钒钛球团矿的制备方法
阅读说明：本技术 钒钛球团矿的制备方法 (Preparation method of vanadium-titanium pellet ore ) 是由 胡鹏 唐文博 郑魁 谢洪恩 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种钒钛球团矿的制备方法,属于钢铁冶金领域。钒钛球团矿的制备方法包括如下步骤：a.烧结返矿筛分；b.原料分别进行细磨；c.配料,将配好的原料进行润磨；d.先将步骤a中烧结返矿加入造球盘造母球,然后加入步骤c中润磨后的物料包裹母球,得到粒度为8-16mm的生球,然后进行焙烧。本发明对钒钛烧结返矿进行筛分和细磨处理,通过另外一种造块形式来进行制备,提高了烧结返矿的利用效率,还降低了炼铁过程固体燃料消耗和炼铁工艺流程的碳排放,可有效解决现有钒钛烧结矿成品率和转鼓强度低的问题。(The invention discloses a preparation method of vanadium-titanium pellets, belonging to the field of ferrous metallurgy. The preparation method of the vanadium-titanium pellet ore comprises the following steps: a. sieving sintered return ores; b. respectively carrying out fine grinding on the raw materials; c. blending, namely, carrying out wet grinding on the blended raw materials; d. adding the sintered return ores in the step a into a pelletizing disc to manufacture mother balls, then adding the materials subjected to the wet grinding in the step c to wrap the mother balls to obtain green balls with the granularity of 8-16mm, and then roasting. The vanadium-titanium sinter is screened and finely ground, and is prepared in another agglomeration form, so that the utilization efficiency of the sinter is improved, the solid fuel consumption in the iron-making process and the carbon emission in the iron-making process flow are reduced, and the problems of low yield and low drum strength of the existing vanadium-titanium sinter can be effectively solved.)
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种钒钛球团矿的制备方法。
背景技术
目前，我国的钒钛磁铁矿具有TFe低，Mg、Al、Ti含量高的特点，其烧结性能差，在烧结过程中产生较多的高熔点CaO.TiO2物相，使得烧结过程中液相量不足，且粘结相的形状及结构不合理，继而导致烧结矿的强度差、脆性大，致使钒钛烧结矿的成品率低(78％)，转鼓强度低(70％)等问题，使用此种钒钛烧结矿严重制约了高炉冶炼技术经济指标的进一步改善。
2015年1月28日CN104313302A公开了一种钒钛球团矿的制备方法，将98～99.5重量份的钒钛磁铁矿和0.5-2.0重量份的粘结剂混合，得到混合物，然后将所述混合物进行造球，得到钒钛生球团，将所述钒钛生球团看进行焙烧，得到钒钛球团矿，焙烧过程中保持富氧率为1-6％。该方法通过在焙烧过程中通入富氧，以进一步提高球团矿强度，且生产的球团矿只能小配比且需要添加其他高碱度物料才能满足高炉冶炼需求。
2015年8月26日CN104862472A公开了一种钒钛球团矿及其制备方法，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、预热和氧化焙烧得到钒钛球团矿。该方法为传统钒钛球团矿制备技术，仅为海沙钒钛磁铁矿提供了一种应用方法，生产的钒钛球团为酸性球团，球团还原性低，且无法利用高钛型钒钛烧结返矿，不能解决高钛性钒钛烧结矿加工成本高的问题。
