CN103820636A

CN103820636A - 一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法

Info

Publication number: CN103820636A
Application number: CN201410078962.9A
Authority: CN
Inventors: 饶家庭; 张义贤; 林文康; 王敦旭
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: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，以重量百分比计，将97～98％的高钛型钒钛磁铁精矿与2～3％的粘结剂混合并制成粒径为12～16mm的球团，将所述球团在400～600℃温度焙烧得到酸性氧化焙烧球团，再将所述酸性氧化焙烧球团全部或部分代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿，之后进行布料、点火和烧结。采用本发明的方法后能够有效提高高钛型钒钛烧结矿的产量，并且能够降低加工成本，有利于实现增产增效。

Description

一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法

技术领域

本发明属于烧结矿制备技术领域，更具体地讲，涉及一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法。

背景技术

攀钢的烧结原料主要为攀枝花高钛型钒钛磁铁精矿，但由于攀枝花高钛型钒钛磁铁精矿具有TFe含量低（TFe＜55wt％）、粒度粗（≤0.074mm约占52wt％）、低硅（SiO₂约占约3.3wt％）、高钛（TiO₂在12.7wt％）、成球性和吸水性差的特殊性，高熔点物质多，因此不易烧结，且在烧结过程中会生成脆性的钙钛矿（CaO·TiO₂）,低温液相不足，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，其导致烧结矿强度差、成品率低、返矿率高，同时由于料层透气性差且产量也低，严重制约冶炼强度的提高。另外，钒钛磁铁矿的配比越高，烧结难度也越大，导致高钛型烧结矿的产量、质量均显著恶化，通常高钛型钒钛磁铁精矿的烧结成品率在75～78％。

并且，烧结所使用的成品矿铺底料约占烧结矿产量的6～8wt％，因此烧结循环量较多，导致烧结技术指标较差。

因此，需要提供一种能够提高高钛型钒钛磁铁精矿烧结产量的方法。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于解决以上技术问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种能够提高高钛型钒钛烧结矿产量和质量的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，以重量百分比计，将97～98％的高钛型钒钛磁铁精矿与2.0～3.0％的粘结剂混合并制成粒径为12～16mm的球团，将所述球团在400～600℃温度下焙烧得到酸性氧化焙烧球团，再将所述酸性氧化焙烧球团全部或部分代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿，之后进行布料、点火和烧结。

根据本发明的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法的一个实施例，所述粘结剂为膨润土。

根据本发明的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法的一个实施例，先将高钛型钒钛磁铁精矿与粘结剂混合并加水制成混合料，再将所述混合料制成球团，其中，控制所述混合料中的水分含量为7.0～9.0%。

根据本发明的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法的一个实施例，将所述球团静置24～36h后再进行焙烧。

根据本发明的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法的一个实施例，所述作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿的量占成品高钛型钒钛烧结矿产量的2～8％。

根据本发明的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法的一个实施例，将烧结时的烧结碱度上调0.1～0.2以保持烧结碱度与未采用所述酸性氧化焙烧球团代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿时的烧结碱度相等。

采用本发明的方法后能够有效提高高钛型钒钛烧结矿的产量，并且能够降低加工成本，有利于实现增产增效。

具体实施方式

在下文中，将对本发明示例性实施例的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法进行说明。若无特别说明，本说明书中所涉及的百分比含量均为重量百分比。

根据本发明，所述提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法具体包括以下步骤：以重量百分比计，将97～98％的高钛型钒钛磁铁精矿与2.0～3.0％的粘结剂混合并制成粒径为12～16mm的球团，将所述球团在400～600℃温度下焙烧得到酸性氧化焙烧球团，再将所述酸性氧化焙烧球团全部或部分代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿，之后进行布料、点火和烧结。

烧结铺底料通常采用成品烧结矿，主要用于改善烧结原料的透气性。由于烧结工艺所采用的原料矿粉粒度均比较细，例如粒径低于3mm的物料的比例高达80％以上，因此在抽风烧结过程中，下部原料的透气性较差，容易出现烧结速度慢，至烧结机尾部时还未烧透的现象，因此烧结工艺均采用将部分成品烧结矿（如粒度为10～16mm）过筛出来并返回烧结机铺在原料的底部以提高透气性。

本发明主要是根据高钛型钒钛磁铁精矿中200目以下粒度的物料的比例（一般在60～80%）来调节粘结剂的配比并制备得到酸性氧化焙烧球团，之后将所制得的酸性氧化焙烧球团用于部分或全部代替铺底料的成品烧结矿。本发明所述的酸性氧化焙烧球团是指高钛型钒钛磁铁精矿与粘结剂组成的生球团经过一定温度的焙烧得到的球团，也即上述焙烧过的由97～98％的高钛型钒钛磁铁精矿与2.0～3.0％的粘结剂混合制成的球团，其中所使用的粘结剂一般是膨润土，其中SiO₂达60%以上。采用酸性氧化焙烧球团的称谓主要是用来区别配加了碱性熔剂（如生石灰）的球团，该酸性氧化焙烧球团的碱度（CaO/SiO₂值）一般在0.3～0.5。其中，先将高钛型钒钛磁铁精矿与粘结剂混合并加水制成混合料，再将所述混合料制成球团，其中，控制所述混合料中的水分含量为7.0～9.0%。

