一种钒钛球团矿及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钒钛球团矿的制备方法，以及由该方法制备的球团矿。
【背景技术】
[0002] 高炉冶炼钒钛磁铁矿目前采用的球团矿为非海砂全钒钛铁精矿与不同比例普通 铁精矿配制后（例如70%的非海砂全钒钛铁精矿配加30%的普通铁精矿粉）或全部用普 通铁精矿焙烧制成，这样的球团矿由于焙烧工艺较简单，应用很广。然而由于普通铁矿资源 日益减少，成本持续高涨，使钒钛球团矿的原料成本对市场依赖增加。
[0003] 海砂矿是由冲刷作用形成的天然含铁矿物，其储量非常丰富、价格低廉且来源稳 定，例如新西兰近海滩的海砂矿。然而由于组分限制，单独以该海砂矿制备的全钒钛球团矿 成球性能差，属于难烧矿物，而且抗压强度低，不适合作为高炉冶炼的炉料使用。
[0004] 因此在目前钒钛球团矿的制备中，海砂矿还只是作为提高普通铁矿中部分元素 (如，钒）的含铁辅料使用，由于其相对用量较普通铁矿小很多，钒钛球团矿的制造成本依 然很高，也使资源丰富的海砂矿不能得到充分利用。至今也未见报道能够工业化生产的符 合高炉冶炼的全钒钛球团矿。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，从而提供一种钒钛球团矿的制备方 法，以及由该方法制备的球团矿。
[0006] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种钒钛球团矿的制备方法，该方法包 括：将海砂钒钛铁精矿与膨润土混合，得到混合料，然后将所述混合料依次进行润磨、造球、 干燥、预热和氧化焙烧，其中，所述海砂钒钛铁精矿的化学组成包括：52-65重量％的TFe、 10-14重量％的Ti02、0. 4-0. 7重量％的V2O5和0. 5-3. 0重量％的SiO 2;所述氧化焙烧的温 度为 1150-1280°C，时间为 15-25min。
[0007] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了由上述方法制备的钒钛球团矿。
[0008] 采用本发明的方法能够实现以全海砂钒钛精矿制备球团矿，该方法避免了价格较 高的普通铁矿的使用，因此具有成本较低的特点。而且，由该方法制备的钒钛球团矿的抗压 强度在2100N/个以上，完全符合高炉冶炼的要求。
[0009] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0010] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0011] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种钒钛球团矿的制备方法，该方法包 括：将海砂钒钛铁精矿与膨润土混合，得到混合料，然后将所述混合料依次进行润磨、造球、 干燥、预热和氧化焙烧，其中，所述海砂钒钛铁精矿的化学组成包括：52-65重量％的TFe、 10-14重量％的Ti02、0. 4-0. 7重量％的V2O5和0. 5-3. O重量％的SiO 2;所述氧化焙烧的温 度为 1150-1280°C，时间为 15-25min。
[0012] 本发明的方法能够仅通过以膨润土为粘结剂实现全海砂钒钛铁精矿球团矿的制 备。
[0013] 在本发明中，所述海砂钒钛铁精矿可以源自含量丰富的印尼及其周边的海砂矿， 通常地，除了以上组分外，所述海砂钒钛铁精矿的其他化学组成可以包括：〇. 1-1.0重量％ 的Ca0、0. 5-3. 4重量％的A1203、0. 5-3. 0重量％的Mg0、0. 5重量％以下的P和0. 4重量％ 以下的S，且FeO的含量为20-35重量％。
