本发明涉及钒钛磁铁矿
技术领域：
，尤其涉及一种高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制备方法。
背景技术：
：我国攀西地区拥有铬含量较高(铬的品位cr2o30.55％～0.82％)、总储藏量达十几亿吨的红格高铬型钒钛磁铁矿，该矿具有粒度粗、粒度组成不合理、亲水性差等特点。由于该钒钛磁铁矿粒度粗、亲水性差，烧结混合料的制粒困难，使料层透气性差，烧结矿产质量低。因此，研发高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒技术对该矿的开发利用具有举足轻重的作用。目前关于有效改善粒度较粗的高铬型钒钛磁铁矿混合料制粒性能的技术方案还未见报道。因此，本领域迫切需求改善粒度较粗高铬型钒钛磁铁矿混合料制粒性能的方法，以提高烧结矿产、质量。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法，本发明提供的方法使高铬型钒钛磁铁矿具有较好的制粒性能。本发明提供了一种高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法，包括以下步骤：(1)将部分高铬型钒钛磁铁矿、生石灰和水混合后进行制粒，得到球团；(2)将剩余高铬型钒钛磁铁矿、返矿、熔剂、燃料、水和球团进行制粒，得到混合料颗粒；所述高铬型钒钛磁铁矿的粒度为0.25mm～0.074mm；所述返矿中水分的质量含量为8～10％。优选的，所述步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿在球团中的质量含量为90.5～92.5％；所述步骤(1)中生石灰在球团中的质量含量为3～5％；所述步骤(1)中水在球团中的质量含量为4～5％。优选的，所述球团的粒度为1～3mm。优选的，所述步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿和步骤(2)中高铬型钒钛磁铁矿的质量比为(35～65)：(65～35)。优选的，所述熔剂为生石灰和/或石灰石。优选的，所述燃料为焦炭粉和/或无烟煤粉。优选的，所述步骤(2)中高铬型钒钛磁铁矿在混合料颗粒中的质量含量为13.5～25.5％；所述步骤(2)中返矿在混合料颗粒中的质量含量为38～43％。优选的，所述步骤(2)中熔剂在混合料颗粒中的质量含量为3.8～5.5％；所述步骤(2)中燃料在混合料颗粒中的质量含量为4.1～4.25％。优选的，所述步骤(2)中水在混合料颗粒中的质量含量为7.4～7.55％；所述步骤(2)中球团在混合料颗粒中的质量含量为14.5～29％。优选的，所述高铬型钒钛磁铁矿的成分包括：54.6～55.25wt％的全铁；28.1～30.96wt％的feo；0.71～0.9wt％的cr2o3；3.19～3.59wt％的sio2；0.84～0.88wt％的cao；2.59～2.97wt％的al2o3；3.15～3.25wt％的mgo；0.58～0.61的v2o5；11.6～11.81wt％的tio2；0.009～0.01wt％的p；0.23～0.475wt％的s。与现有技术相比，本发明先将部分不利于制粒的高铬型钒钛磁铁矿与生石灰和水造球；将得到的小球再与返矿以及混合料中的其他成分进行二次制粒；并且在返矿中添加一定量的水分，使返矿润湿。本发明提供的制粒方法避免了高铬型钒钛磁铁矿全部直接加入混合料中对制粒性能的不利影响，而且将高铬型钒钛磁铁矿与生石灰进行造球，强化了高铬型钒钛磁铁矿的制粒，提高了制粒小球的强度，有利于烧结矿强度的提高；将高铬型钒钛磁铁矿预先制粒形成了局部高碱度，促进了局部铁酸钙的生成，使铁酸钙和硅酸盐总含量增加，有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，提高烧结矿的强度和成品率。而且本发明将返矿进行润湿使返矿中的含水量达到8～10％，提高了返矿粘附细粒料的能力。因此，本发明提供的高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法能够改善烧结混合料的粒度组成和制粒性能，进而提高烧结料层的透气性和烧结速度，从而达到提高烧结矿产、质量的目的。