优选地，将所述球团静置24～36h后再进行焙烧。静置是为了降低球团中的水分含量并提高球团的强度，防止球团中水分含量过大而在焙烧过程中爆裂。

若将高钛型钒钛磁铁精矿作为烧结原料，其烧结固结机理以渣相粘结为主，因此其强度稍差且成品率略低；但若将其作为酸性氧化焙烧球团的原料，其固结机理以晶间固结为主，因此其强度好且成品率高。故本发明将烧结原料中的部分高钛型钒钛磁铁精矿作为酸性氧化焙烧球团的原料，并将该酸性氧化焙烧球团用于替代铺底料中的成品烧结矿，可以降低剩余部分烧结原料中的高钛型钒钛磁铁精矿的比例，提高剩余部分烧结原料的烧结碱度，从而改善烧结性能。

其中，粘结剂用于将高钛型钒钛磁铁精矿进行粘结，在造球盘中将高钛型钒钛磁铁精矿滚动粘结成粒径为12～16mm的未焙烧生球团，这种球团的强度不高，因此需要利用烧结、炼铁厂的废气余热进行焙烧以提高生球团的强度。也即，焙烧的目的是提高球团的强度并完成部分氧化反应，其中，球团的焙烧温度在400℃以上、600℃以下对强度改善更有效，焙烧温度过高则消耗的能量越大，不利于废气再利用和成本降低。球团的直径是参照球团的生产标准和烧结矿底料的粒度要求来设置的，球团的直径过大则强度不够，直径过小则透气性不好。

将焙烧后的球团也即酸性氧化焙烧球团全部或部分替代铺底料后，酸性氧化焙烧球团在烧结过程中利用烧结机上部烧结原料生成的余热在烧结机下部继续完成氧化固结反应，其中，酸性氧化焙烧球团焙烧和烧结焙烧的反应是一样的，主要为铁矿石的氧化反应。作为铺底料的替代物，该酸性氧化焙烧球团经烧结过程中产生的高温余热的再次焙烧，酸性氧化焙烧球团的烧残物就变成了成品球团矿，其随成品烧结矿一起进入下道工序，因此本申请还需保持整个物料的碱度与含铁品位保持不变，以减少对下道工序的影响。

采用该酸性氧化焙烧球团作为部分或全部铺底料的优点主要有三方面：一是可以改善烧结机上部原料的烧结性能，二是利用烧结机上部烧结反应产生的余热完成剩余的氧化反应，三是可以减少了作为返料的成品烧结矿，减少了烧结返料，提高了成品率从而提高了产量。

其中，根据本发明的一个实施例，上述作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿的量占成品高钛型钒钛烧结矿产量的2～8％，可以根据实际工况将上述酸性氧化焙烧球团代替该铺底料的全部或部分。具体地，可以根据烧结抽风负压、料层厚度、酸性氧化焙烧球团的强度以及提高烧结矿产量带来的效益来决定具体的替代量，例如，替代50%以上效益会更好。

此外，本发明所采用的粘结剂主要为膨润土。

为了提高铺底料上部烧结料的烧结速度以及保持总物料的碱度平衡，根据本发明的一个实施例，将烧结时的烧结碱度上调0.1～0.2以保持烧结碱度与未采用所述预热过的球团代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿时的烧结碱度相等。

其中，上调的烧结碱度值应与预热球团的替代比例相对应，例如，预热球团替代50％的成品高钛型钒钛烧结矿作为铺底料，若该球团的碱度为0.4，则该球团占整个烧结原料中的比例为8％（铺底料的比例）×50％=4％，若未上调时的烧结碱度为1.85，则未采用所述预热过的球团代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿时的烧结碱度为（1.85-0.4×4％）÷（1-4％）=1.91，则需将烧结碱度由未上调时的1.85上调0.06至1.91；若预热球团替代100％的成品高钛型钒钛烧结矿作为铺底料，则上调的烧结碱度值为0.13。若烧结碱度上调值过小，将影响烧结矿产量；若烧结碱度上调值过大，将影响后部工序的参数调整，因此需要通过上调代替后的烧结碱度值以确保烧结原料的总烧结碱度不变。具体可以通过调节石灰石的配比等来调节烧结碱度，在此不作赘述。

