本发明涉及制备全钒钛球团的方法。
背景技术：
：钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物，具有极高的利用价值。利用现有的矿物加工方法和传统的“烧结-高炉冶炼-转炉提钒-半钢炼钢”冶炼工艺流程所获得的钛渣品位低，难实现铁、钒、钛等有价组元的高效化回收。而气基竖炉直接还原工艺处理钒钛矿具有流程短、资源利用率高、污染小、产品优质等优点，在冶金资源综合利用方面具有一定的技术优势。但同时竖炉直接还原钒钛矿对全钒钛球团抗压强度、粉化率、气孔率等提出了更高的要求，由此，制备用于竖炉的全钒钛球团的方法有待研究。技术实现要素：本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备全钒钛球团的方法，利用该方法制备的球团，孔隙率大，抗压强度高、膨胀率小、粉化率小，并且，制备方法简单，人力成本低。根据本发明的一个方面，本发明提供了一种制备全钒钛球团的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将钒钛磁铁矿粉进行润磨和干燥处理，以便得到干燥的钒钛磁铁矿粉末；将所述干燥的钒钛磁铁矿粉末与粘结剂进行干混处理，以便得到干混后的物料；将部分所述干混后的物料进行第一湿混处理，以便得到第一湿混物料；将另一部分所述干混后的物料进行第二湿混处理，以便得到第二湿混物料，其中，所述第二湿混物料的含水量大于所述第一湿混物料；利用所述第一湿混物料进行第一造球处理，以便得到母核；利用所述母核和所述第二湿混物料进行第二造球处理，以便得到球团；将所述球团进行筛分处理，以便得到筛分后的球团；将所述筛分后的球团进行烘干处理，以便得到烘干后的球团；将所述烘干后的球团进行氧化焙烧处理，以便获得全钒钛球团。根据本发明实施例的制备全钒钛球团的方法，利用两步造球处理，不仅缩短了造球时间，而且，球团的孔隙度大，利于球团的氧化焙烧，使铁充分氧化为三氧化二铁，形成三氧化二铁晶桥，使球团的抗压强度显著提供。另外，根据本发明上述实施例的制备全钒钛球团的方法，还可以具有如下附加的技术特征：根据本发明的实施例，所述干燥的钒钛磁铁矿粉末中，至少70％所述干燥的钒钛磁铁矿粉末的粒径不大于0.0074mm，且所述干燥的钒钛磁铁矿粉末的含水量不大于1％。根据本发明的实施例，所述干燥的钒钛磁铁矿粉末与所述粘结剂按质量比(100:0.8～2.5)进行所述干混处理。根据本发明的实施例，第一湿混物料的含水量为3～5％。根据本发明的实施例，第二湿混物料的含水量为7～9％。根据本发明的实施例，利用圆盘造球机进行所述第一造球处理和所述第二造球处理。根据本发明的实施例，所述圆盘造球机的转动频率为3000Hz，倾角为30°～45°，所述第一造球处理和所述第二造球处理的总时间为10～25min。根据本发明的实施例，所述第一造球处理利用雾化加水方式补充水分，所述第二造球处理无需补充水分。根据本发明的实施例，所述母核的直径为3～5mm。根据本发明的实施例，所述筛分后的球团的直径为8～16mm，含水量为7～8％。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本发明一个实施例的制备全钒钛球团的方法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。根据本发明的一个方面，本发明提供了一种制备全钒钛球团的方法。参考图1，根据本发明的实施例，对该方法进行解释说明，该方法包括：S100润磨和干燥处理根据本发明的实施例，将钒钛磁铁矿粉进行润磨和干燥处理，得到干燥的钒钛磁铁矿粉末。通过润磨处理，得到细粒度的钒钛磁铁矿粉末，有利于降低预焙烧温度，缩短预焙烧时间。而干燥处理可以脱除高铁铝土矿的结晶水，使得球团内部结构致密，提高球团的强度，并且还可以降低矿粉的粘度，便于造球，同时，还可以降低焙烧处理的温度，节约能源。根据本发明的实施例，干燥的钒钛磁铁矿粉末中，至少70％干燥的钒钛磁铁矿粉末的粒径不大于0.0074mm，且干燥的钒钛磁铁矿粉末的含水量不大于1％。由此，矿石粉末的粒度小，原料接触充分，焙烧处理的温度低。S200混合处理根据本发明的实施例，将干燥的钒钛磁铁矿粉末与粘结剂进行干混处理，得到干混后的物料；将部分干混后的物料进行第一湿混处理，得到第一湿混物料；将另一部分干混后的物料进行第二湿混处理，得到第二湿混物料，其中，第二湿混物料的含水量大于第一湿混物料。由此，通过两步湿混处理，得到第一湿混物料和第二湿混物料，其中，第一湿混物料湿度小，用于形成母核，第二湿混物料湿度大，用于形成球团的外层。根据本发明的实施例，干燥的钒钛磁铁矿粉末与粘结剂按质量比(100:0.8～2.5)进行所述干混处理。由此，原料的粘度适宜，易于成球。根据本发明的实施例，粘结剂为膨润土。由此，造球效果好。S300造球处理根据本发明的实施例，利用第一湿混物料进行第一造球处理，得到母核；利用母核和第二湿混物料进行第二造球处理，得到球团。