一種wld-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑及其制備方法，其特征在于由過期玉米淀粉、羧甲基纖維素鈉(CMC)、過氧化鈣(CaO2)、二氧化錳、過硼酸鈣、硼酸(H3BO3)和鐵酸鈣組成，本發(fā)明中，采用過期玉米淀粉，屬于廢棄資源綜合利用，極大的降低了強化劑的成本，有利于企業(yè)降本增效。
【專利說明】一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑及其制備方 法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 釩鈦磁鐵礦是一種多金屬元素的復合共生礦，除鐵以外還含有鈦、釩、鎳、鉻、銅等 30多種有用元素。其中以鐵為主，其余元素以鈦和釩較多。近年來，隨著釩鈦資源的綜合利 用和鋼鐵冶煉技術的進步，對釩鈦磁鐵礦的開發(fā)利用更為廣泛。釩鈦磁鐵礦要用于冶煉優(yōu) 質鋼鐵材料和后續(xù)提釩、提鈦工藝，首先要經過燒結成礦這一工序。但是由于釩鈦磁鐵礦具 有"三高"""三低""的成分特點而且其物化性的特殊性，給燒結過程帶來了困難，嚴重影響 了燒結成品礦的技術指標。
[0003] 攀西I凡欽磁鐵礦多數(shù)屬于1?欽、1?硫的I凡欽磁鐵共生礦，由于其特殊的連晶、聚磁 作用惡化了原礦的選別性能，因而所選精礦全鐵品位長期處于51. 2?52. 5%的低水平，近 期也只能達到54. 1 %?58. 6%，且TiO2含量大都高達12?13%，只有少部分處于10? 12 %;此外，這種特殊的釩鈦磁鐵精礦還具有Al2O3高、SiO2低及粒度粗（-0. 074_粒級僅占 50%左右）、組成不合理、親水性差、煅燒過程增重等特點。攀鋼燒結試驗及生產實踐表明， 這種礦具有許多特殊的燒結特性，總體上屬于特別難燒結的礦種。表現(xiàn)在①混合料成球性 差、熔點高、透氣性不好，②燒結過程中會生成許多脆性較大的鈣鈦礦（CaO·TiO2)、鈦榴石 等含鈦礦物，成礦后鈦赤（磁）鐵礦的含量高達60?70%，遠高于普通燒結礦中赤（磁） 鐵礦含量，因而強度差、成品率低、粉化率高的問題比較突出。
[0004] 釩鈦燒結礦的化學成分比較復雜，釩鈦燒結礦除TiO2和V2O5外，其他化學成分和 普通燒結礦相比也有較大的差異，根據(jù)TiO2含量高低，釩鈦燒結礦可分為高鈦型（攀鋼）、 中鈦型（承鋼）和低鈦型（馬鋼）。與普通燒結礦的化學成分相比，釩鈦燒結礦具有"三 低"、"三高"的特點。三低即燒結礦含鐵低、FeO和SiO2含量低，三高則是Ti02、MgO、Al2O3 含量高。
[0005] 釩鈦燒結礦的轉鼓強度一般低于普通燒結礦。主要原因是：（1)燒結礦中的SiO2 含量較低，從而硅酸鹽的粘結相量少；（2)燒結過程中較高的TiO2含量與CaO易反應成脆性 的鈣鐵礦；（3)燒結的液相量少，粘結的能力差。另外釩鈦燒結礦的物化性導致燒結礦耐磨 不耐摔。
[0006] ①釩鈦燒結礦的還原性能
[0007] 釩鈦燒結礦的還原性能高于普通燒結礦。主要影響因數(shù)有堿度、FeO含量、TiO2含 量。
[0008] (1)堿度的影響。大體上與堿度對普通燒結礦的影響規(guī)律相似，隨燒結礦堿度升高 而上升。
[0009] (2)FeO含量的影響。釩鈦燒結礦中的FeO主要存在形式為鈦磁鐵礦和鈣鐵橄欖 石，其還原性能較差，但比普通燒結礦較好。釩鈦燒結礦的還原度隨著FeO含量的增加呈直 線下降，因此，釩鈦磁鐵礦燒結時，在保證釩鈦燒結礦強度條件下，控制適宜的FeO含量使 之具有良好的還原性。
[0010] ⑶TiO2含量的影響。在釩鈦燒結礦中，TiO2含量的增加會使燒結礦的還原能力下 降。一般認為，TiO2含量的增加，致使燒結礦中的含鐵物相量減少，脈石礦物量增加，而過多 的脈石礦物阻礙了還原氣體的擴散。
[0011] ②釩鈦燒結礦的低溫還原粉化性能
[0012] 一般情況下，燒結礦低溫（400-500°C)還原粉化的產生的原因是晶形轉變（赤鐵 礦還原為磁鐵礦）。鈦赤鐵礦具有多種晶型，比如粒狀、斑狀、樹枝狀集合體、葉片狀、骸晶狀 等。晶型的不同，會導致還原粉化性能不同，其中以骸晶狀的菱形鈦赤鐵礦的還原粉化現(xiàn)象 最為嚴重。釩鈦燒結礦的低溫還原粉化率高于普通燒結礦。目前某鋼鐵廠的燒結礦還原粉 化率一般大于55% -60%，如果普通燒結礦中存在釩鈦物料，也會導致還原粉化率上升。