其中，可以根据烧结含铁原料的烧结基础特性（熔化性、同化性）、脉石种类和数量、矿石结构、粒度、烧结矿的性能，对烧结含铁原料进行适当选择和配比，本发明并不对烧结原料进行具体限制。

下面结合具体示例详细说明本发明。

表1示出了基准例和示例1、2中的烧结原料及其配比。

表1烧结原料的配比情况（wt％）

由表1可见，基准例和示例1、2中的烧结原料具体包括白马钒钛磁铁精矿、国内高品位普通粉矿、低品位普通粉矿以及熔剂（生石灰、石灰石）、燃料（焦粉）、返矿矿粉等。

在上述原料的配比过程中，返矿矿粉和铺底料采取外配法，即按照干粉总重量的25%和成品烧结矿的5.5%额外配加。

在实际生产中，仅将包括高品位钒钛磁铁精矿、高品位普通粉矿和低品位普通粉矿的铁料的总重量百分比固定为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。

白马钒钛磁铁精矿：ω（TFe）55.5～57.0%，ω（SiO₂）>3.0%，ω（FeO）>30%，ω（TiO₂）>10%，ω(粒度<0.074mm)>70%；

国内高品位普通粉矿：ω（TFe）58～62%，ω（SiO₂）6～9%，ω（Al₂O₃）<3%，ω（TiO₂）<0.5%；

低品位普通粉矿：ω（TFe）40～49%，ω（SiO₂）17～25%，ω（Al₂O₃）<6%，ω（TiO₂）<0.5%；

除尘灰：ω（TFe）35～50%，ω（SiO₂）6～8%，ω（Al₂O₃）<4%，ω（TiO₂）<5%；

活性灰：ω（CaO）85～90%；

石灰石：ω（主要成分CaO）50～53%，ω(粒度<3mm)=100%；

焦粉：灰分12～15%，ω(粒度<3mm)=100%；

返矿矿粉：ω（TFe）50%，ω（SiO₂）5.0～5.5%，ω（CaO）10.0～11.0%，ω(粒度<5mm)=100%。

按照表1所示的配比比例，将高品位钒钛磁铁精矿、高品位普通矿粉、低品位普通粉矿、活性灰、石灰石、除尘灰、焦粉、返矿配入混料仓后在混料机中加水进行混合。在混合过程中，控制混合料中的水分为7.4～7.8%，混合时间为5～6min。在将混合好的混合料放入烧结杯之前，将筛分好的10～16mm的成品烧结矿3.0kg（约占成品烧结矿的5.5%）铺在烧结杯底部，然后将混合料装入烧结杯中进行点火抽风烧结。其中，烧结杯的直径为300mm、高度为800mm，烧结杯中铺底料的粒度为10～16mm、厚度为20mm，料层厚度为650～750mm（含铺底料厚度）。

烧结时，点火温度为1100～1150℃，点火时间为2.0～2.5min，点火负压为5.5～6kPa，烧结抽风负压为11.5～12.5kPa，抽风流量为5～15m³/min，可通过调节烧结抽风负压、抽风流量等参数控制混合料的烧结速度。根据本发明的烧结操作过程中：将FeO含量范围控制在7.0～10wt%，垂直烧结速度控制在17～20mm/min，料层厚度控制在650～750mm，烧结温度控制在1250～1300℃。底部烧结废气温度控制为低于700℃，其中，在烧结过程操作，还可以在烧结焦粉配比一定的情况下通过调节料层厚度来控制烧结机底部温度，料层越厚，烧结蓄热保温效果越好，则温度越高。

烧结过程中，当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高（低于700℃）再下降至300℃时，烧结过程结束。将烧结饼倒出并进行初破（破碎机的间距为50mm），再进行3次落下处理（落下高度为2m）后按40～25mm、25～16mm、16～10mm、10～5mm、<5mm分别进行筛分，最后计算粒度大于5mm的烧结矿所占的比例，并且按照国标GB3209标准测量烧结矿转鼓强度。

为了便于对比和了解本发明示例的技术效果，下面具体给出了基准例和示例1、2的烧结实验和结果。

基准例

白马钒钛磁铁精矿配比为64%、国内高品位普通粉矿配比为11%、国内低品位普通粉矿配比为5%、活性灰配比为4.5%、石灰石配比为6.5%、焦粉配比为4.8%、除尘灰配比为4%、返矿矿粉配比为25%。烧结碱度（烧结矿中的CaO/SiO₂比值）控制为1.85±0.05，生石灰消化用水比例为2：1，烧结混合料水分为7.4±0.1%，铺底料量3.0kg，料层高度为700mm，装料量为80kg。

烧结结果表明，烧结废气温度580℃，混合料的烧成量为66kg，粒度大于5mm的烧结矿量为55kg，扣除铺底料的3.0kg，烧结成品率为78.78%，烧结矿转鼓强度75.3%。