由此，在不同的造球阶段，采用不同湿度的原料，便于造球处理。第一造球处理制造母球时，低含水量物料保证了钒钛磁铁矿精矿粉颗粒的独立性，造球初期，吃料较少。根据本发明的实施例，第一造球处理制造母球时，可以通过雾化加水，粉矿在机械力和毛细力的作用下形成单个球核，并逐渐长大，形成母核。在第二造球处理中，吃料较多，球型增长速率较快，高含水量混合料依靠固液间的附着力和内聚力以及机械力，使得球团强度上升，外层高含水量物料在烘干过程中，水分蒸发，形成均匀、多孔通道，在氧化焙烧过程中为热空气进入球团内部提供了通道，有利于球团内Fe2O3连晶、晶桥的形成，球团强度增加。并且，两步造球处理，有效避免了现有一步造球易产生球团的挤压问题，不仅缩短了造球时间，而且，球团的孔隙度大，也利于氧气进入，使铁充分氧化为三氧化二铁，形成三氧化二铁晶桥，使球团的抗压强度显著提供，同时，也有利于球团进行气基还原反应。根据本发明的实施例，第一湿混物料的含水量为3～5％。由此，造球初期，吃料较少，第一湿混物料的湿度较低，保证了钒钛磁铁矿精矿粉颗粒的独立性，有利于形成母核。根据本发明的实施例，第二湿混物料的含水量为7～9％。由此，在第二造球处理中，吃料较多，球型增长速率较快，含水量为7～9％的高含水量混合料依靠固液间的附着力和内聚力以及机械力，使得球团强度上升，外层高含水量物料在烘干过程中，水分蒸发，形成均匀、多孔通道，在氧化焙烧过程中为热空气进入球团内部提供了通道，有利于球团内Fe2O3连晶和晶桥的形成，球团强度增加。根据本发明的实施例，利用圆盘造球机进行第一造球处理和第二造球处理。由此，造球效率高，效果好。在第一造球处理在一个圆盘上形成母核后，球团自圆盘自动滚至皮带机，经运输自动滚入第二造球处理的圆盘上，避免了球团在同一圆盘上大量挤压，使球团过于紧密，同时缩短了造球时间。根据本发明的实施例，圆盘造球机的转动频率为3000Hz，倾角为30°～45°，第一造球处理和第二造球处理的总时间为10～25min。由此，造球的效率高，时间短，球团的孔隙率大。根据本发明的实施例，第一造球处理利用雾化加水方式补充水分，第二造球处理无需补充水分。第一造球处理采用的原料湿度低，通过雾化加水方式补充水分，有利于母核形成。而第二造球处理采用的原料湿度高，无需加水，即可在母核上包裹物料，形成球团，并且球团自动滚出，进入下一步程序，节省了大量人力成本。根据本发明的实施例，母核的直径为3～5mm。由此，母核的粒径适宜，便于在母核上包裹物料。进一步地，基于上述造球处理，根据本发明的实施例，对造球处理的过程进一步解释说明，在第一造球处理中，用低含水量的第一湿混物料制备母球，造球时通过雾化加水方式补充水分，母球尺寸达到3～4mm时出料，形成母核，母核经皮带机进入下一个造球盘，进行第二造球处理，在球型长大的过程中，配加高含水量第二湿混物料进行第二造球，此阶段不需要外配加水，生球球团直径控制在8～16mm，保证成球球团的含水量在7～8％。S400筛分处理根据本发明的实施例，将球团进行筛分处理，得到筛分后的球团。由此，粒径适宜的球团进行混干处理，粒径不适宜的球团返回重新造球，从而节省了造球原料，并且，球团的粒径均一。根据本发明的实施例，筛分后的球团的直径为8～16mm，含水量为7～8％。由此，球团的粒径和含水量适宜，便于进行氧化焙烧处理。S500烘干处理根据本发明的实施例，将筛分后的球团进行烘干处理，得到烘干后的球团。由此，降低球团的水分，使氧化焙烧处理的温度更低，时间更短。根据本发明的实施例，鼓风烘干进行该烘干处理，烘干处理的温度为150～300℃。S600氧化焙烧处理根据本发明的实施例，将烘干后的球团进行氧化焙烧处理，获得高强度的全钒钛球团。根据本发明的实施例，氧化焙烧处理的预热温度为900～950℃，保温时间为15～25min，焙烧的温度为1100～1300℃，保温15～25min。由此，氧化焙烧处理的温度低，时间短，能耗低，氧化焙烧效果好。下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。实施例1采用承德钒钛磁铁矿，和膨润土为原料制备，全钒钛球团，其中，承德钒钛磁铁矿的含水量为1.3％，主要成份和粒度分布如下：承德钒钛磁铁矿主要成分为：TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SP57.2227.50.4987.771.571.011.002.090.0490.058承德钒钛磁铁矿的粒度分布为：粒级/mm+0.15-0.15～+0.10-0.10～+0.074-0.074～+0.045-0.074-0.045含量/％0.82.417.648.779.230.5膨润土的主要成分：利用上述原料制备球团的方法如下：(1)将承德钒钛磁铁矿配加2质量％的膨润土。(2)对步骤(1)得到的物料进行干混，物料混合均匀后，将混合物料分为两部分，A＝30wt％，B＝70wt％，向A中加入3％的水，B中加入8％的水，分别混匀。