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法，包括以下步骤：(1)将部分高铬型钒钛磁铁矿、生石灰和水混合后进行制粒，得到球团；(2)将剩余高铬型钒钛磁铁矿、返矿、熔剂、燃料、水和球团混合后进行制粒，得到混合料颗粒；所述高铬型钒钛磁铁矿的粒度为0.25mm～0.074mm；所述返矿中水分的质量含量为8～10％。本发明先将部分不利于制粒的高铬型钒钛磁铁矿与生石灰和水造球；将得到的小球再与返矿以及混合料中的其他成分进行二次制粒；并且在返矿中添加一定量的水分，使返矿润湿；这种制粒方法避免了高铬型钒钛磁铁矿全部直接加入混合料中对制粒性能的不利影响，而且还提高了返矿粘附细粒料的能力，改善了混合料的成球性能，进而能够提高后续烧结过程中料层的透气性，从而达到提高烧结矿产、质量的目的。在本发明中，所述高铬型钒钛磁铁矿中优选35～45％质量含量的矿物的粒度≤0.074mm；所述高铬型钒钛磁铁矿中优选35～45％质量含量的矿物粒度为0.25～0.74mm。在本发明中，所述高铬型钒铁磁铁矿中间粒级(0.25～0.74mm)的矿物含量较多，占40％左右，这种矿物的亲水性差，烧结过程中混合料的制粒困难，从而导致料层的透气性差，烧结矿产质量低。在本发明中，所述高铬型钒钛磁铁矿的成分优选包括：54.6～55.25wt％的全铁；28.1～30.96wt％的feo；0.71～0.9wt％的cr2o3；3.19～3.59wt％的sio2；0.84～0.88wt％的cao；2.59～2.97wt％的al2o3；3.15～3.25wt％的mgo；0.58～0.61的v2o5；11.6～11.81wt％的tio2；0.009～0.01wt％的p；0.23～0.475wt％的s。在本发明中，所述高铬型钒钛磁铁矿中全铁的质量含量优选为55％；feo的质量含量优选为29～30％；所述cr2o3的质量含量优选为0.75～0.85％，更优选为0.8％；所述sio2的质量含量优选为3.3～3.5％，更优选为3.4％；所述cao的质量含量优选为0.85～0.87％，更优选为0.86％；所述al2o3的质量含量优选为2.7～2.8％；所述mgo的质量含量优选为3.2％；所述v2o5的质量含量优选为0.59～0.60％；所述tio2的质量含量优选为11.7％；所述p的质量含量优选为0.0095％；所述s的质量含量优选为0.3～0.4％。本发明对所述高铬型钒钛磁铁矿的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的红格钒钛磁铁矿即可。在本发明中，所述步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿和步骤(2)中高铬型钒钛磁铁矿的质量比优选为(30～70)：(70～30)，更优选为(35～65)：(65～35)，最优选为(40～60)：(60～40)。在本发明中，所述步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿在总的高铬型钒钛磁铁矿(总的高铬型钒铁磁铁矿指的是步骤(1)和步骤(2)中所用的高铬型钒钛磁铁矿的总量)中的质量含量优选为45～65％，更优选为50～60％，最优选为55％；除步骤(1)中的高铬型钒钛磁铁矿外剩余的高铬型钒钛磁铁矿全部用于步骤(2)。在本发明中，所述步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿在球团中的质量含量优选为90.5～92.5％；更优选为91～92％，最优选为91.5％。在本发明中，所述步骤(1)中生石灰在球团中的质量含量优选为3～5％，更优选为3.5～4.5％，最优选为4％。在本发明中，所述生石灰中cao的质量含量优选在50％以上，更优选为90％以上，即活性灰。在本发明中，所述步骤(1)中水在球团中的质量含量优选为4～5％，更优选为4.2～4.8％，最优选为4.4～4.6％。在本发明中，所述步骤(1)球团中除生石灰和水外，剩余成分为高铬型钒钛磁铁矿。在本发明中，所述球团的粒度优选为1～3mm，更优选为1.5～2.5mm，最优选为2mm。