一种提质钒钛精矿的烧结方法与流程

1.本发明涉及冶金烧结技术领域，尤其涉及一种提质钒钛精矿的烧结方法。

背景技术：

2.目前，在烧结高钛型钒钛磁铁矿时，由于钒钛磁铁矿含铁品位低，导致高炉入炉品位和利用系数较低，为了确保高炉入炉烧结矿质量，需要购买进口铁矿石、高品位普通粉矿和高品质炼焦煤等，但由于外购高品质原燃料物流成本高，致使生铁制造成本也较高。同时，由于高炉长期进行低品位冶炼，需要消耗更多的燃料，从而导致炼铁工序能耗大，流程节能减排压力困难。为此，现有技术中提出了以高品质钒钛矿为原料的第三代冶金技术，通过优化和改进选矿工艺，不断提高自产钒钛精矿tfe品位，降低外购成本，实现高品位钒钛磁铁矿选-冶联合绿制造技术。但由于钒钛精矿中铁钛紧密共生的特性，虽然经过选矿工艺后，钒钛精矿铁含量得到一定程度提高(53％提高至55％)，但钛含量也在铁精矿中进行了富集(12.40％提高至12.60％)，且矿石种脉石矿物降低，导致tio2占造渣组分(tio2+sio2+cao+mgo+al2o3)的比例由51.05％上升至57.16％。因此，现有技术中存在对提质钒钛精矿的烧结方法改进的需求。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种提质钒钛精矿的烧结方法，通过该方法能够降低烧结工艺成本，提升烧结矿品位，提高高钛型钒钛烧结矿矿物结晶程度，提高烧结矿成品率和转鼓强度。
4.基于上述目的，本发明的实施例提供了提质钒钛精矿的烧结方法，该方法包括以下步骤：
5.按质量百分比，称取提质钒钛精矿40～50％、进口矿粉0～10％、国内高粉15～30％、国内中粉0～10％、熔剂5～12％，燃料3～5％，称取上述总料量的25％～35％的返矿，对熔剂进行消化处理；
6.将提质钒钛精矿和国内高粉加入混料机中进行混合，形成第一混合料，然后将进口矿粉、国内中粉、燃料、返矿和消化处理后的熔剂加入到第一混合料中，通过混料机二次混合以获得第二混合料，将第二混合料加入到制粒机中制粒以获得烧结料；
7.将烧结料装入烧结杯中进行点火、抽风烧结以获得烧结饼，其中，在点火5min后从烧结杯的料面开始均匀的喷吹天然气。
8.在一些实施方式中，喷吹天然气时的气体流量为0.3％～0.7％，喷吹时间为3～7min。
9.在一些实施方式中，当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高然后再下降50℃后，烧结结束，获得烧结饼。
10.在一些实施方式中，点火的点火温度为950℃～1100℃，点火时间为2.5～3.0min，点火负压为6.0～8.0kpa。
11.在一些实施方式中，抽风的抽风负压为13.0～6.0kpa，抽风流量为5～15m3/min，垂直烧结速度为15.0mm/min～20mm/min。
12.在一些实施方式中，烧结杯的高度为800mm，烧结杯底部铺粒度为10mm～16mm的底料，底料的厚度为20～30mm，烧结料的厚度为650mm～750mm。
13.在一些实施方式中，熔剂为生石灰和活性灰，将生石灰和活性灰溶于水，消化处理时间为10min。
14.在一些实施方式中，国内高分的水分控制在5～7％。
15.在一些实施方式中，两次混合的时间均为3～5min。
16.在一些实施方式中，制粒的时间为3～5min。
17.本发明至少具有以下有益技术效果：
18.一是用提质钒钛精矿替代现有钒钛矿后，当设定烧结矿品位不变时，能够大幅度降低进口矿和国内高粉的配比，此种配矿将显著降低烧结工艺成本；二是用提质钒钛精矿替代现有钒钛矿后，保持基本物料结构不变的条件下，能够进一步提高烧结矿品位，从而达到提高高炉入炉品位，降低燃料消耗的目的，能够有效降低炼铁系统工艺成本和促进炼铁流程节能减排；三是在烧结料面喷吹一定量天然气，能够显著增加烧结燃烧层宽度，提高高钛型钒钛烧结矿矿物结晶程度，提高烧结矿成品率和转鼓强度；四是喷入天然气后能够明显的减少烧结燃料配比，起到碳减排的目的，具有显著的环保意义。
附图说明
19.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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
20.图1为本发明提供的提质钒钛精矿的烧结方法实施例的示意图；
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
22.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.如图1所示为本发明提供的提质钒钛精矿的烧结方法实施例的示意图，该方法包括以下步骤：
25.s1、按质量百分比，称取提质钒钛精矿40～50％、进口矿粉0～10％、国内高粉15～
30％、国内中粉0～10％、熔剂5～12％，燃料3～5％，称取上述总料量的25％～35％的返矿，对熔剂进行消化处理；
26.s2、将提质钒钛精矿和国内高粉加入混料机中进行混合，形成第一混合料，然后将进口矿粉、国内中粉、燃料、返矿和消化处理后的熔剂加入到第一混合料中，通过混料机二次混合以获得第二混合料，将第二混合料加入到制粒机中制粒以获得烧结料；
