本发明涉及菱铁矿的应用加工领域，具体而言，涉及一种菱铁矿的分级布料烧结方法。
背景技术：
菱铁矿中铁主要以feco3形式存在，从理论上来讲，菱铁矿在400℃左右开始分解，到560℃分解完全。而一般烧结温度在1300℃以上，在高温调节下，feco3完全分解产生feo，但由于feo是不稳定相，在烧结条件下趋于形成稳定的fe3o4或fe2o3。由于存在此种特性，导致其加入烧结影响烧结矿强度，使很多钢铁企业不愿意使用。
但是，随着钢铁企业的持续生产，铁矿石资源越来越少，矿石开采成本越来越高，导致了生铁成本的大幅度增加，为此，使用价格低廉的菱铁矿成为各个钢铁企业降低生产成本的一个重要技术措施，但是菱铁矿会影响到本身烧结矿的强度，因此限制了其进一步的应用。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种菱铁矿的分级布料烧结方法，该方法的烧结物料结构为“钒钛精矿+菱铁矿+高品位铁矿+熔剂+燃料”，通过该烧结实验研究发现，对菱铁矿进行烧结后，烧结矿转鼓强度(iso)维持在71％以上，成品率和利用系数大幅度提高，值得广泛推广应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种菱铁矿的分级布料烧结方法，包括如下步骤：
(a)将菱铁矿筛分成粒度大于1mm的第一矿粉与粒度小于1mm的第二矿粉；
(b)将钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿按照质量比(60-65):(5-12):(0-5):(8-12):(4.5-6.5):(30-35)混合制粒得到混合料；
(c)将第一矿粉与混合料分别均等分成多个份数后，交替逐层铺料，最上层为混合料，进行烧结即可。
本发明的方法利用烧结物料结构为“钒钛精矿+菱铁矿+高品位铁矿+熔剂+燃料”，通过该烧结实验研究发现，对菱铁矿进行烧结后，烧结矿转鼓强度(iso)维持在71％以上，成品率和利用系数大幅度提高，值得广泛推广应用。
通过本发明的烧结方法能够有效利用菱铁矿资源，大量回收矿石资源中的铁元素，且其开采成本较为低廉，能够降低生铁制造成本，创造经济效益。同时，还能够带动周边菱铁矿资源的开采，为周边人民提供工作岗位，具有明显的社会效益。
优选地，所述步骤(b)中，所述焦粉的粒度小于5mm，所述活性灰熔剂的粒度小于3mm，所述返矿的粒度小于5mm。
优选地，所述步骤(b)中，钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿之间的质量比控制在(61-64):(6-10):(1-4):(9-10):(5-5.5):(32-34)。通过控制各个烧结料成分之间的比例，保证烧结过程中的有序进行。
优选地，所述步骤(b)中，所述混合料的水分控制在8-8.5wt％之间。
优选地，所述步骤(b)中，混合制粒的时间控制在6-10min之间。
优选地，所述步骤(c)中，第一矿粉与混合料分别均等分成三等份，交替逐层铺料后，两层混合料之间的第一矿粉的厚度在3mm以下。
优选地，所述步骤(c)中，铺设的最底层料的粒度控制在10-16mm之间，厚度为10mm以下。
优选地，所述步骤(c)中，铺设的烧结料的总厚度控制在650mm-700mm之间。
优选地，所述步骤(c)中，烧结过程中，点火时间控制在2-3min之间，点火压力5.5-6.0kpa之间。
优选地，所述步骤(c)中，烧结压力控制在11.5-12.5kpa之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的烧结物料结构为“钒钛精矿+菱铁矿+高品位铁矿+熔剂+燃料”，通过该烧结实验研究发现，对菱铁矿进行烧结后，烧结矿转鼓强度(iso)维持在71％以上，成品率和利用系数大幅度提高，值得广泛推广应用；
