一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法
【专利摘要】一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，按以下步骤进行：（1）准备含铬型钒钛磁铁精矿、弃渣、铁矿粉、白灰粉、石灰石粉、白云石粉和返矿作为原料，碱度1.9~2.3；（2）加入燃料制成混合料；（3）放入混料机中混合制成球料；（4）在烧结机中布料；（5）进行点火抽风烧结，烧结废气温度开始下降时完成烧结；（6）破碎筛分获得烧结矿。本发明的方法通过弃渣返回烧结矿生产，不仅回收了渣中粒铁、有效金属氧化物，而且充分利用了渣中的SiO2，从而提高烧结矿质量，降低烧结矿成本，达到化害为利、变废为宝、再资源化利用的目的。
【专利说明】一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金【技术领域】，特别涉及一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法。
【背景技术】
[0002]含铬型钒钛磁铁矿含有较高的钒、钛、铬成分，具有极高的综合利用价值；在高炉冶炼-转炉吹钒-钠化提钒时，钠化提钒过程中产生了大量弃渣，这些弃渣的堆放不仅要占用大量土地，而且污染环境，特别是有害、有毒金属对地表和地下水源的污染严重威胁着人的身体健康，同时弃渣中含有铁、钒、钙、镁、锰等有益成分，其中FeO和S12为主要成分，丢弃弃渣也会使有用组分分散，造成资源浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，通过向含铬型钒钛磁铁精矿中配加弃渣烧结，制成适合于冶炼的成品烧结矿，在提高烧结矿性能的同时，利用废弃物料，减少环境污染。
[0004]本发明的含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法按以下步骤进行:
1、准备原料，原料组分按重量百分比为:含铬型钒钛磁铁精矿45~55%，弃渣1~3%，铁矿粉5~15%，白灰粉和石灰石粉4~6%，白云石粉1~3%，返矿20~30% ;白灰粉的用量按全部物料碱度为1.9-2.3加入；所述的弃渣为钠化提钒过程中产生的弃渣，铁品位TFe20.0-40.0%，按重量百分比含 S12 14.0-18.0%，CaO 1.0-5.0%，MgO 1.0-5.0%，Al2O3 1.0-3.0%，T125.0-15.0%，V2O5 0.5-3.5% ；
2、将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4~4.7% ;所述的燃料为焦粉和/或无烟煤；
3、将混合料加水放入混料机中混合，混合料中水的重量含量在2~4%，加水后的全部物料中水的重量含量为7~7.5%，混合完成后获得待烧结料，待烧结料中粒度3~5_小球占全部烧结料总重量的80%以上；
4、将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为20~40mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为650~720mm ；
5、在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1100~1150°C，点火时间为60~120s,点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa ;当烧结废气温度开始下降时完成烧结；
6、当烧结废气温度降至<100°C时，将烧结后的物料取出，破碎筛分出粒度在5~40mm的部分，获得烧结矿。
[0005]上述的含铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为58.0-66.0%，按重量百分比含S121.0-6.0%，CaO 0.4-2.6%，MgO 0.7-3.2%，Al2O3 0.6-1.9%，T12 0.7-3.9%，V2O5 0.1-0.6%，Cr2O3 0.01-0.15%ο
[0006]上述方法中，所述的返矿由含铬型钒钛磁铁精矿、弃渣、铁矿粉、白灰粉、石灰石粉和白云石粉混合制成返矿待烧结料，按重量百分比为弃渣1.4-3.8%，铁矿粉7.1-19%,白灰粉和石灰石粉5.7-7.5%，白云石粉1.85-3.75%，其余为含铬型钒钛磁铁精矿；其中白灰粉的用量按全部返矿待烧结料碱度为1.9-2.3加入；然后将返矿待烧结物料按上述的步骤2-5的方法烧结，烧结完成后冷却，分出粒度在10~16mm的部分作为烧结时的底料，其余破碎至粒度〈5_的部分作为返矿；以后每次烧结完成后，筛分出的〈5_的部分作为下次烧结的返矿。
[0007]上述的铁矿粉的铁品位TFe为45.0-65.0%。
[0008]上述方法的步骤2中，为了控制混合料水分，水分两次加入，第一次加入的水占全部加水总重量的70~80%，然后在混料机中混合均匀，加入剩余的水，继续混合并制粒。
[0009]上述方法获得的烧结矿的铁品位TFe50~60%，按重量百分比含S12 4.0-6.0%，CaO6-18%, MgO 2.5-3.5%，Al2O3 1.9-3.0%，T12 1.5-4.0%，V2O5 0.2-0.4%，Cr2O3 0.001-0.02%。
