CN110129557B - 一种钒钛海砂矿含碳球团及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种钒钛海砂矿含碳球团，按重量分数计包括：22％～28％的烟煤、4％～7％的瘦煤、0％～62.5％的普通钒钛矿和10％～67.5％的钒钛海砂矿，钒钛海砂矿含碳球团为热压含碳球团；抗压强度在3000N以上，并且实现了海砂矿的高配入量，显著提高海砂矿的利用率。还提供一种钒钛海砂矿制备方法，包括：S1、对钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤依次进行烘干和磨样处理，按照上述钒钛海砂矿含碳球团的组分配比，均匀混合钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤，获得混合物料；S2、加热混合物料至热压温度，然后进行压制，获得热压块；S3、对热压块进行热处理，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。工艺简单且成本低。

Description

一种钒钛海砂矿含碳球团及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种钒钛海砂矿含碳球团及其制备方法。
背景技术
钒钛海砂矿是一种在海滨地带由河流、波浪、潮汐和海流作用而形成的次生富集砂铁矿，其主要有用矿物组分为钒、钛、铁等，通过选矿后，可获得含钒钛的铁精矿。钒钛海砂矿是目前世界上公认的难选、难冶炼的铁矿资源。钒钛海砂矿颗粒形状规则、表面光滑致密、粒度较粗、硬度和熔点也较高，与其他铁矿石相比，球磨性能和造球性能较差。钒钛海砂矿含有少量的钛铁晶石(2FeO·TiO2)和钛铁矿(FeO·TiO2)，主要以细粒状嵌布在磁铁矿中，铁钛紧密共生，通过物理方法无法使钛铁分离。
传统的钒钛海砂矿冶炼方法主要有高炉法和非高炉法。高炉法是将钒钛海砂矿配入普通铁矿石烧结后进入高炉冶炼，在冶炼过程中钒大部分被选择性还原进入铁水，而钛则进入炉渣；高炉法的缺点是海砂配入量低、高炉温度过高引起TiO2还原从而加大冶炼难度、炉渣中钛无有效回收手段等。非高炉法是将钒钛海砂矿造球、焙烧后，进行预还原，再加入电炉冶炼，生成含钒铁水和炉渣的冶炼方法，缺点有钛回收率低、冶炼流程复杂且成本高等。目前，在国外，仅新西兰北海岸的钒钛海砂矿通过重选获得含钒钛的铁精矿后，采用回转窑预还原-电炉法得到小规模利用。在国内，钒钛海砂矿仅作为高炉冶炼过程中含铁原料的补充和搭配使用，配入量不超过10％。
含碳球团是一种新型碳铁炉料，热压含碳球团是含碳球团的一种，是一种利用煤的粘结性将煤粉和含铁粉料黏结成块的新型优质炼铁原料，避免了粘结剂的使用。
在高炉应用中，热压含碳球团有以下优点：含碳球团内碳的气化和铁氧化物的还原反应同时进行并相互促进，产生偶合效应，加速高炉内含铁炉料的还原；热压球团内新还原出来的铁颗粒与细小碳颗粒充分接触，使渗碳加速进行，软熔滴落低温区间与烧结矿相比将明显降低，出铁的温度也可相应降低，因此，高炉冶炼过程可在较低的温度水平进行，称为“低温炼铁”。在非高炉炼铁过程中，热压含碳球团同样有出色的表现，在传热条件得到保证的前提下，热压含碳球团可以实现快速还原。热压含碳球团甚至能在氧化性氛围中还原，为通过燃烧还原反应器内的高温煤气或还原过程中产生的可燃气体供给还原所需热能创造了条件。综上，热压含碳球团具有优异的冶金性能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种钒钛海砂矿含碳球团，抗压强度在3000N以上，具有优异的冶金性能，并且实现了海砂矿的高配入量，显著提高海砂矿的利用率。还提供一种钒钛海砂矿制备方法，工艺简单且成本低。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种钒钛海砂矿含碳球团，按重量分数计包括下述组分：22％～28％的烟煤、4％～7％的瘦煤、0％～62.5％的普通钒钛矿和10％～67.5％的钒钛海砂矿；钒钛海砂矿含碳球团为热压含碳球团。
优选地，钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目。
优选地，钒钛海砂矿含碳球团按重量分数计包括以下组分：26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿。
一种钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，包括：
步骤S1、对钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤依次进行烘干和磨样处理；然后按照22％～28％的烟煤、4％～7％的瘦煤、0％～62.5％的普通钒钛矿和10％～67.5％的钒钛海砂矿的组分配比，均匀混合钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤，获得混合物料；
步骤S2、加热混合物料至热压温度，然后进行压制，获得热压块；
步骤S3、对热压块进行热处理，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。
作为本发明钒钛海砂矿含碳球团的制备方法的一种改进，步骤S1中，钒钛海砂矿和普通钒钛矿的烘干温度为110～130℃，烘干时间为2～4h；烟煤和瘦煤的烘干温度为85～95℃，烘干时间为2～4h。