本发明对步骤(1)制粒的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制粒方法在圆盘造球机中进行制粒即可。在本发明中，所述步骤(2)中高铬型钒钛磁铁矿在混合料颗粒中的质量含量优选为12～27，更优选为13.5～25.5％，更优选为15～22％，最优选为18～20％。在本发明中，所述步骤(2)中高铬型钒钛磁铁矿和步骤(1)中高铬型钒钛磁铁矿一致，在此不再赘述。在本发明中，所述返矿为烧结矿破碎过程中产生的＜10mm细粒级矿以及在高炉入炉前筛下的＜10mm细粒级烧结矿，这部分烧结矿又返回烧结混合料中重新烧结。在本发明中，所述返矿中水分的质量含量优选为8～10％，更优选为8.5～9.5％，最优选为9％。本发明在二次制粒(步骤(2)制粒)之前优选将返矿加上一定量的水分使返矿提前润湿，使返矿中水分的质量含量达到8～10％。在本发明中，所述步骤(2)中返矿在混合料颗粒中的质量含量优选为35～45，更优选为38～43％，更优选为40～41％。在本发明中，所述熔剂优选为生石灰和/或石灰石。在本发明中，所述步骤(2)中熔剂在混合料颗粒中的质量含量优选为3.8～5.5％，更优选为4～5.2％，最优选为4.5～4.8％。在本发明中，所述燃料优选为焦炭粉和/或无烟煤粉。在本发明中，所述燃料中的碳含量优选为65～84％。在本发明中，所述步骤(2)中燃料在混合料颗粒中的质量含量优选为4.0～4.3，更优选为4.1～4.25％，更优选为4.15～4.2％。在本发明中，所述步骤(2)中水在混合料颗粒中的质量含量优选为7.4～7.55％，更优选为7.45～7.5％。在本发明中，所述团球在混合料颗粒中的质量含量优选为13.5～30％，更优选为15～25％，最优选为20％。在本发明中，所述步骤(2)混合料颗粒中除高铬型钒钛磁铁矿、返矿、熔剂、燃料和水外，剩余的成分为步骤(1)制得的团球。本发明对所述步骤(2)中制粒的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的造球方法即可。在本发明中，所述步骤(2)中制粒可在圆筒造球中制粒；所述制粒时间优选为7～8min；所述制粒过程中的转速优选为23～25r/min。制备得到混合料颗粒后，本发明优选将上述技术方案所述的混合料颗粒进行布料和点火烧结，得到烧结矿。在本发明中，所述布料的料层高度优选为720～730mm，更优选为725mm。在本发明中，所述点火烧结的点火温度优选为1150～1160℃，更优选为1155℃；所述点火烧结的点火时间优选为2.5～2.6min。本发明提供的高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法能够改善烧结混合料的粒度组成和制粒性能，提高烧结料层的透气性和烧结速度，从而提高烧结矿产量；而且将高铬型钒钛磁铁矿与生石灰进行造球，强化了高铬型钒钛磁铁矿的制粒，提高了制粒小球的强度，有利于烧结矿强度的提高；进一步地高铬性钒钛磁铁矿在预先制粒的过程中形成了局部高碱度，促进了局部铁酸钙的生成，使铁酸钙和硅酸盐总含量增加，有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，提高烧结矿的强度和成品率；本发明提供的高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法能够改善烧结矿的冶金性能，有利于提高高炉冶炼的技术经济指标。本发明以下实施例所用原料均为市售商品。所用的高铬型钒钛磁铁矿为红格高铬型钒钛磁铁矿，成为包括：成分，wt％tfefeocr2o3sio2caoal2o3mgov2o5tio2ps55290.83.40.862.73.20.5911.70.009～0.010.23～0.475高铬型钒钛磁铁矿的粒度为0.25mm～0.074mm，其中0.25mm～0.10mm的质量为总质量的55％，0.10mm～0.074mm的质量为总质量的45％。所用生石灰中cao的质量含量为84％。所用的返矿为高炉入炉前筛下的烧结矿，粒度＜5mm，铁质量含量为49％。