[0010]上述方法获得的烧结矿的转鼓指数为59~61%，成品率77~80%，低温还原粉化指数RDI+3.15^ 48?51%。
[0011]本发明的方法中，烧结原料以含铬型钒钛磁铁精矿为主，再配加弃渣与其它普通铁矿粉、熔剂、燃料，返矿等进行烧结；钠化提钒弃渣中主要成分为FeO和S12,为避免加入弃渣后烧结矿品位低于50%，并大幅增加石灰消耗量，因此弃渣配入量定为1~3% ；
所述含铬型钒钛磁铁精矿具有低钛高杂质的特点，属于难烧矿石；普通铁矿粉为不含钒钛的铁矿粉，可适当配加较廉价铁矿粉；
由于弃渣中含较多S12，液相生成量大，烧结过程中消耗的热量更多，因此要增加燃料配比才能保证烧结矿产质量不下降；
熔剂用于提高烧结矿碱度，有利于改善钒钛烧结矿的质量，但过高碱度会降低烧结矿品位，烧结矿碱度控制为1.9-2.3 ；
烧结矿中含有一定量的MgO对烧结矿强度与对高炉炉渣流动性的改善都有利，适宜的MgO有利于降低低温还原粉化率，但对冷强度和成品率有一定影响，因此可通过调节白云石用量来调整烧结矿中的MgO含量，同时适应高炉炉渣流动性的需要，在混合料中加入
1.5~4wt%的白云石来控制烧结矿中MgO的含量；
烧结时控制点火温度为1100~1150°C，点火负压为5~8kPa，这样能保证料层烧透，废气温度又不会对主抽风机造成损坏，同时减少热量损失；控制烧结负压为10~16kPa，增加抽力与风量，克服钒钛磁铁精矿料层透气性差，烧结阻力大的缺陷；厚料层条件下降低垂直烧结速度，延长高温保持时间，提高烧结矿强度。
[0012]本发明的方法的优点在于:在烧结生产过程中，原料成本占烧结矿总成本的80%，配加廉价弃渣能大幅度降低烧结矿成本，达到降低生铁成本的目的；含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣进行烧结能提高烧结矿的质量；含铬型钒钛磁铁矿烧结过程中生成了性脆的钙钛矿，铁酸钙低，粘结相少，导致烧结矿强度差、成品率低；而铁矿粉烧结过程是液相大量生成的过程，当烧结矿碱度一定时，增加烧结矿中S12含量，T12含量相应下降，硅酸盐粘结相增加，钙钛矿生成量将随之减少；同时，由于S1^ CaO的结合力大于T1 2同Fe 203的结合力，Si(V#量增加也不利于钙钛矿生成，烧结矿的质量相应改善；因此，弃渣返回烧结矿生产，不仅回收了渣中粒铁、有效金属氧化物，而且充分利用了渣中的S12，从而提高烧结矿质量，降低烧结矿成本，达到化害为利、变废为宝、再资源化利用的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明实施例中制备的烧结矿成分控制范围为:铁品位TFe50~60%，按重量百分比含 S12 4.0-6.0%，CaO 6-18%, Mg02.5-3.5%，Al2O3 1.9-3.0%，T12 1.5-4.0%，V2O5
0.2-0.4%，Cr2O3 0.001-0.02%。
[0015]本发明实施例中转鼓指数和成品率按GB8209-87标准进行测试，低温还原粉化指数按GB/T13242-91标准进行测试。
[0016]本发明实施例中点火是通入天然气和空气点火。
[0017]本发明实施例中的白灰粉、石灰石粉和白云石粉为市购普通工业产品。
[0018]本发明实施例中的焦粉和无烟煤为市购普通工业产品。
[0019]本发明实施例中，先用含铬型钒钛磁铁精矿、弃渣、铁矿粉、白灰粉、石灰石粉和白云石粉混合制成返矿待烧结料，按重量百分比含铬型钒钛磁铁精矿56~78%，弃渣
1.4-3.8%，铁矿粉7.1?19%，白灰粉和石灰石粉5.7-7.5%，白云石粉1.85-3.75% ;其中白灰粉的用量按全部返矿待烧结料碱度为1.9-2.3加入；然后将返矿待烧结物料按上述的步骤2-5的方法烧结，烧结完成后冷却，分出粒度在10~16mm的部分作为烧结时的底料，其余破碎至粒度〈5_的部分作为返矿；以后每次烧结完成后，筛分出的〈5_的部分作为下次烧结的返矿。
[0020]本发明实施例中采用的弃渣为钠化提钒过程中产生的弃渣，铁品位TFe20.0-40.0%，按重量百分比含 S12 14.0-18.0%，CaO 1.0-5.0%，MgO 1.0-5.0%，Al2O3
1.0-3.0%，T12 5.0-15.0%，V2O5 0.5-3.5%。
[0021]本发明实施例中采用的含铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为58.0-66.0%，按重量百分比含 S12 1.0-6.0%，CaO 0.4-2.6%，MgO 0.7-3.2%，Al2O3 0.6-1.9%，T12 0.7-3.9%，V2O5 0.1-0.6%，Cr2O3 0.01-0.15% ;铁矿粉的铁品位 TFe 为 45.0-65.0%。
[0022]本发明实施例中采用的铁矿粉的铁品位TFe为45.0-65.0%。
[0023]本发明实施例中的含铬型钒钛磁铁精矿和铁矿粉的粒度< 0.5mm，并且粒度〈0.074mm的部分不少于70%，弃澄的粒度< 3mm，白灰粉和石灰石的粒度< 3mm，白云石粉的粒度彡0.5mm，燃料的粒度彡3mm，含碳量在86~90%。
[0024]实施例1
