CN104263911B

CN104263911B - 钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法

Info

Publication number: CN104263911B
Application number: CN201410510931.6A
Authority: CN
Inventors: 闵荣辉; 鄢刚; 徐瑜; 麦吉昌; 周平; 毛晓斌
Original assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Current assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-09-28
Also published as: CN104263911A

Abstract

本申请提供了一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，先将原料依次进行碎料、配料、混料和制粒，得到球状混合料；所述原料包括含铁原料、熔剂和燃料，所述含铁原料包括45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉、5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉、10wt％～20wt％的普通铁精矿粉、10wt％～15wt％的普通铁矿粉和10wt％～15wt％的烧结废料；所述球状混合料中，粒径≥3mm的原料颗粒的质量分数＞85％；再将所述球状混合料依次进行布料、点火烧结和破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿。本申请在高钒钛比下配加高磷鲕状赤铁矿，强化制粒效果，烧结后得到了产、质量好的烧结矿。高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结中成功运用，节约了成本。

Description

钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法

技术领域

本申请涉及烧结矿技术领域，尤其涉及一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法。

背景技术

烧结矿是目前高炉冶炼钢铁的主要原料，其中，钒钛磁铁矿烧结矿是以钒钛磁铁矿为铁矿原料，在燃料和熔剂等作用下，在烧结装置上经过烧结作业，将矿粉颗粒黏结成块所得到的烧结矿。

参见图1，图1为钒钛磁铁矿烧结矿的现有烧结工艺生产流程图。现有烧结工艺中的配料和混料主要包括：首先将原料进行碎料，所述原料包括钒钛磁铁矿、燃料和熔剂等；然后将破碎后的原料进行配料，也就是将原料按一定比例混合在一起；再进行混料，形成理化性能比较稳定的混合料；最后将所述混合料进行制粒，也就是利用熔剂等的粘接力，使铁矿和燃料等物料形成具有一定强度的小球。在配料和混料之后，现有烧结工艺将球状混合料进行烧结作业。所述烧结作业是整个生产工艺中的中心环节，主要包括布料和点火烧结，形成理化性能稳定、具有一定机械强度的饼状物质，经破碎，得到具有一定粒级的颗粒，即烧结矿。所述烧结矿依次经过冷却和筛分后，即可送入高炉，从而根据高炉冶炼的要求和工艺进行后续生产。

在烧结原料中，含铁原料如钒钛磁铁矿、普通赤铁矿等是主要成分。随着矿产资源大量开发和利用，矿石日益贫乏，面对铁精矿需求剧增及我国铁矿资源贫、细、杂之现实，综合开发利用各种铁矿石已是必然趋势。在我国云南等地，拥有丰富的储量巨大的高磷鲕状赤铁矿资源，其含铁品位一般为40％～45％，主要特点为：含P0.8％～1.1％，TFe43％～48％，含SiO₂12％～15％，烧损为8％～9％，属于高烧损、低品质矿石。高磷鲕状赤铁矿既具有赤铁矿特征，又具有褐铁矿的高烧损特点，如何利用其进行烧结矿的生产、降低生产成本，有待进行技术摸索。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，本申请提供的制备方法在高钒钛精粉比的条件下，配加高磷鲕状赤铁矿粉，使烧结矿产量和质量达到稳定提高，且节约成本。