27.s3、将烧结料装入烧结杯中进行点火、抽风烧结以获得烧结饼，其中，在点火5min后从烧结杯的料面开始均匀的喷吹天然气。
28.进一步地，s1中的熔剂为生石灰、活性灰，消化原则按照熔剂中含有的有效cao进行，消化时间10min，消化完成后留待备用。国内高粉严格控制水分在5～7％。
29.进一步地，s2中对将提质钒钛精矿和国内高粉加入混料机中进行混合，此过程不加水，此步骤的主要目的和优势在于：尽量将粒度较细的提质钒钛精矿形成的自成球核状态打散，同时让提质钒钛精矿与国内高粉混匀，混合时间3～5min，保证这两种粒度组成较差的主要原料的充分接触和混匀，以形成第一混合料。
30.进一步地，然后将进口矿粉、国内中粉、燃料、返矿和消化处理后的熔剂加入到第一混合料中，通过混料机二次混合以获得第二混合料，混合时间3～5min，将第二混合料加入到制粒机中制粒，制粒时间为3～5min，形成以国内中粉、进口矿粉、燃料和大颗粒返矿为制粒核心，外层则以消化后的熔剂、提质钒钛精矿、国内高粉、细粒级返矿为吸附层的双层结构，这样更有利于高配比的提质钒钛精矿和国内高粉具有较好的粒度组成，提高料层透气性和传热速度。
31.进一步地，s3中将烧结料装入烧结杯，在一些实施例中，烧结杯直径为300mm，高度为800mm，烧结杯铺底料粒度为10mm～16mm，铺底料厚度为20～30mm，料层厚度为650mm-750mm。
32.进一步地，对烧结杯中的混合料进行点火抽风烧结，点火温度950℃～1100℃，点火时间2.5～3.0min，点火负压为6.0～8.0kpa，烧结抽风负压为13.0～6.0kpa，抽风流量5～15m3/min，垂直烧结速度为15.0mm/min～20mm/min范围内，当点火完成后5min开始从烧结杯料面开始均匀的喷吹天然气，在一些实施例中，使用灌装天然气，气体流量0.3％～0.7％，喷吹时间为3～7min。
33.进一步地，当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高然后再下降50℃后，将烧结过程结束，再将烧结饼倒出并进行粗破(破碎机的间距50mm)，同时进行3次落下处理(落下高度2m)后，按＞40mm、40-25mm、25-16mm、16-10mm、10-5mm、《5mm进行筛分，计算》5mm所占比例，按标准要求进行检测转鼓强度、成品率等性能检测。
34.下面根据具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式，本发明的实施例基于烧结配比和喷吹方式给出不同方案，其中，具体配料方案见表4、表5和表6，对所用原料的主要物化指标进行检测，结果见表1、表2和表3。
35.表1烧结所用原料的化学成分，％
[0036][0037]
表2不同品位钒钛精矿粒度组成，％
[0038]
物料》0.250.25
‑‑
0.150.15
‑‑
0.100.10
‑‑
0.074《0.074未提质钒钛精矿1.0925.4016.044.2551.82提质钒钛精矿0.723.275.858.6181.55
[0039]
表3其它烧结原料粒度组成，％
[0040]
物料》88
‑‑
55
‑‑
33
‑‑
1《1dcp mm进口矿15.8213.517.5435.4613.584.146国内中粉7.9820.2828.1837.203.364.109国内高粉1.543.054.9658.3722.781.852焦粉09.4519.152.2113.742.491石灰石0020.4865.8811.642.195活性灰00.218.1838.4253.191.375
[0041]
从上述表中可以看出，虽然提质钒钛精矿tfe含量显著升高，但其所含tio2含量也随之升高，从12.41％提高至12.66％，提高了0.25个百分点，其它脉石矿物sio2、cao、mgo和al2o3等明显下降，同时其小于0.074mm粒级明显增多，从51.82％逐渐增加至81.55％，粒度越来越细。
[0042]
表4烧结原料的配比情况(烧结矿品位tfe50.50％)
[0043][0044]
表5烧结原料的配比情况(品位升高)
[0045][0046]
表6烧结喷吹实验方案
[0047]
批次对比例实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7喷吹流量/％00.30.50.70.50.5喷吹时间/min033357
[0048]
接下来，按照表4、表5和表6中示出的方案情况，将未提质钒钛精矿、提质钒钛精矿、进口矿粉、国内高粉、国内中粉、活性灰、生石灰、焦粉、返矿等各种物料按照本发明的方
法进行处理。
[0049]
根据本发明的操作办法，对比例和实施例烧结的具体情况如下：
[0050]
对比例
[0051]
未提质钒钛精矿配加48.5％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比1.5％，返矿配比30％，活性灰配比4.6％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.2％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％。