所用的焦炭粉的碳含量为82％；所用圆筒造球机为北京金都冶金机械厂提供的，型号比较例1将32.5公斤的高铬型钒钛磁铁矿、4.8公斤的生石灰、24公斤的返矿、2.85公斤焦炭粉和5.6公斤的水混合后采用圆筒造球机在6min、20r/min的条件下造球，得到混合料颗粒；所述返矿不进行润湿处理，不含水分。采用筛子筛分的方法对本发明比较例1制备得到的混合料颗粒的粒度进行测试，取混合料颗粒粒级含量的质量百分比的算术平均值为平均粒径；检测结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例制备得到的混合料颗粒的粒度组成。实施例1将14.6公斤的高铬型钒钛磁铁矿、0.46公斤的生石灰和0.62公斤的水混合后在圆盘造球机上滚动成小球，得到粒度为1～3mm的球团；所述球团中生石灰的质量含量为3％，水分的质量含量为4％；所用的高铬型钒钛磁铁矿为总的高铬型钒钛磁铁矿质量的45％。将17.9公斤的高铬型钒钛磁铁矿、24公斤的返矿、4.34公斤的生石灰、2.85公斤的焦炭粉、4.98公斤的水和15.6公斤的球团混合后采用圆筒造球机在7.5min、24r/min的条件下造球，得到混合料颗粒；所述返矿预先用水润湿，其中水分的质量含量为8％。按照比较例1的方法对本发明实施例1制备得到的混合料颗粒的粒度进行检测，检测结果如表1所示，由表1可知，与比较例1相比，本发明实施例1制备得到的混合料颗粒＞3mm的粒级含量增加1.6％，＜0.5mm的粉末下降1％，平均粒径增加0.36mm。实施例2按照实施例1所述的方法制备得到混合料颗粒；与实施例1不同的是，制备得到的球团中生石灰的质量含量为4％，水分的质量含量为4.5％，制备球团时所用的高铬型钒钛磁铁矿为总的高铬型钒钛磁铁矿质量的55％；采用的返矿预先用水润湿，其中水分的质量含量为9％。按照比较例1的方法对本发明实施例2制备得到的混合料颗粒的粒度进行检测，检测结果如表1所示，由表1可知，与比较例1相比，本发明实施例2制备得到的混合料颗粒＞3mm的粒级含量增加3.6％，＜0.5mm的粉末下降1.4％，平均粒径增加0.67mm。实施例3按照实施例1所述的方法制备得到混合料颗粒；与实施例1不同的是，制备得到的球团中生石灰的质量含量为5％，水分的质量含量为5％，制备球团时所用的高铬型钒钛磁铁矿为总的高铬型钒钛磁铁矿质量的65％；采用的返矿预先用水润湿，其中水分的质量含量为10％。对本发明实施例3制备得到的混合料颗粒的粒度进行检测，检测结果如表1所示，由表1可知，与比较例1相比，本发明实施例3制备得到的混合料颗粒＞3mm的粒级含量增加4.75％，＜0.5mm的粉末下降2.2％，平均粒径增加0.83mm。比较例2按照实施例3的方法制备得到混合料颗粒，与实施例3不同的是，采用的返矿预先用水润湿，其中水分的质量含量为4％。对本发明比较例2制备得到的混合料颗粒的粒度进行检测，检测结果如表1所示。比较例3按照实施例3的方法制备得到混合料颗粒，与实施例3不同的是，采用的返矿预先用水润湿，其中水分的质量含量为12％。对本发明比较例3制备得到的混合料颗粒的粒度进行检测，检测结果如表1所示。表1本发明实施例和比较例制备得到的混合料颗粒的粒度组成由表1可知，本发明提供的方法制备得到的高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的粒度增加，有利于提高烧结料层的透气性和烧结速度，从而提高烧结矿产量。比较例4将本发明比较例1制备得到的混合料颗粒进行布料，料层厚度为725mm，在1155℃下进行2.55min的点火烧结，得到烧结矿。根据料层高度和烧结时间计算烧结速度：v＝h/t；v，烧结速度，mm/min；h，料层高度，mm；t，烧结时间，min。将烧结矿进行自然冷却，自2m高处落下2次，进行筛分，取＞10mm粒级含量的百分数计成品率：y＝m1/m；y，成品率，％；m1，＞10mm成品烧结矿质量，kg；m，烧结矿总质量，kg。利用系数：p＝(m1/1000)×(1/a)×(60/t)；p，利用系数，t/m2×h；m1，＞10mm成品烧结矿质量，kg；a，烧结面积，m2，t，烧结时间，min。取10～40mm粒级含量采用1/2iso转鼓机测定烧结矿转鼓强度，最后用6.3mm标准筛进行筛分，取＞6.3mm粒级含量的百分数表示烧结矿转鼓强度；转鼓指数：ti＝m2/m3；ti，转鼓指数，％；m2，转鼓后＞6.3mm粒级重量，kg；m3，入转鼓前试样重量，kg。