(3)用圆盘造球机造球，圆盘造球机的转动频率为3000Hz，倾角为45°，造球时间为15min，造球初期，用含水量低的混合料A进行造球，在球型长大的过程中，配加80wt％的高含水量B混合料造球，球团直径控制在8～16mm，球团的含水量控制在7～9％。(4)造球结束后，对球团进行筛分，8～16mm的合格生球进行烘干处理，风温150℃，时间40min。(5)烘干后的球团进行氧化焙烧，预热温度900℃，时间20min，焙烧温度1300℃，时间15min。(6)将步骤(5)焙烧后的球团进行风冷却降温。冷却后的球团成份如下，测定其抗压强度为4258N＞2000N，气孔率为18％，还原膨胀率为5.45％。完全满足竖炉球团入炉要求。球团成分为：TFeCaOMgOSiO2Al2O3V2O5TiO2Na2OK2OR55.661.001.076.442.560.4867.430.2790.1280.16实施例2采用哈萨克斯坦钒钛磁铁矿和膨润土为原料制备，全钒钛球团，其中，哈萨克斯坦钒钛磁铁矿的含水量为1.0％，主要成份和粒度分布如下：哈萨克斯坦钒钛磁铁矿主要成分TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SP67.2927.50.5461.471.570.660.510.830.0010.006哈萨克斯坦钒钛磁铁矿的粒度分布粒级/mm+0.15-0.15～+0.10-0.10～+0.074-0.074～+0.045-0.074-0.045含量/％2.044.283.3542.0090.3348.33膨润土的主要成分：(1)将哈萨克斯坦钒钛磁铁矿配加0.8质量％膨润土。(2)对步骤(1)得到的物料进行干混，物料混合均匀后，将混合物料分为两部分，A＝30wt％，B＝70wt％，向A中加入4％的水，B中加入10％的水，分别混匀。(3)用圆盘造球机造球，圆盘造球机的转动频率为3000Hz，倾角为45°，造球时间为15min，造球初期，用含水量低的混合料A进行造球，在球型长大的过程中，配加60wt％的高含水量B混合料造球，球团直径控制在8～16mm，球团的含水量控制在7～9％。(4)造球结束后，对球团进行筛分，8～16mm的合格生球进行烘干处理，风温150℃，时间40min。(5)烘干后的球团进行氧化焙烧，预热温度950℃，时间20min，焙烧温度1250℃，时间15min。(6)将步骤(5)焙烧后的球团进行风冷却降温。冷却后的球团成份如下，测定其抗压强度为3600N＞2000N，气孔率为20％，还原膨胀率为7.24％。完全满足竖炉球团入炉要求。球团成分为：TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOV2O5TiO2PS64.920.861.650.900.720.540.5241.4300.0080.002实施例3采用莫桑比克钒钛磁铁矿和膨润土为原料制备，全钒钛球团，其中，莫桑比克钒钛磁铁矿的含水量为0.8％，主要成份和粒度分布如下：莫桑比克钒钛磁铁矿主要成分为：TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SPMnOCr2O354.169.910.81516.161.690.360.863.250.010.010.260.24莫桑比克钒钛磁铁矿粒度分布为：膨润土的主要成分：利用上述原料制备球团的方法如下：(1)将莫桑比克钒钛磁铁矿配加2质量％的膨润土。(2)对步骤(1)得到的物料进行干混，物料混合均匀后，将混合物料分为两部分，A＝40wt％，B＝60wt％，向A中加入3％的水，B中加入10％的水，分别混匀。(3)用圆盘造球机造球，圆盘造球机的转动频率为3000Hz，倾角为45°，造球时间为25min，造球初期，用含水量低的混合料A进行造球，在球型长大的过程中，配加60～80wt％的高含水量B混合料造球，球团直径控制在8～16mm，球团的含水量控制在7～9％。(4)造球结束后，对球团进行筛分，8～16mm的合格生球进行烘干处理，风温200℃，时间30min。(5)烘干后的球团进行氧化焙烧，预热温度900℃，时间15min，焙烧温度1300℃，时间25min。(6)将步骤(5)焙烧后的球团进行空冷降温。冷却后的球团成份如下，测定其抗压强度为2836.3N＞2000N，气孔率为16.8％，还原膨胀率为7.62％。完全满足竖炉球团入炉要求。球团成分为：TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOV2O5TiO2PSMnOCr2O353.000.292.693.250.370.860.79315.730.0040.0080.2590.233在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。当前第1页1 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