[0013] ③釩鈦燒結礦的軟熔滴落性能
[0014] 釩鈦燒結礦的軟熔滴落性能是由其礦物組成所決定的，釩鈦燒結礦中含有大量的 高熔點礦物，導致其軟化溫度高，高熔點礦物之間的熔點相差大，使其熔滴溫度區(qū)間寬，且 滴落的過程中渣鐵之間分離差，渣中帶有大量的鐵。燒結礦的堿度、Ti02含量等因素將影 響釩鈦燒結礦軟熔滴落性能。
[0015] ?釩鈦磁鐵精礦燒結的難點
[0016] (1)成球性差，球粒熱強度較低，料層透氣性不好。影響精礦成球性的因素：親水 性、粒度粗細、粗細粒級比例、顆粒表面粗糙度、孔隙率等。
[0017] 如攀枝花釩鈦磁鐵礦潤濕熱值較大，表明其親水性較好，但大部分粒度較粗，精礦 粒度小于0. 074mm的含量在35%左右，比表面積是491. 1723cm2/g，孔隙率低，在不添加任 何粘結劑的條件下，精礦成球性指數(shù)最小，所以成球性最差。而且如果在不添加任何粘結 劑的情況下，已制?；旌狭现械臏暑w粒強度極差。燒結過程中燒結帶、燃燒帶、預熱帶和過 濕帶的阻力損失分別為1166Pa、3352Pa、4352Pa、1930Pa，其中預熱帶最薄，但是阻力損失最 大，說明燒結礦在受熱和擠壓時，準顆粒粉化現(xiàn)象嚴重，必然致使整個料層的透氣性變差。
[0018] (2)燒結礦強度差、成品率低。釩鈦磁鐵精礦的化學成分中TiOjPAl2O3含量較高， TFe和SiO2含量較低，致使燒結過程中形成的普通硅酸鹽粘結相量少，一部分為鈣鐵礦相， 鈣鐵礦本身的抗壓強度低，而且鈣鐵礦的熔點高至1970°C，具有很強的結晶能力，是結晶物 相中最早的，充填于硅酸鹽、鈦磁鐵礦和鈦赤鐵礦晶粒之間，致使燒結礦的孔隙率變大，礦 物間的粘連能力變弱，所以燒結礦的強度差，成品率低。
[0019] 現(xiàn)有技術方案的燒結強化劑，基本上都是應用于普通礦石燒結生產的，還沒有一 種專門應用于釩鈦磁鐵礦高配加比例條件下（>40%)的專用復合強化劑?，F(xiàn)在市場上的 強化劑主要是從配加燃燒催化劑和硼添加類物質，用來改善燃料燃燒，加快燃燒速度以加 快垂直燒結速度，提高生產率的目的。還有添加硼類物質主要是應用硼類物質的低熔點， 以及離子置換性降低燒結礦粉化率。但是在添加過程中沒有客觀分析釩鈦燒結的特殊性， 對釩鈦磁鐵礦燒結難點沒有針對性措施，只是泛泛的從燒結反應和成礦機理上進行合理補 償。在這個過程中，有些也帶來了有害元素，比如一些堿金屬和硫、磷等，此外強化劑普遍價 位較高,會造成燒結礦成本上升,對燒結企業(yè)有成本壓力。
[0020] 本發(fā)明主要試用于釩鈦磁鐵礦高配加比例條件下（>40% )的燒結生產，針對釩鈦 燒結特點：成分"三高三低"、混合料成球性差、球粒熱強度較低、料層透氣性不好、燒結礦強 度差、成品率低，鈣鈦礦生成量大和低溫還原粉化率高等，進行集中改善。在本發(fā)明中采用 過期玉米淀粉，屬于廢棄物循環(huán)利用，羧甲基纖維素鈉和過期玉米淀粉將決定性的改變釩 鈦磁鐵礦粉在大比例配加條件下的混合料制粒效果不好所帶來的垂直燒結速度過慢，生產 效率不高等問題。二氧化錳將會是一種比較理想的助燃劑，可幫助配加燃料的充分燃燒，助 燃效果良好也不帶入有害元素。過氧化鈣和過硼酸鈣為理想增氧劑，在燒結過程中既能增 強燒結料層中氧化性氣氛，也能起到助燃效果。過硼酸鈣和硼酸的分解過程中，硼離子可充 分參與反應，改善釩鈦燒結礦冶金性能，降低低溫還原粉化率。鐵酸鈣為現(xiàn)行燒結理論中較 為理想的燒結礦礦相組織，在較低溫度下能快速融為液相，并且改善燒結礦還原性，增強釩 鈦燒結礦強度。


【發(fā)明內容】

[0021] 本發(fā)明專利的目的在于提供
[0022] -種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑，由過期玉米淀粉、羧甲基纖維素 鈉（CMC)、過氧化鈣（CaO2)、二氧化錳、過硼酸鈣、硼酸（H3BO3)和鐵酸鈣組成，具體配比如 下：
[0023] 過期玉米淀粉 50-70% 羧甲基纖維素鈉（CMC) 3-5% 過氧化鈣CaO2 3-5% 二氧化錳 3-5% 過硼酸鈣 1-3% 硼酸(H3BO3) 5-10% 鐵酸鈣 3-5%。
