本發(fā)明涉及含鐵礦石燒結(jié)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種燒結(jié)礦混合料、燒結(jié)礦及燒結(jié)礦的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)攀西地區(qū)具有儲(chǔ)量豐富的釩鈦磁鐵礦，該礦主要是鈦鐵礦和鈦鐵晶石的復(fù)合礦，具有難磨難選的特點(diǎn)。采選后用于燒結(jié)的鐵精礦fe含量低，僅有53％～55％，tio2含量高，達(dá)到10％～14％，al2o3含量高，3.5％～4.5％，自身熔點(diǎn)高，大于1400℃，親水性差，成球制粒效果不好，混合料透氣性差，垂直燒結(jié)速度慢。燒結(jié)過(guò)程中，熔劑中cao與精礦中tio2生成大量硬度高、韌性差、脆性高、強(qiáng)度差、且熔點(diǎn)高(1970℃)的鈣鈦礦(cao·tio2)。上述原因?qū)е赂哜佇外C鈦磁鐵礦燒結(jié)過(guò)程液相量少、燒結(jié)礦抗摔打能力差、返礦率高、成品率低，增加燒結(jié)工序的加工成本和生產(chǎn)負(fù)荷量，甚至導(dǎo)致燒結(jié)工序和煉鐵工序原料供應(yīng)鏈緊張，不利于煉鐵生產(chǎn)的有序組織。因此，探尋一種增加高鈦型釩鈦磁鐵礦燒結(jié)過(guò)程液相量、改進(jìn)釩鈦磁鐵礦燒結(jié)礦質(zhì)量的燒結(jié)方法是十分有必要的。。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一方面，提供了一種燒結(jié)礦的制備方法，可提高釩鈦磁鐵礦燒結(jié)的質(zhì)量和產(chǎn)量，尤其適用于高鈦型釩鈦磁鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)。此外，上述的制備方法有助于降低燒結(jié)返礦率，降低燒結(jié)的加工成本。
本發(fā)明的第二方面，提供了一種燒結(jié)礦，其具有好的強(qiáng)度和抗摔打能力。
本發(fā)明的第三方面，提供了一種燒結(jié)礦混合料，其具有料層透氣性好、易燒結(jié)，燒結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種燒結(jié)礦的制備方法，用于燒結(jié)釩鈦磁鐵礦。其中，釩鈦磁鐵礦是以第一質(zhì)量份的第一部分礦石和第二質(zhì)量份的第二部分礦石被分別獨(dú)立地提供。制備方法包括：
提供含鐵礦粉和所述第一部分礦石的第一混料、含硼鐵礦和所述第二部分礦石的第二混料，并且第一混料的燃料配比大于第二混料的燃料配比，第一混料的堿度小于第二混料的堿度。使所述第二混料包裹所述第一混料得到燒結(jié)料。燒結(jié)所述燒結(jié)料。
一種基于上述的制備方法制作而成的燒結(jié)礦。
一種燒結(jié)礦混合料。燒結(jié)礦混合料包括由第二混料包裹于第一混料而得的燒結(jié)料，且第一混料的燃料配比大于第二混料的燃料配比，第一混料的堿度小于第二混料的堿度。其中，第一混料包括鐵礦粉和第一部分礦石，第二混料包括硼鐵礦和第二部分礦石；第一部分礦石、第二部分礦石是被分別獨(dú)立地提供的釩鈦磁鐵礦。
上述方案的有益效果：
本發(fā)明實(shí)施例提供的燒結(jié)礦的制備方法采用第一部分礦石和第二部分礦石的方式進(jìn)行二次混料，并進(jìn)行燒結(jié)。其中，釩鈦磁鐵礦精礦不易制粒，當(dāng)期總量一致時(shí)，將其分為兩部分，并且在第一部分礦石內(nèi)添加有鐵礦粉，可提高鐵礦石的利用率。同時(shí)，相對(duì)于釩鈦磁鐵礦精礦，鐵礦粉更易制粒，因此，在第一部分中，其余礦物(釩鈦磁鐵礦精礦之外的礦物)的比例提高，從而有利于第一部分造粒。此外，結(jié)合高燃料配料比，可提高燒結(jié)料層蓄熱溫度。在第二部分礦石內(nèi)添加有硼鐵礦，可以降低燒結(jié)物熔點(diǎn)，進(jìn)而改善燒結(jié)效果，降低燒結(jié)成本。此外，通過(guò)使第二混料包括第一混料，低燃料配比的外層可減少燒結(jié)過(guò)程的過(guò)熔，可提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