本申请提供一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，包括以下步骤：

1)将原料依次进行碎料、配料、混料和制粒，得到球状混合料；所述原料包括含铁原料、熔剂和燃料，所述含铁原料包括：

45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉；

5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉；

10wt％～20wt％的普通铁精矿粉；

10wt％～15wt％的普通铁矿粉；

10wt％～15wt％的烧结废料；

所述球状混合料中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％；

2)将所述球状混合料依次进行布料、点火烧结和破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿。

优选的，所述步骤1)中配料包括预配料和均化配料。

优选的，所述步骤1)中均化配料的均化层数在350层以上。

优选的，所述步骤1)中熔剂为生石灰和白云石粉；燃料为焦粉。

优选的，所述步骤1)中制粒采用温度＞70℃的热水进行。

优选的，所述步骤1)中制粒时，加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿。

优选的，所述步骤2)中布料之前，采用蒸汽预热球状混合料至50℃。

优选的，所述步骤2)中布料时，料层的厚度为680mm～730mm。

优选的，所述步骤2)中布料时，料层的含水量为7.5wt％～8.5wt％，配碳量为5wt％～6wt％。

优选的，所述步骤2)中点火烧结时，烧结台车的运行速度为2.0m/min～2.35m/min。

与现有技术相比，本申请提供的钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法在45wt％～55wt％钒钛精粉比的条件下，配加5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉，在配料和混料后，强化特定的制粒效果，最后经烧结作业，生产得到了产质量较高的烧结矿，能够符合高炉生产需求。并且，由于高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结中的成功运用，使高磷鲕状赤铁矿资源得到了有效利用，显著节约了普通矿粉的采购成本，产生了可观的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为钒钛磁铁矿烧结矿的现有烧结工艺生产流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，包括以下步骤：

45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉；

5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉；

10wt％～20wt％的普通铁精矿粉；

10wt％～15wt％的普通铁矿粉；

10wt％～15wt％的烧结废料；

本申请提供的钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法在高钒钛比条件下，配加高烧损的高磷鲕状赤铁矿，对生产控制进行优化，取得了不错的烧结矿生产效果，经济效益较高。

本申请实施例以含铁原料、熔剂和燃料等为原料，依次进行碎料、配料、混料和制粒，得到球状混合料。

在本申请中，所述原料包括含铁原料、熔剂和燃料；所述含铁原料包括钒钛磁铁精矿粉、高磷鲕状赤铁矿粉、普通铁精矿粉、普通铁矿粉和烧结废料。本申请实施例将所述原料回厂及装仓，备用。其中，所述含铁原料包括45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉，优选包括48wt％～54wt％的钒钛磁铁精矿粉。所述钒钛磁铁精矿粉简称钒钛精粉，是由钒钛磁铁矿选矿后破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本申请对所述钒钛磁铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钒钛磁铁矿即可，可由市场购买获得，所述钒钛磁铁矿的铁品位优选为50％～60％，更优选为54％～56％。

所述含铁原料包括5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉，优选包括5wt％～7wt％的高磷鲕状赤铁矿粉。所述高磷鲕状赤铁矿粉由高磷鲕状赤铁矿经破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本申请对所述高磷鲕状赤铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高磷鲕状赤铁矿即可。

固定钒钛矿配比为55wt％，计算碱度为2.4，本申请研究了两种现有返矿粉破碎前，粉矿粉种类和比例的变化对烧结矿产质量的影响，影响结果参见表1，表1为破碎前粉矿配比替换关系对烧结矿产质量的影响。其中，现有返矿粉1为西藏昌达矿粉，现有返矿粉为大理水洗矿粉。表1中，在高钒钛比下，日常高磷鲕状赤铁矿配比为5wt％～10wt％，控制烧结矿碱度为2.4±0.2倍。

表1破碎前粉矿配比替换关系对烧结矿产质量的影响

所述含铁原料包括10wt％～20wt％的普通铁精矿粉，优选包括12wt％～18wt％的普通铁精矿粉。所述普通铁精矿粉简称普精粉，是由普通铁矿选矿后破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本发明对所述普通铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的普通铁矿即可，可由市场购买获得，所述普通铁矿的铁品位优选为50％～60％，更优选为54％～56％。

所述含铁原料包括10wt％～15wt％的普通铁矿粉，优选包括12wt％～18wt％的普通铁矿粉。所述普通铁矿粉简称为普矿粉，是由普通铁矿经破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。在本申请中，所述普矿粉与普精粉的矿石可以相同，也可以不同。在本申请的实施例中，所述普矿粉可包括5wt％的碱性普矿粉和5wt％的其他高品位普矿粉。