[0052]
结果表明，烧结矿转鼓强度70.40％，烧结矿成品率77.40％，利用系数0.820t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.40％，cao含量11.11％，sio2含量5.51％，tio2含量6.72％，烧结碱度cao/sio2＝2.02倍。
[0053]
实施例1
[0054]
提质钒钛精矿配加47.2％，进口矿粉配比0％，国内高粉配比29.5％，国内中粉配比5.7％，返矿配比30％，活性灰配比4.8％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.3％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％。
[0055]
结果表明，烧结矿转鼓强度64.33％，烧结矿成品率72.65％，利用系数0.737t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.46％，cao含量11.19％，sio2含量5.56％，tio2含量6.54％，烧结碱度cao/sio2＝2.01倍。
[0056]
从实施例1的结果来看，在保持烧结矿品位(50.50％)基本不变的条件下，当提质钒钛精矿完全替代未提质钒钛精矿后，虽然可以替换掉全部的进口矿，但剩余的含铁物料烧结性能都较差，故导致烧结矿指标显著降低，特别是转鼓强度和成品率下降明显，因此需要开展相应的优化实验，提高烧结矿的经济技术指标。
[0057]
实施例2
[0058]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％。
[0059]
结果表明，烧结矿转鼓强度71.00％，烧结矿成品率78.97％，利用系数1.015t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.63％，cao含量11.06％，sio2含量5.47％，tio2含量6.40％，烧结碱度cao/sio2＝2.02倍。
[0060]
实施例3
[0061]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％，天然气喷吹流量0.3％，喷吹时间3min。
[0062]
结果表明，烧结矿转鼓强度71.38％，烧结矿成品率79.45％，利用系数1.007t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.58％，cao含量11.14％，sio2含量5.52％，tio2含量6.45％，烧结碱度cao/sio2＝2.02倍。
[0063]
实施例4
[0064]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％，天然气喷吹流量0.5％，喷吹时间3min。
[0065]
结果表明，烧结矿转鼓强度71.79％，烧结矿成品率79.91％，利用系数1.012t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.65％，cao含量11.10％，sio2含量5.55％，tio2含量6.37％，烧结碱度cao/sio2＝2.00倍。
[0066]
实施例5
[0067]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％，天然气喷吹流量0.7％，喷吹时间3min。
[0068]
结果表明，烧结矿转鼓强度71.91％，烧结矿成品率80.15％，利用系数1.002t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.66％，cao含量11.15％，sio2含量5.50％，tio2含量6.51％，烧结碱度cao/sio2＝2.03倍。
[0069]
从实施例3、4、5可以看出，在喷吹时间相同的条件下，随着喷吹天然气流量增加，钒钛烧结转鼓强度和成品率逐渐提高，但当喷吹量增加到0.7％时，增长趋势逐渐降低，故适宜的喷吹流量在0.5％左右。在此条件下，又开展了提高喷吹时间的优化实验，结果如下：
[0070]
实施例6
[0071]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％，天然气喷吹流量0.5％，喷吹时间5min。
[0072]
结果表明，烧结矿转鼓强度71.88％，烧结矿成品率80.07％，利用系数1.009t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.52％，cao含量11.16％，sio2含量5.54％，tio2含量6.45％，烧结碱度cao/sio2＝2.01倍。
[0073]
实施例7
[0074]
提质钒钛精矿配加45.6％，进口矿粉配比5％，国内高粉配比27.7％，国内中粉配比4.3％，返矿配比30％，活性灰配比4.5％，生石灰配比5％，焦粉配比4.5％，其它二次资源(钢渣、瓦斯灰、除尘灰等)配比3.4％，活性灰和生石灰消化用水比例为2:1，烧结混合料水分为8.0