以下針對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的燒結(jié)礦及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明：
釩鈦磁鐵礦主要是鈦鐵礦和鈦鐵晶石的復(fù)合礦，具有難磨難選的特點(diǎn)。采選后，用于燒結(jié)的鐵精礦中fe含量低，僅有53％～55％，tio2含量高，達(dá)到10％～14％，al2o3含量高，3.5％～4.5％。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，高熔點(diǎn)(大于1400℃)的鐵精礦親水性差，成球制粒效果不好，與其他物料混合形成的混合料透氣性差，因此，垂直燒結(jié)速度慢。此外，在燒結(jié)過(guò)程中，混合料的熔劑中cao與鐵精礦中tio2生成大量硬度高、韌性差、脆性高、強(qiáng)度差、且熔點(diǎn)高(1970℃)的鈣鈦礦(cao·tio2)。
上述原因?qū)е赂哜佇外C鈦磁鐵礦燒結(jié)過(guò)程液相量少、燒結(jié)礦抗摔打能力差、返礦率高、成品率低，增加燒結(jié)工序的加工成本和生產(chǎn)負(fù)荷量，甚至導(dǎo)致燒結(jié)工序和煉鐵工序原料供應(yīng)鏈緊張，不利于煉鐵生產(chǎn)的有序組織。
基于上述發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人提出了一種改善釩鈦磁鐵燒結(jié)礦質(zhì)量的燒結(jié)方法。發(fā)明人知道在釩鈦磁鐵礦中引入硼鐵礦可以改善燒結(jié)礦質(zhì)量和提高燒結(jié)礦成品率，但是，使用硼鐵礦的成本過(guò)高，因此，如何提高燒結(jié)礦品質(zhì)，同時(shí)降低生產(chǎn)成本是更進(jìn)一步的難題。
本發(fā)明中，通過(guò)二次布料造粒，在大幅降低硼鐵礦用量，結(jié)合外裹燃料和熔劑燒結(jié)新技術(shù)手段前提下，對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量取得較好的改善效果，也控制了燒結(jié)礦的成本，對(duì)于釩鈦磁鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)，更具有較大的技術(shù)改進(jìn)作用和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。另外，通過(guò)采用外裹含硼鐵礦物料的方式，并結(jié)合外裹燃料和熔劑燒結(jié)方法，明顯提高了釩鈦磁鐵礦燒結(jié)的質(zhì)量和產(chǎn)量，對(duì)高鈦型釩鈦磁鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)意義重大。例如，采用上述工藝能降低燒結(jié)工藝中的返礦率，降低燒結(jié)的加工成本，提高產(chǎn)量等。
具體地，本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種燒結(jié)礦的制備方法。所述的制備方法用于燒結(jié)釩鈦磁鐵礦，尤其是高鈦型釩鈦磁鐵礦。其中，有待進(jìn)行燒結(jié)處理的釩鈦磁鐵礦被分成獨(dú)立的兩部分，并且被分別地進(jìn)行處理。
