CN111944993B - 提高钛精矿烧结成品率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钛冶金领域，具体涉及提高钛精矿烧结成品率的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种提高钛精矿烧结成品率的方法，包括以下步骤：a、称取焦粉、粘结剂和润磨后的钛精矿，然后将粘结剂、钛精矿和部分焦粉加水混合并制粒，得到烧结混合料；b、在烧结设备底部均匀铺上铺底料，然后均匀铺上烧结混合料，在烧结混合料面上打孔，并将剩余焦粉撒在烧结混合料表面，然后点火烧结即可。本发明方法能够提高烧结过程料面透气性，提高钛精矿烧结成品率。

Description

提高钛精矿烧结成品率的方法
技术领域
本发明属于钛冶金领域，具体涉及提高钛精矿烧结成品率的方法。
背景技术
钛精矿是生产高钛渣的主要原料，目前主要以电炉冶炼为主。近年来，为了提高钛精矿的钛品位，钛精矿粒度越来越细，在电炉冶炼时受电弧的影响，钛精矿损失严重，攀钢钛冶炼厂每年因此损失1～2％钛精矿原料，高钛渣生产成本提高，产品竞争力降低。另外钛精矿含硫量非常高，电炉冶炼无法有效进行脱硫，也影响了产品的品质。开发一种减少钛精矿损失，同时兼顾脱硫效果的钛精矿冶炼新工艺具有重要的意义。
烧结是将粉矿通过一定的方法人工造块的工艺，具有处理量大、损耗小、脱硫能力强等优点，这些优点正是钛精矿需要的。将钛精矿烧结造块后进行电炉冶炼将很好地解决这个问题，钛精矿的损失率得到了降低。然而实验研究表明，钛精矿通过烧结工艺造块，存在烧结成品率低，烧结矿质量差的问题，实验中发现，由于浮选剂(疏水因子)的作用，钛精矿烧结制粒效果差，烧结过程料层透气性差；钛精矿烧结过程的粘接相为铁橄榄石(2FeO·SiO2)或钛榴石(Ca3(Fe,Ti)2[(Si,Ti)O4]3，属于烧结中硅酸铁(FeO-SiO2)体系，该体系中的液相生成条件要求较高的温度和还原性气氛，即需要较多的燃料，而燃料配比过高不利于制粒。
发明内容
本发明提供了一种提高钛精矿烧结成品率的方法。该方法包括以下步骤：
a、称取焦粉、粘结剂和润磨后的钛精矿，然后将粘结剂、钛精矿和部分焦粉加水混合并制粒，得到烧结混合料；
b、在烧结设备底部均匀铺上铺底料，然后均匀铺上烧结混合料，在烧结混合料面上打孔，并将剩余焦粉撒在烧结混合料表面，然后点火烧结即可。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，所述粘结剂为膨润土或水玻璃中的至少一种。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，所述润磨时间为30～90min。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，钛精矿与焦粉的质量比为8.5～9.5:1。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，钛精矿与粘结剂的质量比为40～50:1。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，所述部分焦粉占总焦粉重量的70～90％。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，控制烧结混合料中粒度＞1mm占比为70～80％。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤a中，控制烧结混合料含水率为7.5～8.0％。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤b中，控制烧结混合料的厚度为500～600mm。
其中，上述提高钛精矿烧结成品率的方法步骤b中，所述孔的深度为80～100mm，直径为3～5mm。
本发明方法先通过磨矿将钛精矿表面的浮选药剂破坏，改善钛精矿表面的疏水性质，再使用燃料分加的方式保证充足热量的同时不恶化烧结制粒效果，再结合料面打孔的方式，提高烧结过程料面透气性，提高钛精矿烧结成品率效果显著。本发明方法不带入其他有害元素，方法简单，效果显著。
具体实施方式
本发明提高钛精矿烧结成品率的方法，包括以下步骤：
1)将原料钛精矿润磨30～90分钟；
2)将钛精矿、粘结剂与焦粉加水混匀；其中焦粉加入量占加入焦粉总重量的70～90％；
3)加入水利用烧结混料机制成粒度＞1mm占70～80％、水分在7.5～8.0％的烧结混合料；
4)在烧结杯底铺好铺底料后，步骤(3)所得烧结混合料均匀铺于铺底料之上，控制混合料厚度为500～600mm，在烧结料面上均匀打深度80～100mm直径3～5mm的小孔，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上；
5)点火烧结。