准备原料，原料组分按重量百分比为:含铬型钒钛磁铁精矿55%，弃渣1%，铁矿粉15%，白灰粉和石灰石粉4%，白云石粉3%，返矿22% ;白灰粉的用量按全部物料碱度(R=Ca0/Si02)为1.9加入；含铬型钒钛磁铁精矿和铁矿粉的粒度< 0.5mm，并且粒度〈0.074mm的部分不少于70% ;弃渣的粒度彡3mm ;白灰粉和石灰石的粒度彡3mm，白云石粉的粒度彡0.5mm ；
将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4% ;所述的燃料为焦粉和无烟煤；燃料粒度< 3mm，含碳量在90% ；
混合料中水的重量含量在4%，加水后的全部物料中水的重量含量为7%，混合完成后获得待烧结料，待烧结料中粒度3~5mm小球占全部烧结料总重量的80%以上；为了控制混合料水分，水分两次加入，第一次加入的水占全部加水总重量的70~80%，然后在混料机中混合均匀，加入剩余的水，继续混合并制粒；
将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为20mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为650mm ；
在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1100°C，点火时间为120s，点火负压为5000Pa，烧结负压为1000Pa ;当烧结废气温度开始下降时完成烧结；
当烧结废气温度降至< 100°C时，将烧结后的物料取出，破碎筛分出粒度在5~40_的部分，获得烧结矿，转鼓指数为60%，成品率78%，低温还原粉化指数RDI+3.15为48%。
[0025]实施例2
方法同实施例1，不同点在于:
(1)含铬型钒钛磁铁精矿45%，弃渣3%，铁矿粉14%，白灰粉和石灰石粉6%，白云石粉2%，返矿30% ;白灰粉的用量按全部物料碱度(R=CaCVS12)为2.3加入；
(2)将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4.2% ;所述的燃料为焦粉；燃料含碳量在89% ；
(3)混合料中水的重量含量在2%，加水后的全部物料中水的重量含量为7.5% ;水分两次加入，第一次加入的水占全部加水总重量的70~80% ；
(4)将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为25mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为660mm ；
(5)在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1130°C，点火时间为90s，点火负压为6000Pa，烧结负压为12000Pa ；
(6)烧结矿的转鼓指数为61%，成品率77%，低温还原粉化指数1?1+3.15为49%。
[0026]实施例3
方法同实施例1，不同点在于:
(1)含铬型钒钛磁铁精矿55%，弃渣3%，铁矿粉13%，白灰粉和石灰石粉6%，白云石粉3%，返矿20% ;白灰粉的用量按全部物料碱度(R=CaCVS12)为2.2加入；
(2)将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4.4% ;所述的燃料为无烟煤；燃料含碳量在88% ；
(3)混合料中水的重量含量在3.5%，加水后的全部物料中水的重量含量为7.3% ;水分两次加入，第一次加入的水占全部加水总重量的70~80% ；
(4)将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为30mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为680mm;
(5)在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1150°C，点火时间为60s，点火负压为7000Pa，烧结负压为14000Pa ；
(6)烧结矿的转鼓指数为59%，成品率80%，低温还原粉化指数1?1+3.15为50%。
[0027]实施例4
方法同实施例1，不同点在于:
(I)含铬型钒钛磁铁精矿50%，弃渣2%，铁矿粉13%，白灰粉和石灰石粉5%，白云石粉1%，返矿29% ;白灰粉的用量按全部物料碱度(R=CaCVS12)为2.0加入； (2)将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4.5% ;所述的燃料为焦粉和无烟煤；燃料含碳量在87% ；
(3)混合料中水的重量含量在3.5%，加水后的全部物料中水的重量含量为7% ;水分两次加入，第一次加入的水占全部加水总重量的70~80% ；
(4)将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为35mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为700mm;
(5)在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1120°C，点火时间为100s，点火负压为8000Pa，烧结负压为16000Pa ；