作为本发明钒钛海砂矿含碳球团的制备方法的一种改进，步骤S1中，按照26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿的组分配比，均匀混合钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤。
作为本发明钒钛海砂矿含碳球团的制备方法的一种改进，步骤S2中，热压温度为250～350℃。
作为本发明钒钛海砂矿含碳球团的制备方法的一种改进，步骤S3中，热处理温度在500℃以上，热处理时间为4～6h。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、本发明以钒钛海砂矿为原料制备出了抗压强度在3000N以上的热压含碳球团，满足工业上对热压含碳球团抗压强度的要求，为后续的钒钛海砂矿冶炼提供基础。
2、本发明提供的钒钛海砂矿热压含碳球团中海砂矿的配入量最高可达67.5％，显著提高了海砂矿的利用率；并且本发明在实现磨样处理后海砂无需筛分的增量化利用的前提下，海砂矿的配入量还可达40％。
3、本发明通过加入适量的瘦煤，缓解煤粉内部挥发分的析出速率，从而进一步提高钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度。
4、使用粒度＜150目普通钒钛矿和球磨80～100min的海砂矿，依照26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿的组分配比制备热压含碳球团；在细化海砂矿粒度和保证热压含碳球团的抗压强度满足工业需求的基础上，能够实现研磨处理后海砂无需筛分的增量化利用，使钒钛海砂矿热压含碳球团的制备工艺更为简单，且提高了海砂利用率。
附图说明
图1为本发明实施例14中低温还原粉化实验前后以及转鼓后的试样形貌示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
在本发明的具体实施方式中，各化学组成的百分数含量，除特别说明之外，均为重量百分数含量。
本发明提供一种钒钛海砂矿含碳球团，该钒钛海砂矿含碳球团为热压含碳球团，包括下述组分：22％～28％的烟煤、4％～7％的瘦煤、0％～62.5％的普通钒钛矿和10％～67.5％的钒钛海砂矿。优选地，钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目。
向钒钛海砂矿中加入一定比例的普通钒钛矿，能够提高钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度。由于在钒钛海砂矿热压含碳球团的制备过程中，煤粉内部挥发分的析出速率过快会导致热压含碳球团的表面产生裂纹；本发明通过加入适量的瘦煤，缓解煤粉内部挥发分的析出速率，从而进一步提高钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度。降低钒钛海砂矿和普通钒钛矿的粒度能够提高钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度。
优选地，本发明提供的钒钛海砂矿热压含碳球团，包括下述组分：26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿；其中，普通钒钛矿的粒度＜150目，钒钛海砂矿为研磨80～100min的海砂矿。此时，在细化海砂矿粒度和保证热压含碳球团的抗压强度满足工业需求的基础上，能够实现研磨处理后海砂无需筛分的增量化利用，使钒钛海砂矿热压含碳球团的制备工艺更为简单，且提高了海砂利用率。
本发明还提供一种钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在110～130℃下烘干2～4h，将烟煤和瘦煤在85～95℃下烘干2～4h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理；之后，按照上述钒钛海砂矿含碳球团的组分配比，均匀混合钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至250～350℃，然后进行压制，获得热压块。当热压温度在250-350℃时，钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度均达到3000N以上，满足工业上对热压含碳球团抗压强度的要求。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度在500℃以上，热处理时间为4～6h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。步骤S2制得的热压块的强度一般只能达到1000N，无法满足高炉入炉冶炼要求，经热处理可大幅提高其强度。热处理温度大于500℃后，处理后的海砂热压块抗压强度均可达到3000N，并且随着对海砂热压块的热处理时间的延长，海砂热压块的抗压强度先升高后降低，当热处理时间在4-6h范围内时，处理后的海砂热压块抗压强度均可达到3000N，满足工业上对热压含碳球团抗压强度的要求。
综上，本发明以钒钛海砂矿为原料制备出了抗压强度在3000N以上的热压含碳球团，满足工业上对热压含碳球团抗压强度的要求，为后续的钒钛海砂矿冶炼提供基础。本发明提供的钒钛海砂矿热压含碳球团中海砂矿的配入量最高可达67.5％，显著提高了海砂矿的利用率；并且本发明在实现磨样处理后海砂无需筛分的增量化利用的前提下，海砂矿的配入量还可达40％。