本发明方法中，由于前期选矿会加入浮选药剂，浮选药剂一般都是疏水药剂，影响钛精矿制粒。本发明采用润磨方式对钛精矿表面残留的浮选药剂通过物理手段进行破坏，一般只要将原精矿平均粒度变细，就能破坏部分精矿表面的浮选药剂。优选润磨时间为30～90分钟。
本发明方法中，由于燃料粒度较粗且不亲水，在制粒过程中不能充当核心制粒粒子，也不易裹附在制粒粒子周围，因此燃料对混合料制粒不利。本发明方法采用燃料分加方式，可以减少混合料制粒期燃料添加比例，对制粒有利，且在后端铺料后添加剩余燃料，可以增加点火后烧结的热量，有利于提高点火温度，对烧结过程有利。所以优选先加入70～90％焦粉，烧结时再加入剩余焦粉。
本发明方法中，如果混合料粒度＞1mm比例越大，混合料料层越疏松，烧结过程透气性越好，烧结速率越高，但若烧结速度过快，会造成烧结过程中矿物烧结保温时间不足，晶粒形核时间过短，从而恶化烧结矿质量，从实验结果看，当烧结混合料＞1mm比例在70％～80％范围内，既能够保证烧结效率又能够不恶化烧结矿质量。所以优选控制烧结混合料中＞1mm比例为70％～80％。本领域技术人员可根据该比例要求范围，合理地控制粘结剂的添加量、水的添加量、制粒时间等影响粒径大小的因素，总之只需要控制烧结混合料中＞1mm的部分占比为70％～80％即可。
本发明方法中，如果混合料粒度水分＜7.5％，一是不利于混合料制粒，不易将混合料粒度＞1mm的比例控制在70％以上，二是会影响烧结速度，不利于提高烧结效率；混合料水分＞8.5％，一是混合料易粘接成块，造成混合料粒度不均匀粒度且混合料＞1mm比例过高，影响烧结矿质量，二是混合料水分过高，烧结过程中过湿层过厚，可能造成烧结过程中断。从实验结果看，当烧结混合料水分控制在7.5～8.0％范围内，既能够保证更容易得到混合料＞1mm的比例在70％～80％的范围内，又能保证烧结矿的效率和质量，所以优选控制烧结混合料水分在7.5～8.0％范围。
本发明方法中，铺底料是烧结工艺中的常规物料，主要是粒度5～10mm的成品烧结矿。当本发明第一次操作时，采用现有常规工艺制备的烧结矿即可；当本发明第二次操作时，可采用现有常规工艺制备的烧结矿，也可采用本发明工艺制备得到的烧结矿。
在下文中，将对本发明示例实施的一种钛精矿烧结提高成品率的生产方法进行说明。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。
表1钛精矿成分％
TiO<sub>2</sub> FeO Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> S
48.32 35.60 2.14 0.888 5.31 2.66 0.973 0.16
表2膨润土成分％
Figure BDA0002677787520000031
表3焦粉成分％
成分 V<sub>daf</sub> A<sub>d</sub> S<sub>td</sub> C<sub>固</sub>
焦粉 12.77 1.12 0.62 81
表4钛精矿烧结配料情况％
钛精矿 膨润土 焦粉
88 2 10
下面结合具体示例详细说明本发明，主要说明磨矿时间、燃料加入方式以及铺料方式对钛精矿烧结成品率的影响，所有示例都在同一个烧结杯上进行，烧结过程的其他参数都相同。
钛精矿烧结成品率：成品钛精矿烧结粒度＞5mm所占的比例，该值越大，钛精矿烧结在电炉进行冶炼时损失越小。
实施例1
将钛精矿原料在磨矿设备中进行60min的磨制后按表4的物料结构进行混料，采用燃料分加的方式，混合料中焦粉添加8.4％，并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，控制得到混合料＞1mm以上比例为74.54％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，在料面上均匀打深度90mm、直径5mm的小孔若干个，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
实施例1结果如下：钛精矿烧结成品率为55.62％，钛精矿烧结的转鼓指数检测为54.51％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为167min。
实施例2
将钛精矿原料在磨矿设备中进行30min的磨制后按表4的物料结构进行混料，采用燃料分加的方式，混合料中焦粉添加8.4％，并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，控制得到混合料＞1mm以上比例为71.31％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，在料面上均匀打深度90mm、直径5mm的小孔若干个，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
实施例2结果如下：钛精矿烧结成品率为50.56％，钛精矿烧结的转鼓指数检测为50.72％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为151min。