所述含铁原料包括10wt％～15wt％的烧结废料，优选包括12wt％～13wt％的烧结废料。在本申请中，所述烧结废料包括除尘污泥、重除灰、烧结机尾灰和钢渣等。本申请对各废料的比例和来源等没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的烧结废料(或者回收物料)即可。

本申请实施例将上述含铁原料形成混匀矿来使用，用量为0.9吨混匀矿粉/吨(烧结矿)。除了所述含铁原料，所述原料包括燃料。在本申请中，所述燃料优选为焦粉和无烟煤中的至少一种，其粒度可在5mm以下。在本发明的一个实施例中，所述燃料为焦粉。本申请对所述燃料的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的燃料即可，可由市场购买获得，如无烟煤的主要成分可为：13wt％的SiO₂、0.92wt％的CaO、0.8wt％的MgO、2.8wt％的Al₂O₃、1.2wt％的S，Ig(烧损)为86。在本申请中，所述燃料的单耗优选为52kg/t(烧结矿)～64kg/t(烧结矿)，更优选为53kg/t(烧结矿)。通过工艺优化，本申请烧结矿使用燃料单耗下降，能保证烧结矿产量与质量稳定。

在本申请中，所述原料包括熔剂，优选包括粉末状熔剂，其粒度可在5mm以下。在本申请中，所述熔剂的用量优选为160kg/t(烧结矿)～180kg/t(烧结矿)，更优选为170kg/t(烧结矿)。所述熔剂优选为生石灰和白云石；当所述熔剂为生石灰和白云石时，所述生石灰和白云石的质量比优选为(9.5wt％～11wt％):(3wt％～3.5wt％)；用量分别为135kg/t(烧结矿)、35kg/t(烧结矿)。本申请对所述熔剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的熔剂即可，可由市场购买获得。

本申请将上述原料进行碎料，所述碎料为本领域技术人员熟知的技术手段。作为优选，所述碎料后，粒径大于0且小于3mm的原料颗粒的质量分数≥78％，更优选≥80％。

对上述原料进行破碎后，本申请实施例将得到的原料颗粒依次进行配料和混料，也就是将原料颗粒按一定比例混合在一起，形成理化性能较为稳定的混合料。

在本申请中，所述配料优选包括预配料和均化配料，强化混粉均化，确保烧结原料的稳定，从而利于烧结矿的质量稳定。具体的，本申请实施例在一次料场将回收物料和部分小堆子、小品种物料进行预配料，然后在二次料场进行均化配料，进一步形成混匀矿堆。所述均化配料的均化层数优选在350层以上，生产成更加均化的混匀矿粉。

完成配料后，本申请实施例进行混料，所述混料为一次混料，包括加水润湿和混匀，使烧结料成分均匀，水分合适，利于后续工序。所述混料为本领域技术人员熟知的技术手段，本申请没有特殊限制，时间优选为50s。

一次混料结束后，本申请实施例进行制粒，也可称为二次混料或造球，得到球状混合料，改善烧结料层的透气性等。所述制粒为本领域技术人员熟知的技术手段，本申请优选以返矿为核心，利用熔剂的作用，如生石灰消化后的粘接力，将铁矿石和燃料粘糊在所述返矿四周，形成具有一定强度的小球，即球状混合料。所述球状混合料中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％，本申请强化制粒效果，利于后续工序。

本申请制粒时，优选加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿。本申请优化返矿粒级，不但进行了回收利用，而且使粒度更均匀，提高制粒效果。在本申请中，所述制粒的时间优选不少于3min。

在本申请的一个实施例中，熔剂包括生石灰；本申请优选采用温度＞70℃的热水进行制粒，有力地提高了生石灰的消化效果。并且，所述温度＞70℃的热水可利用湿式除尘器污水池产生的热水提供。另外，本申请实施例还可采用山东潍坊天晟新型生石灰消化器来提高生石灰的消化。

在本申请中，高磷鲕状赤铁矿按配比经过一次、二次配料均化，生成混匀矿粉，强化混粉均化，从而确保烧结原料的稳定。另外，本申请优选实施消化器改造，并采用热水消化，提高生石灰的消化能力，调整一混、二混的工艺参数，从而强化制粒效果。

