专利名称：高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域的烧结技术，更具体地讲，本发明涉及一种添加硼化物的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法。
背景技术：
钒钛磁铁矿属于世界上难烧矿石之一，国内外烧结以不含TiA的普通矿为主，其烧结矿性能指标不受TiA的不利影响，因此烧结矿产量、质量的指标与冶金性能也明显优于钒钛烧结矿。在攀枝花钒钛磁铁精矿中，TiO2达到13wt%以上，Al2O3达到4. 5wt%以上，因此， 其熔点高达1400°C以上，产生的液相量少，比普通矿烧结液相量少10% 20% ；该种精矿粒度粗，< 200目的粒级含量只有40% 50% ；成球性能差，导致混合料透气性差，垂直烧结速度慢，烧结矿产量和质量低。在还原性气氛下(因在烧结中加入焦粉或无烟煤作为燃料来提高烧结温度，在提高烧结温度的同时伴随产生还原性气氛)，当烧结温度低于1300°C时，会产生烧结料难熔，液相量少，烧结矿强度与成品率严重下降的后果。而当烧结温度高于1400°C时，在烧结过程中将产生钙钛矿，即CaO · TiO2,该矿物是钒钛磁铁精矿在烧结过程中由于配碳过高，在1350°C以上的高温还原性气氛条件下形成的。钙钛矿 (CaO -TiO2)韧性差、硬度大而脆，熔点高达1970°C，造成烧结熔点进一步升高，液相量减少， 因此，钙钛矿对烧结矿强度起破坏作用，而且还会加剧设备磨损并缩短设备使用寿命。由于钒钛磁铁精矿的烧结特点，长期制约着烧结矿强度与成品率及其它技术经济指标的改善，多年来强度一直没有取得突破性进展。以攀枝花地区出产的钒钛磁铁精矿生产的碱度(Ca0/Si02)为1.70、Ti02含量为7.5-llwt% (属高钛型)的烧结矿为例，其强度 (ISO转鼓指数)只有65%左右，成品率只有50%左右，这种低碱度高钛型的钒钛烧结矿冶金性能差，高炉冶炼水平低。鉴于此，亟待一种能够显著降低烧结熔点以改善烧结矿质量的钒钛磁铁精矿烧结方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以高钛型钒钛磁铁精矿为原料，配加部分硼化物制备高钛型高碱度烧结矿的制备方法。为了实现本发明的目的，提供了一种高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，所述方法包括的步骤有配料、混合、布料、点火烧结，烧结原料以高钛型钒钛磁铁精矿为主，再配合普通富矿粉、熔剂、燃料，外配返矿，所述方法的特征在于根据烧结矿中氏03含量要求确定硼化物的添加量。在根据本发明的实施例中，所述硼化物为硼酸或硼铁精矿。当钒钛烧结矿的B2O3 含量为0. 05-0. 60%时，采用加硼酸方式其配比为配合料的0. 05-0. 55% ；采用加硼铁精矿的方式其配比为配合料的1_10%。优选化03含量0.06-0. 23%为最佳。所述的硼化物可为硼酸(H3BO3)或硼铁精矿，其中，硼酸中化03含量为56. 45%;硼硼铁精矿的TTe含量为55wt%，铁精矿的成分以重量计含有FeO 23.0%, Fe2O3 55.5%, SiO2 4. 36%, B2O3 5.5%，MgO 10. 25%、Al2O3 与 CaO 低于 0. 5%。两种硼化物使用一种即可。所述高钛型钒钛磁铁精矿的IFe含量为52_55wt %，具体地讲，所述高钛型钒钛磁铁精矿的成分含量以重量计含有FeO 29-32 %,Fe20340-43 %, SiO2 3-4%, CaO 1.5-2.0%、MgO 2. 0-2. 5 Al2O3 3. 0-4. 5 %, V2O5 0. 5-0. 6 TiO2 13-15%、S 0. 4-0. 6%。所述燃料为焦粉或无烟煤，所述熔剂为石灰石、生石灰或它们的混合物。在本发明的实施例中，在混合步骤，混合料水分为6. 8-7. 5wt% ；在布料步骤，料层厚度为500-720mm，铺底料厚度为20_40mm ；在点火、烧结步骤，点火温度为950-1100°C，烧结废气温度为100-160°C，烧结终点温度为200-350°C，烧结负压为12000_16500Pa。