因此，研究一种新的钒钛球团矿的制备方法，改善钒钛烧结矿成品率和转鼓强度低的问题，很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有钒钛烧结矿成品率和转鼓强度低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钒钛球团矿的制备方法，包括如下步骤：
a.将烧结返矿按5-3mm、3-1mm和<1mm的等级进行筛分；
b.将步骤a中<1mm级的烧结返矿、钒钛精矿、国内高粉、中粉、二次资源和熔剂分别进行细磨，至粒度达到-200目的占比＞65％；
c.配料，烧结所需原料按质量百分比为步骤b得到的钒钛精矿45-60％、国内高粉15-20％、中粉5-10％、烧结返矿5-10％、熔剂6-15％以及膨润土0.5-1％，将配好的原料进行润磨；
d.先将步骤a中3-1mm级的烧结返矿加入造球盘造母球，然后加入步骤c中润磨后的物料包裹母球，得到粒度为8-16mm的生球，然后进行焙烧。
上述步骤a中，将5-3mm级的烧结矿返回高炉利用。
上述步骤b中，细磨采用水泥磨机。
上述步骤b中，所述熔剂为生石灰和/或活性灰，将细磨后的生石灰或活性灰进行消化处理，按照其中含有的有效CaO含量进行加水消化，消化时间10min。
上述步骤c中，所述膨润土粒度＜0.074mm的占比＞95％。
上述步骤c中，采用高压润磨机进行润磨，润磨时间5min。
上述步骤d中，造球采用圆盘造球机，所述圆盘造球机为Φ1000×350mm，转速为20-25r/min、倾角40-50°可调的圆盘造球机。
上述步骤d中，加入润磨料之前在母球表面喷洒雾化水。
上述步骤d中，加入润磨料之后需不断补充雾化水和润磨物料，使生球团不断长大，直至得到粒度为8-16mm的生球。
进一步的是，步骤d中，控制生球水分为7.5-8.5％。
进一步的是，步骤d中，控制生球0.5m落下强度大于5次/个，抗压强度大于10N/个。
上述焙烧为：将粒度为8-16mm的生球均匀的放置在焙烧炉中，经过干燥，预热后焙烧，焙烧完成后取出球团自然冷却。
进一步的是，预热和焙烧均采用实验用高温竖式焙烧炉，升温速度和温度值均可设定，最高焙烧温度1300℃。
更进一步的是，控制干燥温度为200-250℃，时间10-20min；预热温度800-850℃，时间15-25min，焙烧温度1100-1200℃，时间20-30min。
本发明的有益效果是：本发明的在基于高炉冶炼钒钛矿比例不降低和造渣制度不变的条件下，提出了将钒钛烧结原料经过细磨、配料、润磨混匀、造球、焙烧的新造块工艺技术路线，形成了一种钒钛球团矿的制备方法。
本发明通过对钒钛烧结返矿进行筛分和细磨处理，为造球过程提供天然的母球，同时提高了烧结返矿的利用效率，有效的改善了高钛型钒钛烧结矿总返矿率高的问题；将烧结物料通过另外一种造块形式来进行制备，不仅有效的改善了钒钛烧结矿成品率和转鼓强度低的问题，还降低了炼铁过程固体燃料消耗，进一步降低了炼铁工艺流程的碳排放；用烧结物料制备的钒钛球团矿，虽然球团内部液相量增多，导致固相固结作用变差和抗压强度变低，但液相冷却后会形成较多均匀而规则的小孔，对于提高球团矿的还原性能有显著效果，能够进一步降低高炉焦炭消耗量；利用烧结物料制备的钒钛球团矿，对于高炉入炉成分没有影响，故其加入高炉不会影响现行高炉冶炼制度，同时为高炉提高球团矿配比冶炼奠定了基础。
本发明的钒钛球团矿的制备方法，能够显著改善钒钛烧结矿成品率和转鼓强度低的问题，结合本发明焙烧工艺的控制，不仅为高炉强化冶炼奠定了基础，还进一步降低了烧结过程固体燃耗，为钢铁企业碳减排创造了条件，提升了企业竞争力。
具体实施方式
本发明的技术方案，具体可以按照以下方式实施。
钒钛球团矿的制备方法，包括如下步骤：
a.将烧结返矿按5-3mm、3-1mm和<1mm的等级进行筛分；
b.将步骤a中<1mm级的烧结返矿、钒钛精矿、国内高粉、中粉、二次资源和熔剂分别进行细磨，至粒度达到-200目的占比＞65％；
c.配料，烧结所需原料按质量百分比为步骤b得到的钒钛精矿45-60％、国内高粉15-20％、中粉5-10％、烧结返矿5-10％、熔剂6-15％以及膨润土0.5-1％，将配好的原料进行润磨；
d.先将步骤a中3-1mm级的烧结返矿加入造球盘造母球，然后加入步骤c中润磨后的物料包裹母球，得到粒度为8-16mm的生球，然后进行焙烧。
为了降低高钛型钒钛烧结矿总返矿率，因此优选的是，上述步骤a中，将5-3mm级的烧结矿返回高炉利用。
为了达到更好的实验效果，因此优选的是，上述步骤b中，细磨采用水泥磨机；所述熔剂为生石灰或活性灰，将细磨后的生石灰或活性灰进行消化处理，按照其中含有的有效CaO含量进行加水消化，消化时间10min。
为了进一步提高生球的成球率和球团矿产质量，因此优选的是，上述步骤c中，所述膨润土粒度＜0.074mm的占比＞95％，所述膨润土作为粘结剂。
为了保证了各种物料的均匀混合，并增强造球物料的比表面积，因此优选的是，采用高压润磨机进行润磨，润磨时间5min。
为了得到更好的生球，因此优选的是，上述步骤d中，造球采用圆盘造球机，所述圆盘造球机为Φ1000×350mm，转速为20-25r/min、倾角40-50°可调的圆盘造球机。
