒度为3-6mm，粒度过大不利于烧结反应的进行，并且菱铁矿中的CO₂具有分解速度慢、燃耗高和分解不彻底的特点，影响矿化反应度与液相生成量。如果使菱铁矿的原矿的粒度符合烧结要求，则必然会提高成本。因此，需要采取合适的加工方法使其既能够满足烧结的要求，又能够降低成本。本申请的发明人经研究发现，在合适的场所（例如原料堆场）对菱铁矿的原矿进行预筛分和破碎处理，即，首先对采购的菱铁矿的原矿（品位为20%～35%，SiO₂的含量为20%～30%，烧损为20%～30%）采用小型振动筛过筛，从而筛分出粒级大于8mm的部分，然后使用破碎机（例如颚式破碎机）对筛上物进行破碎，破碎机的间隙可以为6mm，再将破碎后得到的菱铁矿与筛下物混合，以使粒级>8mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<10wt%，粒级<1mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<20wt%，即可以用于烧结。经过此方法加工的菱铁矿能够满足烧结的要求，并且成本较低。

准备铁矿石，铁矿石由钒钛磁铁精矿和另外的铁矿石组成，其中，钒钛磁铁精矿的化学成分按重量百分比计为：TFe 52wt%～55wt%；FeO29wt%～32wt%；SiO₂ 3wt%～4wt%；CaO 1.5wt%～2.0wt%；MgO2.0wt%～2.5wt%；Al₂O₃ 3.0wt～4.5wt%；V₂O₅ 0.5wt%～0.6wt%；TiO₂13wt%～15wt%；S 0.4wt%～0.6wt%，在钒钛磁铁精矿中，粒级小于200的含量仅占总含量的40%～50%，钒钛磁铁精矿的粒度较大导致其成球性能差，进而影响烧结的透气性，因此，该钒钛磁铁精矿具有低品位、高钛高杂质的特点，是一种难烧的矿石。此外，另外的铁矿石可以为国产高粉、进口矿和国产中粉，其中，进口矿可为TFe50wt%～70wt%的国外普通粉矿，国产高粉可为TFe50wt%～60wt%，国产中粉可为TFe40wt%～50wt%的国内普通粉矿。基于原燃料的总重量计，熔剂可以为1wt%～10wt%的石灰石、6wt%～7wt%的生石灰或者1wt%～10wt%的石灰石、4wt%～6wt%的生石灰和1wt%～3wt%的活性灰的混合物。基于原燃料的总重量计，燃料可为3.0wt%～3.5wt%的焦粉与2.5wt%～3.0wt%的无烟煤混合物、1wt%～6wt%的焦粉和1wt%～8wt%的无烟煤中的一种。优选地，基于原燃料的总重量计，熔剂可以为3wt%～6wt%的石灰石、4wt%～6wt%的生石灰和2wt%～3wt%的活性灰的混合物，燃料可以为5wt%～6wt%的焦粉或者6wt%～7wt%的无烟煤。另外，原燃料还包括辅料和返矿，基于原燃料的总重量计，辅料可以为1wt%～4wt%的瓦斯灰和0wt%～2wt%的钢渣，使用辅料可以节约资源；返矿经过皮带机的转运，装入配料室的贮矿槽，以除返矿外的各种原燃料的总重量计，将返矿的配比控制在40wt%～65wt%，优选地，返矿的配比控制在50wt%～60wt%。

根据本发明，在对原燃料配料的步骤中，其中，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为1wt%～10wt%，钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt%～60wt%，另外的铁矿石的重量百分比为10wt%～30wt%，优选地，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为2wt%～5wt%，钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt%～55wt%，另外的铁矿石的重量百分比为18wt%～30wt%。此外，熔剂、燃料、辅料和返矿的比例如前文所述。另外，在配料时，为了达到烧结的成分要求，并且稳定烧结的性能，在配料室内首先对各种原燃料进行集中配料，可以采用计算机控制进行自动配料。

根据本发明，在混合的步骤中，将配料后的原燃料进行二次混合，以达到强化烧结、加快燃料燃烧和形成高碱度液相包裹层的目的。首先，将完成配料的原燃料经转运皮带运入一次混合机，加水并混合充分（大部分的混合料加水在这里加入），以稳定混合料的成分与粒度；一次混匀后将混合料转入二次混合机进行强化制粒，使粒级>3mm混合料的重量占混合料的总重量的60%～80%，以满足烧结的要求，并且改善料层的透气性，两次混合的时间控制在6分钟～8分钟，并且补充加入少量的水，使混合料的水分控制在6.8wt%～8.0wt%，优选地，由于使用菱铁矿后的疏水性质，将混合料的水分控制在7.2%～7.5%为宜。另外，为强化烧结、消除过湿层，将混合时加入的水的温度控制为80℃～100℃，也可以在一次混合机与二次混合机中通入蒸汽，以使混合料的温度提高至60℃～80℃；为改善制粒的效果，预先将返矿在配料室中用水湿润，并且将生石灰在配消器中消化，对于活性灰则可采用在配料主皮带上设置分料器和由密封罩、合料器、松料器、加水器等组成的消化反应单元的方法，以提高、强化制粒的效果。