得到球状混合料后，本申请实施例将其依次进行布料和点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿。

布料之前，本申请优选采用蒸汽预热，提高球状混合料的温度至50℃，在后续烧结作业时利于改善料层中的过湿层。

本申请实施例将得到的球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，完成布料工序，所述布料为本领域技术人员熟知的技术手段。在本申请布料时，料层的厚度优选为680mm～730mm，更优选为720mm。所述料层的形状优选为梯形；含水量优选为7.5wt％～8.5wt％；配碳量优选为5wt％～6wt％。本申请优选采取梯形布料，实施厚料层、低水、低碳烧结，生产效果较佳。

布料结束后，本申请实施例对混合料进行点火烧结。在本申请中，通过煤气燃烧提供热量，将表层混合料中的燃料着火燃烧，使混合料在点火炉中高温烟气和燃料燃烧的作用下进行烧结，形成理化性能稳定、具有一定机械强度的饼状物质。在本申请中，将点火烧结后的饼状物质再破碎成具有一定粒级的颗粒，即为烧结矿。

在本申请点火烧结时，关于点火的工艺条件，所述点火的温度优选为1130℃～1170℃，更优选为1140℃～1160℃，最优选为1150℃。所述点火的时间优选为40秒～180秒，更优选为100秒～150秒。所述点火的负压优选为4kPa～20kPa，更优选为12kPa～18kPa。所述点火的深度优选为10mm～20mm，更优选为12mm～18mm，最优选为14mm～16mm。

在本申请点火烧结时，烧结台车的运行速度优选为2.0m/min～2.35m/min，更优选为2.0m/min～2.1m/min。采用这样的慢机速，利于取得较好的生产效果。

得到钒钛磁铁矿烧结矿后，控制烧结矿碱度为2.4±0.2倍，本申请按照YB/T-006-91《我国优质铁烧结矿的技术指标》的标准对所述烧结矿进行检测。检测结果表明，本申请提供的方法成功实现了钒钛磁铁矿的烧结，生产出了合格的符合炼铁使用要求的烧结矿。所述烧结矿经过冷却，将其温度降低到一定温度以下，再将烧结矿按粒级进行分类和筛选，即可送入高炉，根据高炉冶炼的要求和工艺进行后续生产。

本申请在45wt％～55wt％钒钛精粉比的条件下，配加5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉，在配料和混料后，强化特定的制粒效果，最后经烧结作业，生产得到了产质量较高的烧结矿，能够符合高炉生产需求。

并且，由于高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结中的成功运用，克服了高磷矿配入对生产冶炼的不利影响，使高磷鲕状赤铁矿资源得到了有效利用，显著节约了普通矿粉的采购成本，产生了可观的经济效益。

比如，使用高磷鲕状赤铁矿粉(铁品位为42.5％)，如禄丰矿粉163541.67吨，其矿粉价为440.25元/吨，矿粉吨度价：440.25/(42.5％*100)＝10.36元；普矿粉(铁品位为50.3％)如弯丘普粉最低价格为677.58元/吨，矿粉吨度价：677.58/(50.3％*100)＝13.47元；则禄丰矿粉品位价差为：42.5*(13.47-10.36)＝132元/吨；那么使用禄丰矿粉可节约年采购成本：163541.67*132＝2161.6万元。

为了进一步说明本申请，下面结合实施例对本申请提供的钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本申请保护范围的限定。

以下实施例中，所用原料的主要成分和性能参见表2，表2为本发明实施例所用原料的主要成分和性能。

表2本发明实施例所用原料的主要成分和性能

实施例1

将55wt％铁品位为50％～60％的钒钛精粉、5wt％高磷鲕状赤铁矿粉、20wt％铁品位为50％～60％的普精粉、5wt％碱性普矿粉、5wt％其他高品位普矿粉和10wt％烧结废料组成矿粉，矿粉消耗为0.9吨/吨烧结矿；