(6)烧结矿的转鼓指数为60%，成品率79%，低温还原粉化指数1?1+3.15为51%。
[0028] 实施例5
方法同实施例1，不同点在于:
(1)含铬型钒钛磁铁精矿55%，弃渣3%，铁矿粉5%，白灰粉和石灰石粉5%，白云石粉2%，返矿30% ;白灰粉的用量按全部物料碱度(R=CaCVS12)为2.1加入；
(2)将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4.7% ;所述的燃料为焦粉和无烟煤；燃料含碳量在86% ；
(3)混合料中水的重量含量在3%，加水后的全部物料中水的重量含量为7%；
(4)将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为40mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为720mm;
(5)在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1140°C，点火时间为80s，点火负压为6000Pa，烧结负压为13000Pa ；
(6)烧结矿的转鼓指数为60成品率80%，低温还原粉化指数1?1+3.15为50%。
【权利要求】
1.一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)准备原料，原料组分按重量百分比为:含铬型钒钛磁铁精矿45~55%，弃渣1~3%，铁矿粉5~15%，白灰粉和石灰石粉4~6%，白云石粉1~3%，返矿20~30% ;白灰粉的用量按全部物料碱度为1.9~2.3加入；所述的弃渣为钠化提钒过程中产生的弃渣，铁品位TFe20.0-40.0%，按重量百分比含 S12 14.0-18.0%，CaO 1.0-5.0%，MgO 1.0-5.0%，Al2O31.0-3.0%，T12 5.0-15.0%，V2O5 0.5-3.5% ； (2)将原料和燃料混合均匀制成混合料，燃料为原料总重量的4~4.7% ;所述的燃料为焦粉和/或无烟煤； (3)将混合料加水放入混料机中混合，混合料中水的重量含量在2~4%，加水后的全部物料中水的重量含量为7~7.5%，混合完成后获得待烧结料，待烧结料中粒度3~5_小球占全部烧结料总重量的80%以上； (4)将待烧结料在烧结机中布料，先铺厚度为20~40mm的底料，然后将待烧结料铺在底料上，待烧结料厚度为650~720mm ； (5)在烧结机上进行点火抽风烧结；烧结时点火温度为1100~1150°C，点火时间为60~120s,点火负压为5000~8000Pa，烧结负压为10000~16000Pa ;当烧结废气温度开始下降时完成烧结； (6)当烧结废气温度降至<100°C时，将烧结后的物料取出，破碎筛分出粒度在5~40mm的部分，获得烧结矿。
2.根据权利要求1所述的一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于所述的返矿由含铬型钒钛磁铁精矿、弃渣、铁矿粉、白灰粉、石灰石粉和白云石粉混合制成返矿待烧结料，按重量百分比为弃渣1.4-3.8%，铁矿粉7.1-19%,白灰粉和石灰石粉5.7-7.5%，白云石粉1.85-3.75%，其余为含铬型钒钛磁铁精矿；其中白灰粉的用量按全部返矿待烧结料碱度为1.9-2.3加入；然后将返矿待烧结物料按上述的步骤(2) ~ (5)的方法烧结，烧结完成后冷却，分出粒度在10~16_的部分作为烧结时的底料，其余破碎至粒度〈5_的部分作为返矿；以后每次烧结完成后，筛分出的〈5_的部分作为返矿。
3.根据权利要求1所述的一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于所述的含铬型钒钛磁铁精矿的铁品位TFe为58.0-66.0%，按重量百分比含S121.0-6.0%，CaO 0.4-2.6%，MgO 0.7-3.2%，Al2O3 0.6-1.9%，T12 0.7-3.9%，V2O5 0.1-0.6%，Cr2O3 0.01-0.15%ο
4.根据权利要求1所述的一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于所述的铁矿粉的铁品位TFe为45.0-65.0%。
5.根据权利要求1所述的一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于获得的烧结矿的铁品位TFe50~60%，按重量百分比含S12 4.0-6.0%, CaO 6-18%, MgO2.5-3.5%，Al2O3 1.9-3.0%，T12 1.5-4.0%，V2O5 0.2-0.4%，Cr2O3 0.001-0.02%。
6.根据权利要求1所述的一种含铬型钒钛磁铁精矿配加弃渣制备烧结矿的方法，其特征在于获得的烧结矿的转鼓指数为59~61%，成品率77~80%，低温还原粉化指数1?1+3.15为48-51%ο
【文档编号】C22B1/18GK104480299SQ201510018057
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2015年1月14日 优先权日:2015年1月14日
【发明者】薛向欣, 姜涛, 杨松陶, 周密 申请人:东北大学