低温还原粉化性能的测定按gb13242-91《铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法》进行，还原气体组成为co和n2体积比为30:70，取小于3.15mm粒级的质量百分数作低温还原粉化指数(rdi)；中温还原性能按照gb13244-91《含碳耐火材料抗氧化性试验方法》进行，还原气体组成为co和n2体积比为30:70，取180min时的还原度指数为还原度指数(ri)。对比较例4制备得到的烧结矿进行上述测试，测试结果如表2和表3所示，表2为本发明实施例和比较例制备得到的烧结炉矿产、质量指标；表3为本发明实施例和比较例制备得到的烧结矿的还原度和低温还原粉化性能。实施例4按照比较例4的方法制备得到烧结矿，与比较例4不同的是，采用实施例1制备得到的混合料颗粒。按照比较例4的方法对实施例4得到的烧结矿进行检测，检测结果如表2和表3所示，由表2和表3可以看出，与比较例4相比，本发明实施例4的烧结速度提高0.57mm/min，烧结矿转鼓强度提高0.26％，成品率提高1.95％，产量增加1.9％，烧结矿低温还原粉化率下降3.23％，还原度提高1.36％。实施例5按照比较例4的方法制备得到烧结矿，与比较例4不同的是，采用实施例2制备得到的混合料颗粒。按照比较例4的方法对实施例5得到的烧结矿进行检测，检测结果如表2和表3所示，由表2和表3可以看出，与比较例4相比，本发明实施例5的烧结速度提高0.93mm/min，烧结矿转鼓强度提高0.39％，成品率提高3.52％，产量增加2.93％，烧结矿低温还原粉化率下降3.86％，还原度提高1.62％。实施例6按照比较例4的方法制备得到烧结矿，与比较例4不同的是，采用实施例3制备得到的混合料颗粒。按照比较例4的方法对实施例6得到的烧结矿进行检测，检测结果如表2和表3所示，由表2和表3可以看出，与比较例4相比，本发明实施例6的烧结速度提高1.37mm/min，烧结矿转鼓强度提高0.82％，成品率提高3.17％，产量增加3.21％，烧结矿低温还原粉化率下降5.05％，还原度提高2.18％。比较例5按照比较例4的方法制备得到烧结矿，与比较例4不同的是采用比较例2制备得到的混合料颗粒。按照比较例4的方法测试比较例5制备得到的烧结矿的性能，检测结果如表2和表3所述。比较例6按照比较例4的方法制备得到烧结矿，与比较例4不同的是采用比较例3制备得到的混合料颗粒。按照比较例4的方法测试比较例6制备得到的烧结矿的性能，检测结果如表2和表3所述。表2本发明实施例和比较例制备得到的烧结炉矿产、质量指标编号烧结速度mm/min转鼓强度/％成品率/％利用系数t/m2.h比较例420.5376.6669.451.465实施例421.1076.9271.401.493实施例521.4677.0572.971.508实施例621.9177.4872.621.512比较例521.3276.9872.341.502比较例621.6577.2372.501.509从表2可以看出，本发明提供的方法得到的混合料颗粒的烧结速率、转鼓强度、成品率、利用系数均更好。表3本发明实施例和比较例制备得到的烧结矿的还原度和低温还原粉化性能从表3可以看出，本发明提供的方法得到的混合料颗粒的烧结矿低温还原粉化率降低，烧结矿还原度提高。由以上实施例可知，本发明提供了一种高铬型钒钛磁铁矿烧结混合料的制粒方法，包括以下步骤：(1)将部分高铬型钒钛磁铁矿、生石灰和水混合后进行制粒，得到球团；(2)将剩余高铬型钒钛磁铁矿、返矿、熔剂、燃料、水和球团混合后进行制粒，得到混合料颗粒；所述高铬型钒钛磁铁矿的粒度为0.25mm～0.074mm；所述返矿中水分的质量含量为8～10％。与现有技术相比，本发明避免了高铬型钒钛磁铁矿全部直接加入混合料中对制粒性能的不利影响，而且还提高了返矿粘附细粒料的能力，改善了混合料的成球性能，进而能够提高后续烧结过程中料层的透气性，从而达到提高烧结矿产、质量的目的。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12