(2)本发明上述烧结方法操作步骤简单，操作条件温和，全程绿色环保，无任何三废产生；
(3)本发明不仅能够很好的带动周边菱铁矿资源开采，而且通过新颖的技术手段，能够保证烧结矿的质量指标，同时提高烧结产量，降低烧结铺底料的消耗量创造一定的经济效益
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提供了一种菱铁矿的分级布料烧结方法，包括如下步骤：
(a)将菱铁矿筛分成粒度大于1mm的第一矿粉与粒度小于1mm的第二矿粉；
(b)将钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿按照质量比(60-65):(5-12):(0-5):(8-12):(4.5-6.5):(30-35)混合制粒得到混合料；
(c)将第一矿粉与混合料分别均等分成多个份数后，交替逐层铺料，最上层为混合料，进行烧结即可。
一般钒钛烧结矿，其烧结精矿中含有大量的钛，导致了烧结性能较差，如何合理、有效的处理菱铁矿烧结成为本专利独特的发明点。
本发明的方法利用烧结物料结构为“钒钛精矿+菱铁矿+高品位铁矿+熔剂+燃料”，通过该烧结实验研究发现，对菱铁矿进行烧结后，烧结矿转鼓强度(iso)维持在71％以上，成品率和利用系数大幅度提高，值得广泛推广应用。
通过本发明的烧结方法能够有效利用菱铁矿资源，大量回收矿石资源中的铁元素，且其开采成本较为低廉，能够降低生铁制造成本，创造经济效益。同时，还能够带动周边菱铁矿资源的开采，为周边人民提供工作岗位，具有明显的社会效益。
在本发明所采用的烧结料中，钒钛精矿最好为白马精矿和太和精矿，高品位铁矿为国内高粉，菱铁矿则为周边矿山开采资源，固体配比80％，熔剂为活性灰，燃料为焦粉。
优选地，所述步骤(b)中，所述焦粉的粒度小于5mm，所述活性灰熔剂的粒度小于3mm，所述返矿的粒度小于5mm。
目前菱铁矿资源开采较少，属于表外矿开采，其粗粒度和细粒度占重量百分比相差不大，烧结混料前需对其进行筛分分级，分级按照两个粒级进行，这样可以提高烧结的效果。同样烧结料的其他成分也需要对粒度进行一定的控制，否则会影响到烧结效果。
优选地，所述步骤(b)中，钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿之间的质量比控制在(61-64):(6-10):(1-4):(9-10):(5-5.5):(32-34)。通过控制各个烧结料成分之间的比例，保证烧结过程中的有序进行。
优选地，所述步骤(b)中，所述混合料的水分控制在8-8.5wt％之间。
优选地，所述步骤(b)中，混合制粒的时间控制在6-10min之间。
优选地，所述步骤(c)中，第一矿粉与混合料分别均等分成三等份，交替逐层铺料后，两层混合料之间的第一矿粉的厚度在3mm以下，超过3mm影响菱铁矿的烧结效果。
优选地，所述步骤(c)中，铺设的最底层料的粒度控制在10-16mm之间，厚度为10mm以下。
优选地，所述步骤(c)中，铺设的烧结料的总厚度控制在650mm-700mm之间。
优选地，所述步骤(c)中，烧结过程中，点火时间控制在2-3min之间，点火压力5.5-6.0kpa之间。
优选地，所述步骤(c)中，烧结压力控制在11.5-12.5kpa之间。
本发明在烧结过程中，点火温度控制在1100℃-1150℃之间，烧结一般采用抽风的方式进行压力控制，抽风流量控制在5-15m3/min之间。
最后，当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高再下降至20℃时，烧结过程结束，将烧结饼倒出并进行粗破(破碎机的间距50mm)，再进行3次落下处理(落下高度2m)后按40-25、25-16、16-10、10-5、<5mm进行筛分，计算>5mm所占比例，按标准要求进行检测转鼓强度。