此外，例如对于一台360m²的烧结机，可以在一次混合后和二次混合前的中间环节对焦粉、无烟煤和生石灰中的至少一种以总用量的1/3～3/4的比例进行二次分加。可将基于原燃料的总重量计的4wt%～6wt%的焦粉或6wt%～7wt%的无烟煤按总用量的1/3～3/4的比例在一次混合后二次混合前加入混合料中，新添加的燃料外滚在混合颗粒的表面，从而在烧结的过程中提高燃烧的效率和烧结的速度，优选地，二次添加的比例以总用量的1/2～3/4为宜，其余的1/4～1/2在配料室中加入。在一次混合后二次混合前，可将基于原燃料的总重量计的4wt%～6wt%的生石灰按总用量的1/3～3/4的比例加入混合料中，生石灰在设置的专用配消器中加水消化，并且在二次混合机中进一步地消化，转变为Ca(OH)₂胶体物质，外裹在混合料颗粒的表面，形成局部的高碱度的包裹层，以增加液相量，并且液相进入菱铁矿分解后产生的气孔中，从而降低气孔率，提高烧结矿的强度，优选地，生石灰的二次添加的比例控制为总用量的1/3～1/2，其余的1/2～2/3在配料室中加入。

根据本发明，在布料的步骤中，对料层进行压料20mm～30mm，以减轻菱铁矿分解而脱出CO₂后产生的料层收缩，并且将料层的厚度控制在>700mm，优选地，将料层的厚度控制在700mm～720mm。此外，布料目的之一是为了减轻烧结机台车的横向粒度和成分的波动，对此可以采用设置于二次混合机尾部和布料矿槽之上的梭式布料器。另外，位于布料矿槽下的泥辊布料器与多辊布料器能够改善料层的纵向粒度和含碳的分布，混合料从泥辊下到多辊布料器上时，按照从上到下粒度逐步变大、固定碳逐步减少的偏析规律运转，以改善烧结的过程中气体力学与热量分布。特别地，对于360m²烧结机，可以将多辊设置为11辊。

根据本发明，在点火的步骤中，控制点火温度为950℃～1100℃，点火负压为4000Pa～6000Pa，炉膛负压为-20Pa～0Pa。具体地讲，可以采用专用的点火器并使用煤气对混合料进行点火操作，点燃料层表面的固体燃料，同时弥补部分表层矿的热量，其中，点火温度控制在950℃～1100℃，点火时间为1分钟～3分钟，点火负压为4000Pa～6000Pa，炉膛负压为-20Pa～0Pa，从而能够防止火焰的外溢。优选地，为保证表层的菱铁矿的彻底分解，需要适当地提高点火温度，将点火温度控制在1050℃～1100℃。另外，由于菱铁矿烧结后料层收缩，烧结矿变得疏松，强度变差，需要在点火操作前采用平料板配重对料层进行压料，压料的深度为20mm-30mm。

根据本发明，在烧结的步骤中，为提高烧结矿的强度和适当地增加热量，将烧结矿的FeO的含量控制在8.0wt%～8.5wt%，并且通过调整钒钛磁铁精矿与普通矿（不含TiO₂的铁矿石）的配比，将烧结矿TiO₂的含量控制在6wt%～9wt%，以充分发挥菱铁矿的降低TiO₂含量的功能，同时起到调节烧结性能的作用。具体地讲，在点火后，在主风机的抽风作用下，固体燃料燃烧而产生高温，部分的烧结料熔化，进行一系列的物理、化学反应，燃烧高温带逐步下移，上部料层结晶并固结成烧结块，直至燃烧带达到台车的底部，烧结完成。此外，为了改善烧结的透气性，还可以采用松料器、料面打孔机或篦条清扫器等辅助设施。另外，为了适应菱铁矿的烧结要求，推行厚料层、高负压、大风量烧结，以提高产品质量，可以将料层的厚度控制在700mm～720mm，负压控制在14500Pa～15800Pa，单位面积风量控制在110m³/(m²·min)，主管的废气温度控制在110℃～130℃，烧结终点的废气温度控制在300℃～400℃，垂直的烧结速度控制在20mm/min-22mm/min。在烧结的步骤完成后，进行后期的热破碎、冷却和筛分等常规的加工步骤，并且将烧结矿运往高炉冶炼，在此不必赘述。

