高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法
2023-07-08 14:08:46
專利名稱：高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域的燒結技術，更具體地講，本發明涉及一種添加硼化物的高鈦型釩鈦磁鐵精礦的燒結方法。
背景技術：
釩鈦磁鐵礦屬於世界上難燒礦石之一，國內外燒結以不含TiA的普通礦為主，其燒結礦性能指標不受TiA的不利影響，因此燒結礦產量、質量的指標與冶金性能也明顯優於釩鈦燒結礦。在攀枝花釩鈦磁鐵精礦中，TiO2達到13wt%以上，Al2O3達到4. 5wt%以上，因此， 其熔點高達1400°C以上，產生的液相量少，比普通礦燒結液相量少10% 20% ；該種精礦粒度粗，< 200目的粒級含量只有40% 50% ；成球性能差，導致混合料透氣性差，垂直燒結速度慢，燒結礦產量和質量低。在還原性氣氛下(因在燒結中加入焦粉或無煙煤作為燃料來提高燒結溫度，在提高燒結溫度的同時伴隨產生還原性氣氛)，當燒結溫度低於1300°C時，會產生燒結料難熔，液相量少，燒結礦強度與成品率嚴重下降的後果。而當燒結溫度高於1400°C時，在燒結過程中將產生鈣鈦礦，即CaO · TiO2,該礦物是釩鈦磁鐵精礦在燒結過程中由於配碳過高，在1350°C以上的高溫還原性氣氛條件下形成的。鈣鈦礦 (CaO -TiO2)韌性差、硬度大而脆，熔點高達1970°C，造成燒結熔點進一步升高，液相量減少， 因此，鈣鈦礦對燒結礦強度起破壞作用，而且還會加劇設備磨損並縮短設備使用壽命。由於釩鈦磁鐵精礦的燒結特點，長期制約著燒結礦強度與成品率及其它技術經濟指標的改善，多年來強度一直沒有取得突破性進展。以攀枝花地區出產的釩鈦磁鐵精礦生產的鹼度(Ca0/Si02)為1.70、Ti02含量為7.5-llwt% (屬高鈦型)的燒結礦為例，其強度 (ISO轉鼓指數)只有65%左右，成品率只有50%左右，這種低鹼度高鈦型的釩鈦燒結礦冶金性能差，高爐冶煉水平低。鑑於此，亟待一種能夠顯著降低燒結熔點以改善燒結礦質量的釩鈦磁鐵精礦燒結方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種以高鈦型釩鈦磁鐵精礦為原料，配加部分硼化物製備高鈦型高鹼度燒結礦的製備方法。為了實現本發明的目的，提供了一種高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，所述方法包括的步驟有配料、混合、布料、點火燒結，燒結原料以高鈦型釩鈦磁鐵精礦為主，再配合普通富礦粉、熔劑、燃料，外配返礦，所述方法的特徵在於根據燒結礦中氏03含量要求確定硼化物的添加量。在根據本發明的實施例中，所述硼化物為硼酸或硼鐵精礦。當釩鈦燒結礦的B2O3 含量為0. 05-0. 60%時，採用加硼酸方式其配比為配合料的0. 05-0. 55% ；採用加硼鐵精礦的方式其配比為配合料的1_10%。優選化03含量0.06-0. 23%為最佳。所述的硼化物可為硼酸(H3BO3)或硼鐵精礦，其中，硼酸中化03含量為56. 45%;硼硼鐵精礦的TTe含量為55wt%，鐵精礦的成分以重量計含有FeO 23.0%, Fe2O3 55.5%, SiO2 4. 36%, B2O3 5.5%，MgO 10. 25%、Al2O3 與 CaO 低於 0. 5%。兩種硼化物使用一種即可。所述高鈦型釩鈦磁鐵精礦的IFe含量為52_55wt %，具體地講，所述高鈦型釩鈦磁鐵精礦的成分含量以重量計含有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%。所述燃料為焦粉或無煙煤，所述熔劑為石灰石、生石灰或它們的混合物。在本發明的實施例中，在混合步驟，混合料水分為6. 8-7. 5wt% ；在布料步驟，料層厚度為500-720mm，鋪底料厚度為20_40mm ；在點火、燒結步驟，點火溫度為950-1100°C，燒結廢氣溫度為100-160°C，燒結終點溫度為200-350°C，燒結負壓為12000_16500Pa。
具體實施例方式下面將參照本發明的實施例來詳細描述添加硼化物的高鈦型釩鈦磁鐵精礦的燒
結方法。研究與實踐表明，燒結時添加硼化物，提高其含硼量(主要是化03)，對降低燒結熔點，增加液相量，改進礦相結構，發展鐵酸鈣體系，提高強度，改善冶金性能(特別是低溫還原粉化率)具有重要作用。不同鐵礦石種類與添加不同硼化物種類其產生的效果是不同的，控制燒結礦中添加的B2O3含量對產生的技術效果也不一樣。然而，普通燒結礦添加硼與釩鈦燒結礦添加硼的機理不同，其配礦結構與燒結參數明顯不同，在釩鈦燒結礦中添加硼化物具有特殊性，特別是，如果燒結礦中化03含量的控制範圍不合理，則化03的作用效果不明顯，還會增加燒結礦製造成本。燒結原料以高鈦型釩鈦磁鐵精礦為主，再配合普通富礦粉、熔劑、燃料，外配返礦， 將這些原料加水進行兩次混合，而後進行布料、點火、燒結得到含有氏03的釩鈦燒結礦。單獨的釩鈦磁鐵精礦配加硼化物也可燒結，而且效果更明顯。燒結原料主要為高鈦型釩鈦磁鐵精礦，高鈦型釩鈦磁鐵精礦的IFe含量為 52-55wt%，高鈦型釩鈦磁鐵精礦的成分含量以重量計含有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%。返礦為燒結礦各次篩分的篩下物，主要成份是粒度< 5mm的燒結礦與未燒結的混合料；以及燒結過程中與高爐溝下產生的成品篩下物，粒度< 5mm，主要成份是小燒結礦。下面將具體描述釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的具體實施方式