具体实施例方式下面将参照本发明的实施例来详细描述添加硼化物的高钛型钒钛磁铁精矿的烧
结方法。研究与实践表明，烧结时添加硼化物，提高其含硼量(主要是化03)，对降低烧结熔点，增加液相量，改进矿相结构，发展铁酸钙体系，提高强度，改善冶金性能(特别是低温还原粉化率)具有重要作用。不同铁矿石种类与添加不同硼化物种类其产生的效果是不同的，控制烧结矿中添加的B2O3含量对产生的技术效果也不一样。然而，普通烧结矿添加硼与钒钛烧结矿添加硼的机理不同，其配矿结构与烧结参数明显不同，在钒钛烧结矿中添加硼化物具有特殊性，特别是，如果烧结矿中化03含量的控制范围不合理，则化03的作用效果不明显，还会增加烧结矿制造成本。烧结原料以高钛型钒钛磁铁精矿为主，再配合普通富矿粉、熔剂、燃料，外配返矿， 将这些原料加水进行两次混合，而后进行布料、点火、烧结得到含有氏03的钒钛烧结矿。单独的钒钛磁铁精矿配加硼化物也可烧结，而且效果更明显。烧结原料主要为高钛型钒钛磁铁精矿，高钛型钒钛磁铁精矿的IFe含量为 52-55wt%，高钛型钒钛磁铁精矿的成分含量以重量计含有FeO 29-32%, Fe20340-43%, SiO2 3-4 %、CaO 1. 5-2. 0 %, MgO 2. 0-2. 5 %、Al2O3 3. 0-4. 5 %、V2O5 0. 5-0. 6 %、TiO2 13-15%, S 0. 4-0. 6%。返矿为烧结矿各次筛分的筛下物，主要成份是粒度< 5mm的烧结矿与未烧结的混合料；以及烧结过程中与高炉沟下产生的成品筛下物，粒度< 5mm，主要成份是小烧结矿。下面将具体描述钒钛磁铁精矿添加硼化物的具体实施方式
。对于添加硼化物的高钛型钒钛磁铁精矿的烧结方法，首先需要确定适宜的B2O3含量，再选用合适的含硼物质，确定其配比。具体地讲，添加硼化物的量以烧结矿中氏03含量要求为准，烧结矿中化03含量控制为0. 05-0. 60wt%，经过配料计算，添加相应的硼化物。更优选地，钒钛烧结矿中的化03含量为0. 06-0. 23wt%。具体地讲，控制钒钛烧结矿中的化03含量可采用以下方式在配合料中添加含有 B2O3的物质或含有硼元素的物质。例如，含有硼元素或化03的物质可为硼酸、硼铁精矿。硼铁精矿是化03含量较高的铁精矿，属于磁铁精矿，在该矿物中化03含量高达 5. 5wt%，铁品位为55wt%左右，SiA含量为4. 36wt %, Al2O3与CaO的含量低于0. 5wt%,MgO含量高达10. 25wt%。使用硼铁精矿时按烧结工艺的正常配料、混合即可，无需特别的加工工序。另一种硼化物为硼酸(H3BO3)，硼酸中的化03含量为56. 45wt%，溶于热水，添加该物质时需要热用水稀释成溶液，而后将溶液喷洒在配合料中。当钒钛烧结矿中的的化03含量控制为0. 05-0. 60wt%时，采用加硼酸方式时，硼酸的配比为配合料(即，配料步骤中各种原料和燃料的混合物)的0. 05-0. 55wt% ；采用加硼铁精矿的方式时，硼铁精矿的配比为配合料的l-10wt%。优选地，将烧结矿中的化03含量控制为0. 06-0.最佳。除含硼物质外，其它原燃料以重量百分比计，其配比为钒钛磁铁精矿40-80wt%、 普通粉矿0_40wt %、石灰石l_20wt %、生石灰0-7. 5wt %、焦粉l_5wt %、无烟煤l_7wt %、返矿 30-50wt%。将上述含硼物质与各种原料和燃料一起进行混合、布料、烧结而得到含有化03的钒钛烧结矿，然后对烧结矿进行破碎、筛分得到适合于冶炼的成品烧结矿。以质量百分数计，烧结时使用的铁矿石化学成分见表1。表1铁矿石化学成分(wt % )
权利要求