本发明的菱铁矿的分级布料烧结方法根据含铁物料的岩石特性、烧结基础特性(溶化性、同化性)、脉石种类和数量、矿石结构、粒度分布、烧结矿的冶金性能，对烧结用原料进行了合理适当的配比，并优化整个烧结过程的参数，从而使得最后烧结效果达到最优，该方法值得广泛推广进行应用。
下面通过具体的实施方式对本发明的方案进行进一步说明：
实施例1
1)将菱铁矿按照两个粒级进行筛分，分别为>1mm部分的第一矿粉和<1mm部分的第二矿粉，其中<1mm部分加入烧结混合料中，进行混匀制粒，而>1mm部分则用于分级布料使用；
2)对烧结用焦粉、熔剂、返矿矿粉进行粒度控制，焦粉的粒度小于5mm，活性灰熔剂的粒度小于3mm，返矿的粒度小于5mm；
3)将钒钛精矿、高品位铁矿、活性灰熔剂、焦粉、返矿(外配)按质量百分比60:12:8:6.5:30混合，然后放入混料机内进行机械混匀与制粒，控制混合料水分达到8％，混合时间6-10min；
4)将大于1mm的第一矿粉分成3个等份，首先在烧结杯中先铺底料，由于铺底料可以用大粒级的菱铁矿，铺底料的厚度10mm，粒度为10mm，再在铺底料上铺第一份>1mm的第一矿粉，在铺第一份混合料，这样逐层铺料，直到料全部铺完，其中最上层为混合料，控制烧结料的总厚度在650mm-700mm(含铺底料厚度)；
5)对烧结杯中的混合料进行点火抽风烧结，点火温度1100-1150℃，点火时间2.5-3.0min，点火负压为5.5-6.0kpa，烧结抽风负压为11.5-12.5kpa，抽风流量5m3/min；
6)当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高再下降至20℃时，烧结过程结束，将烧结饼倒出并进行粗破(破碎机的间距50mm)，再进行3次落下处理(落下高度2m)后按40-25、25-16、16-10、10-5、<5mm进行筛分，计算>5mm所占比例，按标准要求进行检测转鼓强度。
结果表明，烧结料粒度>3mm所占比例达到40％，烧结矿转鼓强度72.2％，烧结成品率75.84％，烧结机利用系数0.930t/(m2.h),烧结矿tfe品位51.2％，sio2含量5.65％，tio2含量7.50％。
实施例2
1)将菱铁矿按照两个粒级进行筛分，分别为>1mm部分的第一矿粉和<1mm部分的第二矿粉，其中<1mm部分加入烧结混合料中，进行混匀制粒，而>1mm部分则用于分级布料使用；
2)对烧结用焦粉、熔剂、返矿矿粉进行粒度控制，焦粉的粒度小于5mm，活性灰熔剂的粒度小于3mm，返矿的粒度小于5mm；
3)将钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿(外配)按质量百分比65:12:5:12:4.5:35混合，然后放入混料机内进行机械混匀与制粒，控制混合料水分达到8.5％，混合时间6-10min；
4)将大于1mm的第一矿粉分成3个等份，首先在烧结杯中先铺底料，由于铺底料可以用大粒级的菱铁矿，铺底料的厚度10mm，再在铺底料上铺第一份>1mm的第一矿粉，在铺第一份混合料，这样逐层铺料，直到料全部铺完，其中最上层为混合料，控制烧结料的总厚度在650mm-700mm(含铺底料厚度)；
5)对烧结杯中的混合料进行点火抽风烧结，点火温度1100-1150℃，点火时间2.5-3.0min，点火负压为5.5-6.0kpa，烧结抽风负压为11.5-12.5kpa，抽风流量15m3/min；
6)当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高再下降至20℃时，烧结过程结束，将烧结饼倒出并进行粗破(破碎机的间距50mm)，再进行3次落下处理(落下高度2m)后按40-25、25-16、16-10、10-5、<5mm进行筛分，计算>5mm所占比例，按标准要求进行检测转鼓强度。