。對於添加硼化物的高鈦型釩鈦磁鐵精礦的燒結方法，首先需要確定適宜的B2O3含量，再選用合適的含硼物質，確定其配比。具體地講，添加硼化物的量以燒結礦中氏03含量要求為準，燒結礦中化03含量控制為0. 05-0. 60wt%，經過配料計算，添加相應的硼化物。更優選地，釩鈦燒結礦中的化03含量為0. 06-0. 23wt%。具體地講，控制釩鈦燒結礦中的化03含量可採用以下方式在配合料中添加含有 B2O3的物質或含有硼元素的物質。例如，含有硼元素或化03的物質可為硼酸、硼鐵精礦。硼鐵精礦是化03含量較高的鐵精礦，屬於磁鐵精礦，在該礦物中化03含量高達 5. 5wt%，鐵品位為55wt%左右，SiA含量為4. 36wt %, Al2O3與CaO的含量低於0. 5wt%,MgO含量高達10. 25wt%。使用硼鐵精礦時按燒結工藝的正常配料、混合即可，無需特別的加工工序。另一種硼化物為硼酸(H3BO3)，硼酸中的化03含量為56. 45wt%，溶於熱水，添加該物質時需要熱用水稀釋成溶液，而後將溶液噴灑在配合料中。當釩鈦燒結礦中的的化03含量控制為0. 05-0. 60wt%時，採用加硼酸方式時，硼酸的配比為配合料(即，配料步驟中各種原料和燃料的混合物)的0. 05-0. 55wt% ；採用加硼鐵精礦的方式時，硼鐵精礦的配比為配合料的l-10wt%。優選地，將燒結礦中的化03含量控制為0. 06-0.最佳。除含硼物質外，其它原燃料以重量百分比計，其配比為釩鈦磁鐵精礦40-80wt%、 普通粉礦0_40wt %、石灰石l_20wt %、生石灰0-7. 5wt %、焦粉l_5wt %、無煙煤l_7wt %、返礦 30-50wt%。將上述含硼物質與各種原料和燃料一起進行混合、布料、燒結而得到含有化03的釩鈦燒結礦，然後對燒結礦進行破碎、篩分得到適合於冶煉的成品燒結礦。以質量百分數計，燒結時使用的鐵礦石化學成分見表1。表1鐵礦石化學成分(wt % )
權利要求
1.一種高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，所述方法包括的步驟有配料、混合、布料、點火燒結，燒結原料以高鈦型釩鈦磁鐵精礦為主，再配合普通富礦粉、熔劑、燃料， 外配返礦，所述方法的特徵在於根據燒結礦中B2O3含量要求確定硼化物的添加量。
2.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於所述硼化物為硼酸或硼鐵精礦，當釩鈦燒結礦的化03含量為0. 05-0. 60%時，採用加硼酸方式其配比為配合料的0. 05-0. 55% ；採用加硼鐵精礦的方式其配比為配合料的1_10%。
3.根據權利要求2所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於釩鈦燒結礦的化03含量為0. 06-0. 23wt%。
4.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於高鈦型釩鈦磁鐵精礦的IFe含量為52-55wt%，高鈦型釩鈦磁鐵精礦的成分含量以重量計含有 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.根據權利要求2所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於硼酸中的化03含量為56. 45%,硼鐵精礦的TTe含量為55wt%，硼鐵精礦的成分以重量計含有FeO 23.0%, Fe2O3 55. 5%, SiO2 4. 36%, B2O3 5. 5%, MgO 10. 25%、Al2O3 與 CaO 低於 0. 5%。
6.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於在混合步驟，混合料水分為6. 8-7. 5wt%。
7.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於在布料步驟，料層厚度為500-720mm，鋪底料厚度為20_40mm。
8.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於在點火、燒結步驟，點火溫度為950-1100°C，燒結廢氣溫度為100-160°C，燒結終點溫度為 200-350°C，燒結負壓為 12000-16500Pa。
9.根據權利要求1所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於溶劑為石灰石、生石灰或它們的組合，燃料為焦粉或無煙煤。
10.根據權利要求9所述的高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，其特徵在於在所述配料步驟中，高鈦型釩鈦磁鐵精礦為40-80Wt%、普通粉礦為0-40Wt%、石灰石為 l-20wt%、生石灰為0-7. 5wt%、焦粉為l_5wt%或無煙煤為l_7wt%、返礦為30_50wt%。
全文摘要
本發明提供了一種高鈦型釩鈦磁鐵精礦添加硼化物的燒結方法，所述方法包括的步驟有配料、混合、布料、點火燒結，燒結原料以高鈦型釩鈦磁鐵精礦為主，再配合普通富礦粉、熔劑、燃料，外配返礦，所述方法的特徵在於根據燒結礦中B2O3含量要求確定硼化物的添加量。根據本發明的燒結方法製備燒結礦，無需對設備進行改進，操作簡便，燒結後得到含有B2O3的釩鈦燒結礦強度高、冶金性能好。
文檔編號C21B5/00GK102242256SQ201110174629
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者何木光, 宋劍, 杜斯宏, 蔣大均, 雷電 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團有限公司