并将所述矿粉与用量为135kg/吨(烧结矿)的生石灰、用量为35kg/吨(烧结矿)的白云石粉、消耗为53kg/吨(烧结矿)的焦粉组成的原料进行碎料，碎料后，粒径大于0小于等于3mm的原料颗粒的质量分数为78％。

将碎料得到的原料颗粒进行配料，即在一次料场将回收物料和部分小堆子、小品种物料进行预配料，然后在二次料场进行均化配料，进一步形成混匀矿堆，所述均化配料的均化层数在350层以上。

经过烧结配料后，将所有物料进行一次混料，包括加水润湿和混匀，时间为50s。

一次混料结束后，将一次混匀后的物料进行二次混匀制粒：采用温度＞70℃的湿式除尘器污水池产生的热水及山东潍坊天晟新型生石灰消化器，对生石灰进行消化；加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿，以返矿为核心，利用生石灰消化后的粘接力，将铁矿石和焦粉粘糊在所述返矿四周，至少3min后，形成具有一定强度的小球，即球状混合料，其中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％。

得到球状混合料后，采用蒸汽预热至50℃，将所述球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，料层厚度为720mm；然后对混合料进行点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿，所述烧结矿的月产量为202282t。其中，点火的温度为1150℃，时间为2min，负压为15.2kPa，废气温度为155℃；烧结台车的机速为2.1m/min，烧结配有两台功率为4400kW的风机，实际抽风量为12000m³/min/台。

得到钒钛磁铁矿烧结矿后，按照上文所述的方法对其进行检测。结果参见表3，表3为本申请实施例1和2制备烧结矿的生产结果。

表3本申请实施例1和2制备烧结矿的生产结果

结果表明，在高钒钛比的情况下，本申请提供的方法实现了高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结配加的成功运用，生产出了合格的符合高炉生产需求的烧结矿，能显著节约成本。

实施例2

将45wt％铁品位为50％～60％的钒钛精粉、10wt％高磷鲕状赤铁矿粉、20wt％铁品位为50％～60％的普精粉、5wt％碱性普矿粉、5wt％其他高品位普矿粉和15wt％烧结废料组成矿粉，矿粉消耗为0.9吨/吨烧结矿；

得到球状混合料后，采用蒸汽预热至50℃，将所述球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，料层厚度为680mm；然后对混合料进行点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿，所述烧结矿的月产量为211986t。其中，点火的温度为1150℃，时间为2.2min，负压为15.5kPa，废气温度为150℃；烧结台车的机速为2.35m/min，烧结配有两台功率为4400kW的风机，实际抽风量为12000m³/min/台。

得到钒钛磁铁矿烧结矿后，按照上文所述的方法对其进行检测，结果参见表3。结果表明，在高钒钛比的情况下，本申请提供的方法实现了高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结配加的成功运用，生产出了合格的符合高炉生产需求的烧结矿，能显著节约成本。

由以上实施例可知，本申请提供的钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法在45wt％～55wt％钒钛精粉比的条件下，配加5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉，在配料和混料后，强化特定的制粒效果，最后经烧结作业，生产得到了产质量较高的烧结矿，能够符合高炉生产需求。并且，由于高磷鲕状赤铁矿在钒钛烧结中的成功运用，使高磷鲕状赤铁矿资源得到了有效利用，显著节约了普通矿粉的采购成本，产生了可观的经济效益。

Claims

1.一种钒钛磁铁矿烧结矿的制备方法，包括以下步骤：

45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉；

5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉；

10wt％～20wt％的普通铁精矿粉；

10wt％～15wt％的普通铁矿粉；

10wt％～15wt％的烧结废料；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中配料包括预配料和均化配料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中均化配料的均化层数在350层以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中熔剂为生石灰和白云石粉；燃料为焦粉。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制粒采用温度＞70℃的热水进行。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制粒时，加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中布料之前，采用蒸汽预热球状混合料至50℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中布料时，料层的厚度为680mm～730mm。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中布料时，料层的含水量为7.5wt％～8.5wt％，配碳量为5wt％～6wt％。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中点火烧结时，烧结台车的运行速度为2.0m/min～2.35m/min。