结果表明，烧结料粒度>3mm所占比例达到45％以上，烧结矿转鼓强度77.4％，烧结成品率77.84％，烧结机利用系数0.960t/(m2.h),烧结矿tfe品位51.5％，sio2含量5.70％，tio2含量7.43％。
实施例3
1)将菱铁矿按照两个粒级进行筛分，分别为>1mm部分的第一矿粉和<1mm部分的第二矿粉，其中<1mm部分加入烧结混合料中，进行混匀制粒，而>1mm部分则用于分级布料使用；
2)对烧结用焦粉、熔剂、返矿矿粉进行粒度控制，焦粉的粒度小于5mm，活性灰熔剂的粒度小于3mm，返矿的粒度小于5mm；
3)将钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿(外配)按质量百分比61:10:1:10:5:34混合，然后放入混料机内进行机械混匀与制粒，控制混合料水分达到8.2％，混合时间6-10min；
4)将大于1mm的第一矿粉分成3个等份，首先在烧结杯中先铺底料，由于铺底料可以用大粒级的菱铁矿，铺底料的厚度10mm，粒度为16mm，再在铺底料上铺第一份>1mm的第一矿粉，在铺第一份混合料，这样逐层铺料，直到料全部铺完，其中最上层为混合料，两层混合料的之间的菱铁矿厚度在3mm，控制烧结料的总厚度在650mm-700mm(含铺底料厚度)；
5)对烧结杯中的混合料进行点火抽风烧结，点火温度1100-1150℃，点火时间2.5-3.0min，点火负压为5.5-6.0kpa，烧结抽风负压为11.5-12.5kpa，抽风流量10m3/min；
6)当烧结杯下端抽风管道的废气温度上升至最高再下降至20℃时，烧结过程结束，将烧结饼倒出并进行粗破(破碎机的间距50mm)，再进行3次落下处理(落下高度2m)后按40-25、25-16、16-10、10-5、<5mm进行筛分，计算>5mm所占比例，按标准要求进行检测转鼓强度。
结果表明，烧结料粒度>3mm所占比例达到48％以上，烧结矿转鼓强度71.9％，烧结成品率79.50％，烧结机利用系数1.066t/(m2.h)，烧结矿tfe品位51,0％，sio2含量5.61％，tio2含量7.56％。
实施例4
其他操作步骤与实施例3一致，只是钒钛精矿、高品位铁矿、第二矿粉、活性灰熔剂、焦粉、返矿(外配)按质量百分比64:6:4:9:5.5:32混合。
结果表明，烧结料粒度>3mm所占比例达到52％以上，烧结矿转鼓强度71.2％，烧结成品率74.04％，烧结机利用系数1.352t/(m2.h)，烧结矿tfe品位50.4％，sio2含量5.47％，tio2含量7.67％。
上述各个实施例所用的原料指标为：
钒钛铁精矿w(tfe)>56％，w(sio2)<3.5％，w(feo)>25％，w(tio2)>10％，w(粒度小于0.074mm>65％；
高品位铁矿w(tfe)>60％，w(sio2)6-10％，w(al2o3)<2.0％，w(tio2)<1.0％；
菱铁矿w(tfe)30-35％，w(sio2)15-18％，w(al2o3)<2.5％，w(cao)<3％，w(烧损)22-25％；
活性灰w(cao)85-90％，w(粒度<3.0mm)＝100％；
焦粉灰分12-15％，w(粒度<5.0mm)＝100％；
返矿w(tfe)51.5％，w(sio2)4.0-4.5％，w(cao)7.0-9.0％，ω(粒度<5mm)＝100％。
从上述实施例可知，本发明通过实施菱铁矿分级布料烧结技术，烧结混合料的透气性也得到了显著提高，提高了烧结垂直烧结速度，大幅度的提高了烧结利用系数，改善了钒钛矿烧结，可见该方法非常具有推广价值。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。