本发明涉及炼铁技术领域，尤其涉及一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料及其高炉冶炼方法。
背景技术：
高铬型钒钛磁铁矿是一种典型的多金属共伴生矿产资源，具有极高的综合利用价值。攀枝花西部地区有丰富的高铬型钒钛磁铁矿资源，其含cr2o3高达0.8～1.0％，tio2含量高达11～12％。
目前，钒钛磁铁矿冶炼的主要方法为钒钛铁精矿和普通粉矿进行烧结生产出烧结矿，钒钛铁精矿造球和膨润土生产出氧化球团矿，再把烧结矿、球团矿及少量块矿按一定的比例，与焦炭一起加入到高炉内，下部鼓风燃烧焦炭产生还原气体，还原气体上升与炉料的下降使矿石进行还原，然后溶化滴落到炉缸完成炼铁冶炼过程，实现渣、铁的分离。然而该方法的高炉冶炼利用系数较低，且铬的回收率较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含铬钒钛生铁炉料及其高炉冶炼方法，该炉料的高炉冶炼利用系数较高，且冶炼制得的含铬钒钛生铁中[cr]含量较高。
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料，包括以下组分：
85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；
所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；
所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。
优选地，所述烧结矿的碱度为1.7～1.8。
优选地，所述燃料选自焦粉；所述熔剂选自石灰石和/或生石灰。。
优选地，所述铬型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为0.8～1.0％，tio2的质量含量为11～12％。
优选地，所述含铬钒钛生铁中含[cr]0.5～0.8％，[v]0.3～0.4％和[ti]0.1～0.2％。
优选地，所述烧结矿由质量比为55～58:22～25:4.2～4.8:8～12的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得。
优选地，所述普通铁矿中不含钒元素和钛元素。
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料的高炉冶炼方法，包括以下步骤：
将85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿在风温1200～1250℃、富氧率5～10％和炉渣中tio2的质量含量22～24％的条件下进行高炉冶炼，得到含铬钒钛生铁；
所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；
所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。
优选地，所述炉渣的碱度为1.10～1.15。
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料，包括以下组分：85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。该炉料在上述含量的组分的协同作用下，实现了铬型钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，高炉冶炼利用系数较高，较低的燃料比，且冶炼制得的含铬钒钛生铁中[cr]含量较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.45～2.55t/m3.d；含铬钒钛生铁中[cr]质量含量为0.5～0.8％；燃料比为550～560kg/m3.d。
具体实施方式
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料，包括以下组分：
85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；
所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；
所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。
该炉料在上述含量的组分的协同作用下，实现了铬型钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，较低的燃料比，且冶炼制得的含铬钒钛生铁中[cr]含量较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.45～2.55t/m3.d；含铬钒钛生铁中[cr]质量含量为0.5～0.8％；燃料比为550～560kg/m3.d。
在本发明中，所述铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料包括85～95重量份的烧结矿；所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得。在本发明中，所述烧结矿的碱度优选为1.7～1.8。
在本发明中，所述烧结矿的原料包括铬型钒钛磁铁精矿。所述铬型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量优选为0.8～1.0％，tio2的质量含量优选为11～12％。
在本发明中，所述烧结矿的原料包括普通铁矿。所述普通铁矿中不含钒元素和钛元素。
在本发明中，所述烧结矿的原料包括燃料。所述燃料优选选自焦粉。
在本发明中，所述烧结矿的原料包括熔剂。所述熔剂优选选自石灰石和/或生石灰。
在本发明中，所述铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂的质量比为50～60:20～30:4～5:7～15，优选为50～58:22～30:4.2～4.8:8～12，更优选为55～58:22～25：4.2～4.8:8～12。在本发明的具体实施例中，所述铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂的质量比为50:22:4.2:8或52:25:4.4:9或55：28：4.6：10或58:30:4.8:12。
在本发明中，所述铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结的点火温度优选为1010～1060℃；所述铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结的时间优选为0.3～0.5h。
在本发明中，所述铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料包括5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％，其中tfe为块矿中全铁。
在本发明中，所述含铬钒钛生铁中含[cr]0.5～0.8％，[v]0.3～0.4％和[ti]0.1～0.2％。