实施例所用钒钛海砂矿化学成分见表1，普通钒钛矿为一般用于烧结和球团制备的国产钒钛矿粉，其化学成分见表2。
表1钒钛海砂矿的化学成分/％
TFe FeO Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO SiO<sub>2</sub> MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
57.22 27.80 50.08 1.48 4.07 3.29 3.41 8.00 0.54
表2普通钒钛矿的化学成分/％
TFe FeO CaO SiO<sub>2</sub> MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
61.88 28.08 1.07 3.54 1.50 1.67 5.40 0.37
实施例1
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、60％的普通钒钛矿、25％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3147N。
实施例2
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、60％的普通钒钛矿、25％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至250℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3044N。
实施例3
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、60％的普通钒钛矿、25％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至350℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3324N。
实施例4
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、62.5％的普通钒钛矿、22.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3119N。
实施例5
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合30％的钒钛海砂矿、37.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3131N。
实施例6
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合50％的钒钛海砂矿、17.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3057N。
实施例7
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合67.5％的钒钛海砂矿、0％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3002N。
实施例8
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、57.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3280N。
实施例9
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、57.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为600℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3151N。
实施例10
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、57.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为650℃，热处理时间为4h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3176N。
实施例11
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、57.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为5h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3229N。
实施例12
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后对钒钛海砂矿和普通钒钛矿进行磨样处理，使钒钛海砂矿的粒度＜200目，普通钒钛矿的粒度＜150目；之后，均匀混合10％的钒钛海砂矿、57.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为6h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3162N。
实施例13