本發(fā)明中，釩鈦磁鐵礦包括第一質(zhì)量份的第一部分礦石和第二質(zhì)量份的第二部分礦石。第一部分礦石與第二部分礦石的質(zhì)量可以存在多種選擇。較佳地，第一部分礦石的質(zhì)量大于第二部分礦石。
例如，在一些示例中，第一部分礦石的質(zhì)量是待燒結(jié)的釩鈦磁鐵礦總量的80％，第二部分礦石的質(zhì)量是待燒結(jié)的釩鈦磁鐵礦總量的20％。在另一些示例中，第一部分礦石的質(zhì)量是第二部分礦石質(zhì)量的1.6倍或1.5倍。
基于釩鈦磁鐵礦的燒結(jié)礦的制造方法包括以下步驟。
步驟s101、提供含鐵礦粉和第一部分礦石的第一混料、含硼鐵礦和第二部分礦石的第二混料。
第一混料的燃料配比大于第二混料的燃料配比，且第一混料的堿度小于第二混料的堿度。
在本發(fā)明的一些示例中，第一混料的堿度可以為1.7～1.8，燃料配比可以為4～5％，或4.1～4.3％，或4.5～4.9％。第二混料的堿度為2.0～2.2％，燃料配比為3～4％，或3.1～3.3％，或3.5～3.9％。當(dāng)然，第一混料和第二混料的堿度、燃料配比也可存在其他數(shù)值范圍，可根據(jù)實(shí)際的燒結(jié)工藝和釩鈦磁鐵礦的組成進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
作為一種可選的實(shí)現(xiàn)方式，第一混料和第二混料的組成如下：
第一混料包括釩鈦磁鐵礦(或釩鈦磁鐵礦精礦)、鐵礦粉、石灰石、生石灰、活性灰、焦粉、瓦斯灰以及混入燒結(jié)工藝中產(chǎn)生的冷返礦。
其中，釩鈦磁鐵礦中的tfe品位可以是53～55％，鐵礦粉可以包括tfe品位是58～60的部分(高品位鐵礦粉)，以及tfe品位是35～45的部分(中品位鐵礦粉)。
作為一種可選的示例，按重量份數(shù)計(jì)，第一混料包括43％的釩鈦磁鐵礦、34％的高品位鐵礦粉、5％的中品位鐵礦粉、4％的石灰石、6％的活性灰、5％的焦粉、1％的瓦斯灰和2％鋼渣，燃料配比按4～5％控制，配料堿度(cao/sio2)控制在1.7～1.8左右。其中的生石灰和活性灰采用溫度為40～70℃的熱水進(jìn)行消化得到一混消化熔漿，和其它燒結(jié)物料(生石灰和活性灰之前的原料)一并加入一混作業(yè)中進(jìn)行混料。
第二混料包括釩鈦磁鐵礦(或釩鈦磁鐵礦精礦)、硼鐵礦(或彭鐵精礦)、焦粉(或煤粉)、生石灰。
其中，釩鈦磁鐵礦中的tfe品位可以是53～55％，硼鐵精礦中的tfe品位可以是53～56％、三氧化二硼(b2o3)的含量可以為4～6％。硼鐵精礦配比為3～5％，燃料配比為3％～4％，對(duì)配料(生石灰之前的物料)進(jìn)行均勻干混。生石灰在80～90℃的熱水條件下進(jìn)行充分消化二混消化熔漿，堿度(cao/sio2)為2.0～2.2％。作為一種可選的示例，按重量份數(shù)計(jì)，第二混料包括83％的釩鈦磁鐵礦、3％的硼鐵礦、4％的煤粉、10％的生石灰。
步驟s102、使第二混料包裹第一混料得到燒結(jié)料。
待步驟s101中的一混燒結(jié)物料(第一混料中除生石灰和活性灰之外的原料)和熔劑熔漿(一混消化熔漿)混合后得到第一混料，使第一混料進(jìn)入二混作業(yè)設(shè)備約30s～1min后，向第一混料均勻噴灑消化后的熔劑熔漿(二混消化熔漿)，同時(shí)將步驟s101中的燒結(jié)物料(第二混料中除生石灰之外的原料)均勻?yàn)⑾虻谝换炝媳砻妫姙㈧F狀水，進(jìn)行二混制粒，制粒時(shí)間為3min～4min，混合料最終水分控制在7.0～7.5％。
進(jìn)一步地，為提高第二混料對(duì)第一混料的包裹效果(二次添加的礦粉和燃料的外裹效果)，二次添加的礦粉(釩鈦磁鐵礦精礦+硼鐵精礦)粒度小于200目的達(dá)到80％以上，燃料粒度可進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