实施例1：

采用下面的方法对钒钛磁铁精矿配加菱铁矿进行烧结。首先，准备菱铁矿：在原料堆场对采购的菱铁矿的原矿采用小型振动筛过筛，从而筛分出粒级大于8mm的部分，然后使用颚式破碎机对筛上物进行破碎，破碎机的间隙为6mm，再将破碎后得到的菱铁矿与筛下物混合，以使粒级>8mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比为5wt%，粒级<1mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比为10wt%。然后，按照下面的表1示出的成分比例和表2示出的粒度组成准备原燃料。

表1 实施例1的原燃料的主要成分（wt%）

原料名称	TFe	SiO₂	CaO	H₂O	烧损
						钒钛精矿	53.99	3.38	1.11	10.9	-1
菱铁矿	28.52	20.53	4.68	7.5	25.83
						进口矿	61.7	4.24		7.09	5.99
国产高粉	58.27	9.4	2.35	9.09	2.87
						低褐粉	43.4	20.5	1.25	7.1	7.99
国产中粉	45.02	19.21	2.21	6.88	3.56
						瓦斯灰	36.38	7.3	7.02	8.88	20.37
钢渣	23.64	10.52	32.66	6.80
						石灰石	0.88	1.99	52.41	1.98	40.96
生石灰	0.69	2.61	84.87		6.12
						活性灰		1.47	90.55
焦粉	0	8	0.6	10	80
						无烟煤	0	10	0.5	10	82

表2 实施例1的原燃料的粒度组成（wt%）

然后，对准备好的原燃料进行配料，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为3wt%，钒钛磁铁精矿的重量百分比为52wt%，国产高粉、进口矿和国产中粉的重量百分比为25wt%，5wt%的生石灰和2wt%的活性灰的混合物，3.5wt%的焦粉和2.0wt%的无烟煤混合物，3wt%的瓦斯灰和2wt%的钢渣。另外，返矿经过皮带机的转运，装入配料室的贮矿槽，以除返矿外的各种原燃料的总重量计，返矿的配比控制在58wt%。

接下来，将配料后的原燃料进行二次混合。将完成配料的原料经转运皮带运入一次混合机，加水并混合充分，大部分的混合料加水在这里加入；一次混匀后将混合料转入二次混合机进行强化制粒，使粒级>3mm混合料的重量占混合料的总重量的71.5%。将二次混合的时间控制在4.2分钟，并且补充加入少量的水，使混合料的水分控制在7.40%。另外，将混合时加入的水的温度控制为80℃，并且在一次混合机与二次混合机中通入蒸汽以使混合料的温度提高至70℃；为改善制粒的效果，预先将返矿在配料室中用水湿润，并且将生石灰在配消器中消化，对于活性灰则在皮带上消化。此外，在一次混合后和二次混合前对焦粉按其总用量的70%、生石灰按其总用量的30%的比例进行二次分加。可以将焦粉和无烟煤按50%的比例在一次混合后二次混合前加入混合料中；在一次混合后二次混合前，将生石灰按25%的比例加入混合料中，生石灰在设置的专用配消器中加水消化。

然后，采用设置于二次混合机尾部和布料矿槽之上的梭式布料器，以及及矿槽下的泥辊布料器与多辊布料器进行布料，对料层进行压料20mm，并且将料层的厚度控制在720mm，将多辊设置为11辊。

下面，采用专用的点火器并使用煤气对混合料进行点火操作，控制点火温度为1060℃，点火负压为6000Pa，炉膛负压为-5Pa，点火时间为3分钟。另外，需要在点火操作前采用平料板配重对料层进行压料，压料的深度为20mm。

最后，进行烧结的步骤，将烧结矿的FeO的含量控制在8.0wt%，并且通过调整钒钛磁铁精矿与普通矿的配比，将烧结矿TiO₂控制在7.5%。具体地讲，在点火后，在主风机的抽风作用下，固体燃料燃烧而产生高温，部分的烧结料熔化，进行一系列的物理、化学反应，燃烧高温带逐步下移，上部料层结晶并固结成烧结块，直至燃烧带达到台车的底部，烧结完成。此外，采用松料器、料面打孔机和篦条清扫器的辅助设施。另外，为了适应菱铁矿的烧结要求，推行厚料层高负压大风量烧结，将料层的厚度控制在720mm，负压控制在15800Pa，单位面积风量控制在110m³/(m²·min)，将主管的废气温度控制在125℃，烧结终点的废气温度控制在370℃，垂直的烧结速度控制在21.4mm/min。