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后研磨普通钒钛矿至其粒度＜150目，球磨钒钛海砂矿80min；之后，均匀混合20％的钒钛海砂矿、47.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为6h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3234N。
实施例14
步骤S1、将钒钛海砂矿和普通钒钛矿在120℃下烘干2h，将烟煤和瘦煤在90℃下烘干2h，然后研磨普通钒钛矿至其粒度＜150目，球磨钒钛海砂矿90min；之后，均匀混合40％的钒钛海砂矿、27.5％的普通钒钛矿、27.5％的烟煤和5％的瘦煤，获得混合物料。
步骤S2、加热混合物料至300℃，然后进行压制，获得热压块。
步骤S3、对热压块进行热处理，热处理温度为500℃，热处理时间为6h，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。按GB/T 14201-93检测实施例1中钒钛海砂矿热压含碳球团的抗压强度为3196N。
钒钛海砂矿热压含碳球团的低温还原粉化性能测试
低温还原粉化现象是指高炉炉料在内应力的作用下，在较低温度区间(400-700℃)破碎粉化的现象；如果高炉炉料低温还原粉化性能不佳，将会导致粉化阻塞料柱空隙，使高炉内压差升高，料柱透气性变差，严重时甚至影响高炉煤气流分布及稳定生产。
将实施例14中钒钛海砂矿热压含碳球团干燥后，称取500g试样；对试样进行加热还原，并称取还原后试样的质量mD0；对还原后的试样进行转鼓试验，然后将转鼓试验后的试样用6.30mm、3.15mm和500μm的筛子手工筛分，并记录留在6.30mm(mD1)、3.15mm(mD2)和0.5mm(mD3)各粒级筛上的海砂热压含碳球团质量。计算实施例14中钒钛海砂矿热压含碳球团的还原粉化指数RDI为：大于6.30mm的还原粉化指数为
Figure GDA0002109956680000111
大于3.15mm的还原粉化指数为
Figure GDA0002109956680000112
小于0.5mm的还原粉化指数为
Figure GDA0002109956680000113
低温还原粉化实验前后以及转鼓后的试样如图1所示。可见，还原粉化后的热压含碳球团形状基本保持不变，热压含碳球团在还原过程中没有严重的裂纹，基本无粉化现象。这是由于在反应过程中，温度的升高、热压块中碳氧的消耗以及挥发分的挥发等使得热压含碳球团的孔隙率相较于传统炉料保持了更高的水平；在还原过程中，这种结构可以有效抵消铁氧化物因晶格转变而产生的体积膨胀和应力。
钒钛海砂矿热压含碳球团的还原膨胀性能测试
炼铁原料在还原过程中都会出现体积膨胀，强度相应降低的现象。如果体积膨胀超过一定值，炉内透气性就会变差，对冶炼产生不利。
将实施例14中钒钛海砂矿热压含碳球团干燥后，从1kg试样中随机选取18个无裂纹的热压含碳球团作为一组实验试样；采用水浸法测量该试样组的体积V0＝60.1cm3，然后烘干试样组；对烘干后的试样组加热还原，并采用水浸法测定还原后试样组的体积V1＝57.53cm3。计算实施例14中热压含碳球团还原膨胀指数
Figure GDA0002109956680000121
可见，还原膨胀后的海砂热压含碳球团并未产生膨胀，体积与还原反应前相比反而产生了收缩。这是由于随着温度的升高、海砂热压含碳球团内的挥发分减少、以及碳氧参与反应产生气体排除，使得热压块内部孔隙率优良，为铁氧化物还原时的体积膨胀提供了空间，从而使热压块在反应过程中没有产生膨胀，反而发生了收缩。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种钒钛海砂矿含碳球团，其特征在于，按重量分数计包括下述组分：26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿；所述钒钛海砂矿含碳球团为热压含碳球团。
2.根据权利要求1所述的钒钛海砂矿含碳球团，其特征在于，所述钒钛海砂矿的粒度＜200目，所述普通钒钛矿的粒度＜150目。
3.一种钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1、对钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤依次进行烘干和磨样处理；然后按照26％～28％的烟煤、4％～6％的瘦煤、26％～50％的普通钒钛矿和20％～40％的钒钛海砂矿的组分配比，均匀混合钒钛海砂矿、普通钒钛矿、烟煤和瘦煤，获得混合物料；
步骤S2、加热所述混合物料至热压温度，然后进行压制，获得热压块；
步骤S3、在惰性气氛保护下，对所述热压块进行热处理，获得钒钛海砂矿热压含碳球团。
4.根据权利要求3所述的钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，
钒钛海砂矿和普通钒钛矿的烘干温度为110～130℃，烘干时间为2～4h；
烟煤和瘦煤的烘干温度为85～95℃，烘干时间为2～4h。
5.根据权利要求3所述的钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，热压温度为250～350℃。
6.根据权利要求3所述的钒钛海砂矿含碳球团的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
热处理温度在500℃以上，热处理时间为4～6h。
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