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料的高炉冶炼方法，包括以下步骤：
将85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿在风温1200～1250℃、富氧率5～10％和炉渣中tio2的质量含量22～24％的条件下进行高炉冶炼，得到含铬钒钛生铁；
所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；
所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％
该方法通过在风温1200～1250℃、富氧率5～10％和炉渣中tio2的质量含量22～24％的条件下在烧结矿冶炼过程中配伍特定含量的特定粒度的块矿，实现了铬型钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，高炉冶炼利用系数较高，且制得的含铬钒钛生铁中的铬含量较高。
在本发明中，所述炉渣的碱度，即炉渣中cao与sio2质量比优选为1.10～1.15。
本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料，包括以下组分：85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。该炉料在上述含量的组分的协同作用下，实现了铬型钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，高炉冶炼利用系数较高，且冶炼制得的含铬钒钛生铁中[cr]含量较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.45～2.55t/m3.d；含铬钒钛生铁中[cr]质量含量为0.5～0.8％；燃料比为550～560kg/m3.d。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料及其高炉冶炼方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将高铬型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬钒钛矿质量配比控制在50％，普通铁矿粉30％，辅料：焦粉4.8％，溶剂：石灰石和生石灰总量为12％，烧结矿的碱度控制在1.7至1.8之间；
按质量百分比将85％的烧结矿与15％粒度为10～50mm的普通块矿配入高炉进行冶炼，所述普通块矿中tfe质量含量为40～45％和sio2质量含量为20～25％；冶炼具体参数：风温1220℃，富氧率达到6％，炉渣(tio2)22％，高炉渣碱度控制在1.10～1.15，得到含铬钒钛生铁。
本发明对实施例1制备的含铬钒钛生铁进行铬质量含量的测试及高炉利用系数进行计算，结果见表1，表1为本发明实施例1～4的实验参数、制备的含铬钒钛生铁中铬的质量含量和高炉利用系数计算结果：
表1本发明实施例1～4的实验参数、制备的含铬钒钛生铁中铬的质量含量和高炉利用系数计算结果
由表1可见，随着烧结中高铬型钒钛精矿配比提高，普通矿配比降低及高炉含铬钒钛烧结矿配比提高，普通块矿比例的降低，风温的增加，富氧率的提高，实现了高炉冶炼的强化，利用系数增加，燃料比降低，铁水[cr]含量增加，为后续从铁水中提取cr元素创造了条件。
实施例2
将高铬型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬钒钛矿质量配比控制在52％，普通铁矿粉28％，辅料：焦粉4.6％，溶剂：石灰石和生石灰总量为10％，烧结矿的碱度控制在1.7至1.8之间；
按质量百分比将88％的烧结矿与12％粒度为10～50mm的普通块矿配入高炉进行冶炼，所述普通块矿中tfe质量含量为40～45％和sio2质量含量为20～25％；冶炼具体参数：风温1230℃，富氧率达到7％，炉渣(tio2)22.5％，高炉渣碱度控制在1.10～1.15，得到含铬钒钛生铁。
本发明对实施例2制备的含铬钒钛生铁进行铬质量含量的测试及高炉利用系数进行计算，结果见表1，表1为本发明实施例1～4的实验参数、制备的含铬钒钛生铁中铬的质量含量和高炉利用系数计算结果。
实施例3
将高铬型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬钒钛矿质量配比控制在55％，普通铁矿粉25％，辅料：焦粉4.4％，溶剂：石灰石和生石灰总量为9％，烧结矿的碱度控制在1.7至1.8之间；
按质量百分比将90％的烧结矿与10％粒度为10～50mm的普通块矿配入高炉进行冶炼，所述普通块矿中tfe质量含量为40～45％和sio2质量含量为20～25％；冶炼具体参数：风温1240℃，富氧率达到8％，炉渣(tio2)22.8％，高炉渣碱度控制在1.10～1.15，得到含铬钒钛生铁。
本发明对实施例3制备的含铬钒钛生铁进行铬质量含量的测试及高炉利用系数进行计算，结果见表1，表1为本发明实施例1～4的实验参数、制备的含铬钒钛生铁中铬的质量含量和高炉利用系数计算结果
实施例4
将高铬型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬钒钛矿质量配比控制在58％，普通铁矿粉22％，辅料：焦粉4.2％，溶剂：石灰石和生石灰总量为9％，烧结矿的碱度控制在1.7至1.8之间；
按质量百分比将95％的烧结矿与5％粒度为10～50mm的普通块矿配入高炉进行冶炼，所述普通块矿中tfe质量含量为40～45％和sio2质量含量为20～25％；冶炼具体参数：风温1250℃，富氧率达到9％，炉渣(tio2)23.2％，高炉渣碱度控制在1.10～1.15，得到含铬钒钛生铁。
本发明对实施例4制备的含铬钒钛生铁进行铬质量含量的测试及高炉利用系数进行计算，结果见表1，表1为本发明实施例1～4的实验参数、制备的含铬钒钛生铁中铬的质量含量和高炉利用系数计算结果。
由以上实施例可知，本发明提供了一种铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼炉料，包括以下组分：85～95重量份的烧结矿和5～15重量份的粒度为10～50mm的块矿；所述烧结矿由质量比为50～60:20～30:4～5:7～15的铬型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述块矿中tfe的质量含量为40～45％，sio2的质量含量为20～25％。该炉料在上述含量的组分的协同作用下，实现了铬型钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，高炉冶炼利用系数较高，燃料比下降，且冶炼制得的含铬钒钛生铁中[cr]含量较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.45～2.55t/m3.d；含铬钒钛生铁中[cr]质量含量为0.5～0.8％；燃料比为550～560kg/m3.d。
以上所述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。