在该实施例中，采用根据本发明的钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，配加3%菱铁矿后，烧结机利用系数达到1.42t/m²·h，烧结矿转鼓指数达到73.2%，固体燃耗保持45.1kgce/t，与不使用菱铁矿对比，该三项主要技术经济指标基本持平，且生产正常进行，未出现恶化情况。

因此，根据本发明，利用了大自然中存在的难烧的菱铁矿和钒钛磁铁精矿，在不提高烧结的成本的情况下，对钒钛磁铁精配加菱铁矿进行烧结，不仅能够保证产品的质量，还可以降低成本、缓解资源矛盾。

上面虽然结合实施例对本发明做了详细的说明，但是，本发明所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims

1.一种钒钛磁铁精矿配加菱铁矿的烧结方法，其特征在于，所述烧结方法包括以下步骤：

准备原燃料，所述原燃料包括菱铁矿、铁矿石、熔剂和燃料，其中，加工菱铁矿的原矿，使粒级>8mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<10wt％，粒级<1mm的菱铁矿的含量占总菱铁矿的含量的百分比<20wt％，从而得到所述菱铁矿，所述铁矿石由钒钛磁铁精矿和另外的铁矿石组成；

将原燃料配料，其中，基于原燃料的总重量计，菱铁矿的重量百分比为1wt％～10wt％，钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt％～60wt％，另外的铁矿石的重量百分比为10wt％～30wt％；

混合：将配料后的原燃料进行二次混合；

布料：对料层进行压料20mm～30mm，控制料层的厚度>700mm；

点火：控制点火温度为950℃～1100℃，点火负压为4000Pa～6000Pa，炉膛负压为-20Pa～0Pa；

烧结：将烧结矿的FeO的含量控制在8.0wt％～8.5wt％，并且将TiO₂的含量控制在6wt％～9wt％。

2.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述菱铁矿的原矿的品位为20％～30％，SiO₂含量的重量百分比为20wt％～30wt％，烧损为20％～30％。

3.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述钒钛磁铁精矿的化学成分按重量百分比计为：TFe 52wt％～55wt％；FeO 29wt％～32wt％；SiO₂3wt％～4wt％；CaO 1.5wt％～2.0wt％；MgO 2.0wt％～2.5wt％；Al₂O₃3.0wt～4.5wt％；V₂O₅0.5wt％～0.6wt％；TiO₂13wt％～15wt％；S 0.4wt％～0.6wt％，其中，在所述钒钛磁铁精矿中，粒级小于200目的含量占钒钛磁铁精矿总含量的40％～50％。

4.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，在所述准备原燃料的步骤中，首先将菱铁矿的原矿通过预筛分来筛分出粒级大于8mm的部分，然后用破碎机对筛上物进行破碎处理，从而加工得到所述菱铁矿。

5.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，在所述配料的步骤中，基于原燃料的总重量计，所述菱铁矿的重量百分比为2wt％～5wt％，所述钒钛磁铁精矿的重量百分比为50wt％～55wt％，所述另外的铁矿石的重量百分比为18wt％～30wt％。

6.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，基于原燃料的总重量计，所述熔剂为1wt％～10wt％的石灰石、6wt％～7wt％的生石灰或者1wt％～10wt％的石灰石、4wt％～6wt％的生石灰和1wt％～3wt％的活性灰的混合物；所述燃料为3.0wt％～3.5wt％的焦粉与2.5wt％～3.0wt％的无烟煤混合物、1wt％～6wt％的焦粉和1wt％～8wt％的无烟煤中的一种。

7.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述原燃料还包括辅料和返矿，基于原燃料的总重量计，所述辅料为1wt％～4wt％的瓦斯灰和0wt％～2wt％的钢渣，以除返矿外的各种原燃料的总重量计，所述返矿的配比控制在40wt％～65wt％。

8.根据权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，在所述混合的步骤中，在二次混合过程中的第一次混合之后和第二次混合之前的中间环节对焦粉、无烟煤和生石灰中的至少一种以总用量的1/3～3/4的比例进行二次分加。

9.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，在所述点火的步骤中，控制点火温度为1050℃～1100℃，点火时间为1分钟～3分钟。

10.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，在所述烧结的步骤中，所述料层的厚度控制在700mm～720mm，负压控制在14500Pa～15800Pa，主管废气的温度控制在110℃～130℃，烧结终点的废气温度控制在300℃～400℃，垂直烧结速度为20mm/min～22mm/min。