[0014] 在本发明的制备方法中，对所述海砂钒钛铁精矿的粒度没有特别地限定，可以参 照现有制备球团矿的矿粉粒度。通常所述海砂钒钛铁精矿中200目以下的颗粒含量可以在 50重量％以上。为了使所述海砂f凡钦磁铁精矿粒子间具有更多的接触点，以进一步提尚所 述钒钛球团矿的强度，所述海砂钒钛铁精矿中200目以下的颗粒含量优选在60重量％以 上，更优选为70重量％以上。
[0015] 根据本发明，所述膨润土可以选自钙基膨润土和钠基膨润土。所述膨润土一方面 能够提高生球的下落强度，另一方面能提高生球干燥时的爆裂温度，从而促进球团的成型。 一般地，所述膨润土中粒度在〇. 〇74mm以下的含量在90重量％以上，所述膨润土吸蓝量 彡35g/(100g),膨胀容彡53mL/g，胶质价彡60mL/(g)，水分彡10%。
[0016] 根据本发明，所述混合可以在混料机上或润磨机上进行，以使所述海砂钒钛铁精 矿和膨润土混合均匀，得到混合料。相对于100重量份的所述海砂钒钛铁精矿，所述膨润土 的用量为1-3重量份。为了在保证球团矿的抗压强度的同时提高成球率，优选情况下，相对 于100重量份的所述海砂钒钛铁精矿，所述膨润土的用量为2-3重量份。
[0017] 在本发明中，对所述混合料的润磨能够进一步降低各组分的粒度，提高组分间的 相互作用。所述润磨通常可以在球磨机上进行，球磨机的转速可以为15-45r/min，润磨时间 可以为30-70min。
[0018] 本发明中，对润磨后的混合料的造球可以在圆盘造球机中进行，所述混合料在盘 内滚动经加水成球。所述圆盘造球机大小为〇800X165mm(边高），转速为15-25r/min(工 业上球盘大，转速可以为5-10r/min)，倾角可以为46°。为了提高所述混合料的成球性并 使得到的生球的粒度分布更均匀，优选情况下，所述造球的条件包括：造球水分为7. 5-10 重量％;更优选造球水分为8. 5-9. 5重量％。所述造球的时间可以为5-10min。本发明中， 所述造球水分指的是造球过程中水的重量占全部造球物料（包括海砂钒钛铁精矿、膨润土 与水）的重量百分比，一般情况下，当所述海砂钒钛铁精矿与膨润土混合得到的混合料含 水量小于所述造球水分的要求时，通过补充水来满足造球水分的要求，对此，本领域技术人 员熟知，在此不再详细描述。本发明中，通过所述造球得到的生球的粒度在8-16_。
[0019] 根据本发明的制备方法，所述生球在预热之前需要进行干燥处理，以使所述生球 能够承受随后预热阶段的温度应力和抗摔能力，以避免球团结构造成破坏。为了提高所 述生球的热稳定性并降低干燥的时间，优选所述干燥为鼓风干燥，所述鼓风干燥的风速为 0. 6-1. Om/s，初始温度为190-2KTC ;所述鼓风干燥的条件包括：以3-4°C /min的速度将所 述初始温度升温至430-470°C，然后恒温保持3-5min。
[0020] 在本发明中，为了使干燥后的生球能够安全承受氧化焙烧阶段的温度应力，需要 对生球进行预热。所述预热的温度可以为800-1000°C，预热时间可以为10-15min。为 了在降低能耗的同时保证预热球团的强度，优选所述预热的温度为900-980°C，时间为 10-12min。在预热过程中，所述海砂f凡钛铁精矿的磁铁矿氧化为赤铁矿，硫化物分解和氧 化。
[0021] 根据本发明的制备方法，所述氧化焙烧能够促使预热中未完全的反应充分进 行，并使铁氧化物结晶并再结晶，促使晶粒生长。本发明中，所述氧化焙烧的温度为 1150-1280°C，时间为15-25min。优选情况下，所述焙烧的温度为1200-1250°C，时间为 15-20min，这样可以使钒钛球团矿具有更高的强度，同时避免球团之前的相互粘结。
[0022] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了由以上方法制备的钒钛球团矿。所述钒 钛球团矿中110 2的含量在10-13. 5重量％，V2O5的含量在0.4-0. 65重量％，优选粒度在 8-16mm的占80重量％以上；且所述钒钛球团矿的抗压强度在2100N/个以上。因此，本发 明的钒钛球团矿适用于高炉