示例1

制作酸性氧化焙烧球团：将配比为98%的白马钒钛磁铁精矿、配比为2.0%的膨润土混合并加入水制成混合料，控制混合料中的水分含量为7%。然后在直径1000mm、转速3r/min的圆盘造球机内将混合料造球5min，得到粒度为10～16mm的球团。将该球团在空气中静置24h后放入焙烧炉内，按10℃/min的升温速度从20℃升温至520℃，焙烧50min后取出，自然冷却后待用。

白马钒钛磁铁精矿配比为62.5%、国内高品位普通粉矿配比为11.5%、国内低品位普通粉矿配比为5%、活性灰配比为4.7%、石灰石配比为6.8%、焦粉配比为5.0%、除尘灰配比为4.4%、返矿矿粉配比为25%。烧结碱度（烧结矿中的CaO/SiO₂比值）控制为1.95±0.05，生石灰消化用水比例为2：1，烧结混合料水分为7.4±0.1%，铺底料量为3.0kg，该铺底料包括1.5kg烧结矿和1.5kg的酸性氧化焙烧球团，料层高度为700mm，装料量为80kg。

结果表明，混合料的烧成量为66kg，粒度大于5mm的烧结矿量为56.0kg，扣除铺底料的1.5kg，烧结成品率为81.81%（该成品率包括因碱度上升0.1的效果在内），成品率较基准例提高3.03个百分点；烧结矿转鼓强度为76.0%，转鼓强度较基准例提高0.7个百分点。

示例2

制作酸性氧化焙烧球团：将配比为98%的白马钒钛磁铁精矿、配比为2.0%的膨润土混合并加入水制成混合料，控制混合料中的水分含量为9%。然后在直径1000mm、转速3r/min的圆盘造球机内将混合料造球5min，得到粒度为10～16mm的球团。将该球团在空气中静置24h后放入焙烧炉内，按10℃/min的升温速度从20℃升温至520℃，焙烧50min后取出，自然冷却后待用。

白马钒钛磁铁精矿配比为61%、国内高品位普通粉矿配比为12%、国内低品位普通粉矿配比为5.4%、活性灰配比为5.0%、石灰石配比为7.0%、焦粉配比为5.2%、除尘灰配比为4.4%、返矿矿粉配比为25%。烧结碱度（烧结矿中的CaO/SiO₂比值）控制为2.05±0.05，生石灰消化用水比例为2：1，烧结混合料水分为7.4±0.1%，铺底料量为3.0kg，该铺底料包括3.0kg的酸性氧化焙烧球团，料层高度为700mm，装料量为80kg。

结果表明，混合料的烧成量为66kg，粒度大于5mm的烧结矿量为56.5kg，则烧结成品率为85.60%（该成品率包括因碱度上升0.2的效果在内），成品率较基准例提高6.82个百分点；烧结矿转鼓强度为76.6%，转鼓强度较基准例提高1.3个百分点。

由于示例1、示例2相对于基准例而言，将部分烧结原料中的钒钛磁铁精矿制成酸性氧化焙烧球团，则剩余部分的烧结原料中钒钛磁铁精矿的比例下降，碱度上升，烧结矿的成品率上升、转鼓强度上升，但整个物料的碱度与含铁品位不变。

由于吨烧结矿的加工成本约为80元/t，预计以高钛型钒钛磁铁精矿制作的球团替代作为铺底料的成品烧结矿2个百分点，则可提高2个百分点的烧结矿产量，而360m²烧结机年生产烧结矿约360余万吨，则预计可节约加工成本及增产效益约800余万元/年，同时可改善上部烧结矿的质量。

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

Claims

1.一种提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，以重量百分比计，将97～98％的高钛型钒钛磁铁精矿与2.0～3.0％的粘结剂混合并制成粒径为12～16mm的球团，将所述球团在400～600℃温度下焙烧得到酸性氧化焙烧球团，再将所述酸性氧化焙烧球团全部或部分代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿，之后进行布料、点火和烧结。

2.根据权利要求1所述的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，所述粘结剂为膨润土。

3.根据权利要求1所述的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，先将所述高钛型钒钛磁铁精矿与粘结剂混合并加水制成混合料，再将所述混合料制成球团，其中，控制所述混合料中的水分含量为7.0～9.0%。

4.根据权利要求1或4所述的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，将所述球团静置24～36h后再进行焙烧。

5.根据权利要求1所述的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，所述作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿的量占成品高钛型钒钛烧结矿产量的2～8％。

6.根据权利要求1所述的提高高钛型钒钛烧结矿产量的方法，其特征在于，将烧结时的烧结碱度上调0.1～0.2以保持烧结碱度与未采用所述酸性氧化焙烧球团代替作为铺底料的成品高钛型钒钛烧结矿时的烧结碱度相等。