1.一种高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，所述方法包括的步骤有配料、混合、布料、点火烧结，烧结原料以高钛型钒钛磁铁精矿为主，再配合普通富矿粉、熔剂、燃料， 外配返矿，所述方法的特征在于根据烧结矿中B2O3含量要求确定硼化物的添加量。
2.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于所述硼化物为硼酸或硼铁精矿，当钒钛烧结矿的化03含量为0. 05-0. 60%时，采用加硼酸方式其配比为配合料的0. 05-0. 55% ；采用加硼铁精矿的方式其配比为配合料的1_10%。
3.根据权利要求2所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于钒钛烧结矿的化03含量为0. 06-0. 23wt%。
4.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于高钛型钒钛磁铁精矿的IFe含量为52-55wt%，高钛型钒钛磁铁精矿的成分含量以重量计含有 TeO 29-32%, Fe20340-43%, SiO2 3-4%, CaO 1. 5-2. 0%, MgO 2. 0-2. 5%, Al2O3 3. 0-4. 5%, V2O5 0. 5-0. 6%, TiO2 13-15%, S 0·4_0·6%。
5.根据权利要求2所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于硼酸中的化03含量为56. 45%,硼铁精矿的TTe含量为55wt%，硼铁精矿的成分以重量计含有FeO 23.0%, Fe2O3 55. 5%, SiO2 4. 36%, B2O3 5. 5%, MgO 10. 25%、Al2O3 与 CaO 低于 0. 5%。
6.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于在混合步骤，混合料水分为6. 8-7. 5wt%。
7.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于在布料步骤，料层厚度为500-720mm，铺底料厚度为20_40mm。
8.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于在点火、烧结步骤，点火温度为950-1100°C，烧结废气温度为100-160°C，烧结终点温度为 200-350°C，烧结负压为 12000-16500Pa。
9.根据权利要求1所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于溶剂为石灰石、生石灰或它们的组合，燃料为焦粉或无烟煤。
10.根据权利要求9所述的高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，其特征在于在所述配料步骤中，高钛型钒钛磁铁精矿为40-80Wt%、普通粉矿为0-40Wt%、石灰石为 l-20wt%、生石灰为0-7. 5wt%、焦粉为l_5wt%或无烟煤为l_7wt%、返矿为30_50wt%。
全文摘要
本发明提供了一种高钛型钒钛磁铁精矿添加硼化物的烧结方法，所述方法包括的步骤有配料、混合、布料、点火烧结，烧结原料以高钛型钒钛磁铁精矿为主，再配合普通富矿粉、熔剂、燃料，外配返矿，所述方法的特征在于根据烧结矿中B2O3含量要求确定硼化物的添加量。根据本发明的烧结方法制备烧结矿，无需对设备进行改进，操作简便，烧结后得到含有B2O3的钒钛烧结矿强度高、冶金性能好。
文档编号C21B5/00GK102242256SQ201110174629
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者何木光, 宋剑, 杜斯宏, 蒋大均, 雷电 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团有限公司