±
0.2％，天然气喷吹流量0.5％，喷吹时间7min。
[0075]
结果表明，烧结矿转鼓强度72.05％，烧结矿成品率80.33％，利用系数1.007t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.50％，cao含量11.13％，sio2含量5.51％，tio2含量6.52％，烧结碱度cao/sio2＝2.02倍。
[0076]
因此，从上述对比例与实施例结果来看，采用本发明专利，通过二次混匀、优化烧结过程和料面喷吹天然气，能够使提质钒钛精矿烧结所得烧结矿取得较好的技术指标，满足钒钛矿高炉冶炼要求，且实施例2-7烧结矿各项技术指标明显优于对比例，具有明显改善钒钛烧结矿质量的效果。
[0077]
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本
发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
[0078]
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
[0079]
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0080]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：

1.一种提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，包括：按质量百分比，称取提质钒钛精矿40～50％、进口矿粉0～10％、国内高粉15～30％、国内中粉0～10％、熔剂5～12％，燃料3～5％，称取上述总料量的25％～35％的返矿，对所述熔剂进行消化处理；将所述提质钒钛精矿和所述国内高粉加入混料机中进行混合，形成第一混合料，然后将所述进口矿粉、所述国内中粉、所述燃料、所述返矿和消化处理后的所述熔剂加入到所述第一混合料中，通过所述混料机二次混合以获得第二混合料，将所述第二混合料加入到制粒机中制粒以获得烧结料；将所述烧结料装入烧结杯中进行点火、抽风烧结以获得烧结饼，其中，在点火5min后从所述烧结杯的料面开始均匀的喷吹天然气。2.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，喷吹所述天然气时的气体流量为0.3％～0.7％，喷吹时间为3～7min。3.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，当所述烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高然后再下降50℃后，烧结结束，获得所述烧结饼。4.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述点火的点火温度为950℃～1100℃，点火时间为2.5～3.0min，点火负压为6.0～8.0kpa。5.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述抽风的抽风负压为13.0～6.0kpa，抽风流量为5～15m3/min，垂直烧结速度为15.0mm/min～20mm/min。6.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述烧结杯的高度为800mm，所述烧结杯底部铺粒度为10mm～16mm的底料，所述底料的厚度为20～30mm，所述烧结料的厚度为650mm～750mm。7.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述熔剂为生石灰和活性灰，将所述生石灰和所述活性灰溶于水，消化处理时间为10min。8.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述国内高分的水分控制在5～7％。9.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，两次混合的时间均为3～5min。10.根据权利要求1所述的提质钒钛精矿的烧结方法，其特征在于，所述制粒的时间为3～5min。

技术总结

本发明公开了一种提质钒钛精矿的烧结方法，包括：按质量百分比，称取提质钒钛精矿40～50％、进口矿粉0～10％、国内高粉15～30％、国内中粉0～10％、熔剂5～12％，燃料3～5％，称取上述总料量的25％～35％的返矿，对熔剂进行消化处理；将提质钒钛精矿和国内高粉加入混料机中进行混合，形成第一混合料，然后将剩余原料加入到第一混合料中，通过混料机二次混合以获得第二混合料，将第二混合料加入到制粒机中制粒以获得烧结料；将烧结料装入烧结杯中进行点火、抽风烧结以获得烧结饼，其中，在点火5min后从烧结杯的料面开始均匀的喷吹天然气。通过该方法能够降低烧结工艺成本，提升烧结矿品位，提高高钛型钒钛烧结矿矿物结晶程度，提高烧结矿成品率和转鼓强度。矿成品率和转鼓强度。矿成品率和转鼓强度。