实施例3
将钛精矿原料在磨矿设备中进行90min的磨制后按表4的物料结构进行混料，采用燃料分加的方式，混合料中焦粉添加8.4％，并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，控制得到混合料＞1mm以上比例为76.44％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，在料面上均匀打深度90mm、直径5mm的小孔若干个，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
实施例3结果如下：钛精矿烧结成品率为58.67％，钛精矿烧结的转鼓指数检测为55.53％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为188min。
对比例1
将钛精矿原料在磨矿设备中进行60min的磨制后按表4的物料结构进行混料并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，控制得到混合料+1mm以上比例为72.33％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，在料面上均匀打深度90mm、直径5mm的小孔若干个，将全部焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
对比例1结果如下：钛精矿烧结成品率为47.36％，钛精矿烧结的转鼓指数为46.53％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为175min。
对比例2
将钛精矿原料在磨矿设备中进行60min的磨制后按表4的物料结构进行混料，采用燃料分加的方式，混合料中焦粉添加8.4％，并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，控制得到混合料+1mm以上比例为74.21％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
对比例2结果如下：钛精矿烧结成品率为55.45％，钛精矿烧结的转鼓指数为56.43％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为205min。
对比例3
将钛精矿原料按表4的物料结构进行混料，采用燃料分加的方式，混合料中焦粉添加8.4％，并加水混合，烧结混合料水分按7.8％控制，得到混合料+1mm以上比例为61.37％。将铺底料铺好后，将混合料均匀布与烧结杯上，料层厚度500mm，在料面上均匀打深度90mm、直径5mm小孔若干个，将剩余的焦粉均匀撒在烧结料面上，点火烧结。
对比例3结果如下：钛精矿烧结成品率为40.85％，钛精矿烧结的转鼓指数为46.53％，钛精矿烧结总时间(磨矿、制粒及烧结总时间)为217min。

Claims (8)

1.提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、称取焦粉、粘结剂和润磨后的钛精矿，然后将粘结剂、钛精矿和部分焦粉加水混合并制粒，得到烧结混合料，控制烧结混合料中粒度＞1mm占比为70～80%，控制烧结混合料含水率为7.5～8.0%；
b、在烧结设备底部均匀铺上铺底料，然后均匀铺上烧结混合料，在烧结混合料面上打孔，并将剩余焦粉撒在烧结混合料表面，然后点火烧结即可。
2.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤a中，所述粘结剂为膨润土或水玻璃中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤a中，所述润磨时间为30～90min。
4.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤a中，钛精矿与焦粉的质量比为8.5～9.5:1。
5.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤a中，钛精矿与粘结剂的质量比为40～50:1。
6.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤a中，所述部分焦粉占总焦粉重量的70～90%。
7.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤b中，控制烧结混合料的厚度为500～600mm。
8.根据权利要求1所述的提高钛精矿烧结成品率的方法，其特征在于：步骤b中，所述孔的深度为80～100mm，直径为3～5mm。
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