为了提高钒钛烧结矿成品率和转鼓强度，因此优选的是，上述步骤d中，加入润磨料之前在母球表面喷洒雾化水；加入润磨料之后需不断补充雾化水和润磨物料，使生球团不断长大，直至得到粒度为8-16mm的生球；更优选的是，控制生球水分为7.5-8.5％；控制生球0.5m落下强度大于5次/个，抗压强度大于10N/个。
为了达到更好的实验效果，因此优选的是，上述焙烧为：将粒度为8-16mm的生球均匀的放置在焙烧炉中，经过干燥，预热后焙烧，焙烧完成后取出球团自然冷却；更优选的是，预热和焙烧均采用实验用高温竖式焙烧炉，升温速度和温度值均可设定，最高焙烧温度1300℃；控制干燥温度为200-250℃，时间10-20min；预热温度800-850℃，时间15-25min，焙烧温度1100-1200℃，时间20-30min。
下面通过实际的例子对本发明的技术方案和效果做进一步的说明。
实施例
本发明提供三组采用本发明方法制备钒钛球团矿的实施例和一组采用现有技术制备烧结矿的对比例，实施例中采用的原料主要化学成分如表1所示。
表1原料主要化学成分/％
1、实施例1-3的具体实验步骤：
a.先将高钛型钒钛烧结返矿做筛分处理，筛分粒级为5-3mm、3-1mm和<1mm三个粒级，其中5-3mm部分作为小粒级烧结矿直接返回高炉冶炼；
b.将步骤a中<1mm级的烧结返矿、钒钛精矿、国内高粉、中粉、二次资源、石灰石和活性灰放入烘箱中进行烘干，温度设置为150℃，烘干时间为2h；将烘干后的物料放入水泥磨机中进行干磨处理，干磨时间7min(粒度达到-200目的占比＞65％)；
c.配料，实施例1-3具体配比如表2所示，将配好的物料放入润磨机中进行充分润磨和混匀，润磨时间5min，形成混合料；
表2实施例1-3球团原料配比/％
钒钛精矿
国内高粉
中粉
返矿
活性灰
石灰石
膨润土
R
实施例1
55
17
10
5
5.5
7
0.5
1.83
实施例2
55
17
9.5
5
6
7
0.5
1.93
实施例3
55
17
9
5
6.5
7
0.5
2.03
d.将步骤a中3-1mm级的烧结返矿加入造球盘造母球，并进行表面喷洒雾化水做润湿处理，然后加入混合料使其逐渐外裹在返矿外层，逐渐长大形成适宜粒度(8-16mm)的钒钛生球团，并控制水分，圆盘造球机Φ1000×350mm，转速为20r/min、倾角48°；对得到的生球进行落下强度和抗压强度检测，落下强度检测方法为将生球提高至0.5M高空，然后自由落下到铁板上，对生球落下几次破损进行计数，作为落下次数；抗压强度检测方法为直接将生球放入抗压设备中进行检测，水分控制和生球强度测试结果如表3所示；
表3实施例1-3球团水分及强度检测
生球水分/％
抗压强度/N/个
落下强度/次/个
实施例1
8.0
14.69
5.3
实施例2
8.0
16.32
6.5
实施例3
8.0
17.54
7.1
e.最后将制备好的钒钛生球团放入高温竖式焙烧炉进行干燥、预热和焙烧，干燥温度200℃、时间10min，预热温度800℃、时间15min，焙烧温度1150℃、时间30min，将焙烧完全的熟球进行自然冷却，冷却时间6h。
2、对比例1的制备过程：
按照原料重量百分比进行配料，具体配比为：钒钛精矿55％，国内高粉15％，中粉8.5％，二次资源5％，活性灰5.5％，石灰石7％，焦粉4.0％，控制烧结混合料水分7.5％，经过混匀、制粒后将混合料均匀的布在烧结杯中进行点火烧结，烧结完成后倒出冷却、筛分。
3、对实施例1-3和对比例1制备烧结矿进行抗压强度、转鼓强度、成品率和化学成分检测，化学成分检测结果如表4所示，其余项检测结果如表5所示。
表4产品成分检测/％
TFe
SiO<sub>2</sub>
CaO
TiO<sub>2</sub>
V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
实施例1
48.81
5.78
10.54
7.44
0.37
实施例2
48.60
5.70
10.98
7.44
0.37
实施例3
48.39
5.63
11.42
7.44
0.37
对比例1
48.25
5.90
10.77
7.65
0.38
表5产品其余检测项结果
由实施例1-3可以看出，随着球团矿的碱度逐渐提高，生球的落下和抗压强度逐渐改善，主要原因在于混料过程中活性灰配比增加，其具有较大比表面积，能够起到粘结含铁物料的作用；另外就是随着球团矿碱度的逐渐提高，成品球团的抗压强度和转鼓强度逐渐降低，成品率和还原度逐渐提高，主要原因在于焙烧过程中生成了铁酸钙、硅酸盐等液相，强化了固相固结，但其抗压强度和抗摔倒能力则低于Fe2O3晶须的连接能力，从而导致了球团内部疏松多孔，抗压强度下降，还原度上升。
由表5可知，实施例1-3的球团矿的转鼓强度、成品率明显高于对比例1，采用本发明的方法较为显著的改善了钒钛烧结矿产质量差的问题，同时球团焙烧过程中减少了焦炭的配加，也为炼铁工序减少了碳排放。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种钴硫精矿和氢氧化钴矿的联合浸出工艺