步驟s103、燒結(jié)燒結(jié)料。
燒結(jié)的方式例如可以是：經(jīng)分步(如前述的二次)制粒后的燒結(jié)混合料(燒結(jié)料)，在料層厚度為600～750mm，鋪底料厚度為20～40mm，點(diǎn)火溫度為1000～1100℃，燒結(jié)負(fù)壓為11.0～17.0kpa，燒結(jié)終點(diǎn)溫度控制為250～400℃條件下進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)。
進(jìn)一步地，還可對(duì)燒結(jié)后的產(chǎn)品進(jìn)行破碎、冷卻、篩分和轉(zhuǎn)鼓測(cè)量等操作。經(jīng)過(guò)篩分的礦石(返礦)可以作為第一混料中的部分原料使用。
本發(fā)明提供的釩鈦礦燒結(jié)方式可通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)其對(duì)燒結(jié)礦性能的改進(jìn)。
釩鈦磁鐵礦精礦親水性差，成球效果差，在釩鈦磁鐵精礦用量總量一定條件下，在第一混料(第一部分燒結(jié)物料)中僅用部分的釩鈦磁鐵礦精礦用量，增加使用成球性較好的高品位鐵礦粉和中品位鐵礦粉，從而使制粒性得到加強(qiáng)。其次，第一混料具有相對(duì)較高的燃料配比，因此，在燒結(jié)蓄熱作用下提高了燒結(jié)料內(nèi)部(第一混料)的燒結(jié)溫度，有利于增加燒結(jié)過(guò)程中的燒結(jié)液相量，從而降低釩鈦磁鐵精礦熔點(diǎn)高的不利影響。
第二混料(第二部分燒結(jié)物料)適當(dāng)量(如3～5％)的硼鐵精礦，并外裹于第一混料的方式。由于硼鐵精礦中b2o3熔點(diǎn)低(450℃)，配入3～5％的硼鐵精礦有利于降低第二混料(第二部分燒結(jié)物料)熔點(diǎn)，增加燒結(jié)液相量，同時(shí)又不至于因熔點(diǎn)過(guò)低、液相量過(guò)多而影響透氣性。進(jìn)一步地，添加適當(dāng)量的硼鐵精礦，可在硼鐵精礦用量較少的情況下取得良好的燒結(jié)效果，減少燒結(jié)成本。
另外，外裹燒結(jié)物料層(第二混料)相對(duì)低的燃料配比可減少燒結(jié)過(guò)程燒結(jié)礦過(guò)熔，進(jìn)而也避免導(dǎo)致燒結(jié)透氣性惡化的現(xiàn)象。基于硼鐵精礦中cao含量低的特點(diǎn)，外裹燒結(jié)物料層(第二混料)較高的堿度(cao/sio2)控制，有利于在燒結(jié)過(guò)程中生成足夠的液相粘結(jié)相和強(qiáng)度高、還原性好的鐵酸鈣相，從而提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的燒結(jié)礦及其制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
(1)按照43％的釩鈦磁鐵礦精礦(tfe品位為54.2％)、34％的高品位鐵礦粉(tfe品位為58.5％)、5％中品位鐵礦粉(tfe品位為38％的)、4％石灰石、6％活性灰、5％焦粉、1％瓦斯灰和鋼渣。生石灰和活性灰采用溫度為40～70℃的熱水進(jìn)行消化，然后和其它燒結(jié)物料加入一混滾筒內(nèi)進(jìn)行均勻混料。
(2)按照82％的釩鈦磁鐵礦精礦(tfe品位為54.2％)、4.5％的硼鐵礦精礦(tfe品位為53.8％)、3.5％煤粉，進(jìn)行配料和干混。10％的生石灰在85℃熱水內(nèi)進(jìn)行充分消化以得到熔劑熔漿。
(3)按釩鈦磁鐵礦精礦總用礦量，結(jié)合上述配比計(jì)算，步驟(1)和步驟(2)中的燒結(jié)混勻料分別按照75％和25％加入二混進(jìn)行外裹混料。