[0024]添加該強化劑進行燒結實驗的轉鼓強度達到58. 67%，成品率達到81. 98%，利用 系數(shù)為2. 11V(m2 ·h)，燒成率為95. 28%，返礦率為16. 43%。
[0025]添加該強化劑進行燒結實驗的試驗燒結礦的低溫粉化指數(shù)分別是RDI+6.3，為 72.2%，RDI+315，*88.8%，RDI_a5，*3.70%，RDI，*88.8%。
[0026]如前所述的配方進行配比，采用強力混合機將其混合后分帶包裝，所述強化劑配 方的粒徑均小于200目。
[0027]有益效果：
[0028]本發(fā)明采用WLD-2型f凡鈦磁鐵礦專用復合強化劑，重點改善f凡鈦磁鐵礦高配加比 例（>40%)條件下，垂直燒結速度變慢、燒結礦轉鼓強度不高、燒結礦小粒級偏多、燒結礦 低溫還原粉化率高等缺陷。加入本專用復合強化劑后，釩鈦燒結礦質量明顯改善，生產效率 跟同類工藝比較，生產效率較高，垂直燒結速度明顯加快，返礦率降低。燒結礦抗低溫還原 粉化性能明顯增強。并且本發(fā)明中，采用過期玉米淀粉，屬于廢棄資源綜合利用，極大的降 低了強化劑的成本，有利于企業(yè)降本增效。

【具體實施方式】
[0029] -種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑，由玉米淀粉、羧甲基纖維素鈉 (CMC)、過氧化鈣（CaO2)、二氧化錳、過硼酸鈣、硼酸（H3BO3)和鐵酸鈣組成，具體配比如下：
[0030] 過期玉米淀粉 50-70% 羧甲基纖維素鈉（CMC) 3-5% 過氧化鈣CaO2 3-5% 二氧化錳 3-5% 過硼酸鈣 1-3% 硼酸(H3BO3) 5-10% 鐵酸鈣 3-5%。
[0031] 如前所述的配方進行配比，采用強力混合機將其混合后分帶包裝，所述強化劑配 方的粒徑均小于200目。
[0032] 本發(fā)明WLD-2型釩鈦磁鐵礦專用復合強化劑在實驗室條件下進行了燒結杯對比 試驗，燒結杯規(guī)格為為300*700mm，在同等點火溫度、點火負壓、燒結負壓、配料結構和混合 料水分條件下，對比添加物有硼泥、硼酸、一般強化劑和WLD-2型專用強化劑，其配料方式 采取控制相同目標（R2 = 2.4,MgO= 2.5-3.0% )，按照R2 = 2·4±0·UFeO= 8.5±1%、 MgO= 2. 5?3. 0%、釩鈦比例60%，返礦外配比例35%進行二次配料計算，為適應燒結杯 的裝料量，每杯混合料配置干重在85kg，由于添加物劑量很小，采用外加方式加入，未計入 配料結構
[0033] 表1配料結構，％
[0034]

【權利要求】
1. 一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑，其特征在于，由玉米淀粉、羧甲基纖 維素鈉（CMC)、過氧化鈣（CaO2)、二氧化錳、過硼酸鈣、硼酸（H3BO3)和鐵酸鈣組成，具體配比 如下：
2. 如權利要求1所述的一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑，其特征在于， 添加該強化劑進行燒結實驗的轉鼓強度達到58. 67%，成品率達到81. 98%，利用系數(shù)為 2. IlV(m2 ? h)，燒成率為 95. 28%，返礦率為 16. 43%。
3. 如權利要求1所述的一種WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑，其特征在于，添 加該強化劑進行燒結實驗的試驗燒結礦的低溫粉化指數(shù)分別是RDI+6.3，為72. 2%，RDI+3.15， 為 88. 8%，RDLci 5，為 3. 70%，RDI,為 88. 8%。
4. 一種制備如權利要求1-3所述的WLD-2型釩鈦磁鐵礦燒結專用復合強化劑的制備 方法，其特征在于，按權利要求1所述的配方進行配比，采用強力混合機將其混合后分帶包 裝，所述強化劑配方的粒徑均小于200目。
【文檔編號】C22B1/243GK104357654SQ201410650492
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年11月11日
【發(fā)明者】柳浩 , 麥吉昌, 張卿, 萬新, 劉向輝, 龔藝杰, 廖遠峰, 向成功, 楊百順 申請人:重慶科技學院, 柳浩