具體地，先將步驟(1)中燒結(jié)混勻料按75％比重置于二混混料滾筒內(nèi)，混料40s，向步驟(1)中的燒結(jié)混勻料噴灑步驟(2)中消化后制得的熔劑熔漿，同時(shí)將25％比重的步驟(2)燒結(jié)混勻料(不包括生石灰)加入二混滾筒內(nèi)混勻料表面，并噴灑部分霧狀水。二混造粒4min結(jié)束，經(jīng)測(cè)量，二混混合料水分為7.3％。
(4)在φ300×800mm(直徑300mm，高800mm)燒結(jié)杯中，在鋪底料為20mm條件下，將二混混勻料均勻鋪于杯體內(nèi)，在1100℃溫度條件下進(jìn)行點(diǎn)火，在負(fù)壓為14.5kpa條件下進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，燒結(jié)終點(diǎn)溫度為300℃時(shí)終止燒結(jié)。進(jìn)行破碎、篩分、轉(zhuǎn)鼓測(cè)量后，相比于傳統(tǒng)釩鈦磁鐵礦燒結(jié)基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，燒結(jié)礦成品率提高1.35％，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高1.2％，燒結(jié)礦鈣鈦礦相有明顯的增多，燒結(jié)利用系數(shù)從1.295t/㎡·h提高至1.312t/㎡·h。
實(shí)施案例2
(1)按照43％的釩鈦磁鐵礦精礦(tfe品位為54.2％)、34％的高品位鐵礦粉(tfe品位為58.5％)、5％的中品位鐵礦粉(tfe品位為38％)、4％石灰石、6％活性灰、5％焦粉、1％瓦斯灰和鋼渣的配料結(jié)構(gòu)進(jìn)行配料，在一混滾筒內(nèi)進(jìn)行均勻混料。
(2)按照83％的釩鈦磁鐵礦精礦(tfe品位為54.2％)、3％的硼鐵礦精礦(tfe品位為53.8％)、4％煤粉，進(jìn)行配料和干混。10％生石灰在85℃熱水內(nèi)進(jìn)行充分消化。
(3)按釩鈦磁鐵礦精礦總用礦量，結(jié)合上述配比計(jì)算，步驟(1)和步驟(2)中的燒結(jié)混勻料分別按照75％和25％加入二混進(jìn)行外裹混料。
先將步驟(1)中燒結(jié)混勻料按75％比重置于二混混料滾筒內(nèi)，混料40s，向步驟(1)中噴灑消化后的熔劑熔漿，同時(shí)將25％比重的步驟(2)燒結(jié)混勻料加入二混滾筒內(nèi)混勻料表面，并噴灑部分霧狀水。二混造粒4min結(jié)束，經(jīng)測(cè)量，二混混合料水分為7.5％。
(4)在φ300×800mm(直徑300mm，高800mm)燒結(jié)杯中，在鋪底料為20mm條件下，將二混混勻料均勻鋪于杯體內(nèi)，在1100℃溫度條件下進(jìn)行點(diǎn)火，在負(fù)壓為14.5kpa條件下進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，燒結(jié)終點(diǎn)溫度為300℃時(shí)終止燒結(jié)。進(jìn)行破碎、篩分、轉(zhuǎn)鼓測(cè)量。相比于傳統(tǒng)釩鈦磁鐵礦燒結(jié)基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，燒結(jié)礦成品率提高1.05％，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高0.9％，燒結(jié)礦鈣鈦礦相有明顯的增多，但比添加4.5％硼鐵精礦時(shí)有所減少，燒結(jié)利用系數(shù)從1.295t/㎡·h提高至1.305t/㎡·h。
盡管已用具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。