本發(fā)明涉及煉鐵領域，具體涉及一種氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法。

背景技術：

目前，在我國攀枝花、承德等地區(qū)，蘊藏著豐富的釩鈦磁鐵礦資源，其中的釩和鈦是重要的戰(zhàn)略資源，但是并沒有得到有效的利用。近年來，隨著煤氣化技術的進步，有效的促進了利用氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦球團的技術。與傳統(tǒng)的高爐、轉底爐、隧道窯生產工藝相比，氣基豎爐還原技術在節(jié)能環(huán)保、單機產能、產品質量等發(fā)面，都具有突出的優(yōu)勢。同時，氣基豎爐還原技術還可避免還原劑灰分對還原產品的污染，從而減少產品熔化分離時的渣量，大幅提高產品熔化分離后tio2的品位和活性，并提高其中有價組元的回收率。

釩鈦磁鐵礦成分及結構復雜、親水性差，并且難成球、難焙燒。其中鐵氧化物的還原需要提供較高的還原溫度和較長的還原時間，并且，在還原過程中容易出現膨脹、粉化、粘結等問題。

因此，需要制備出能夠滿足氣基豎爐工藝要求的釩鈦磁鐵礦氧化球團，并有效克服釩鈦磁鐵礦球團在還原過程中出現的膨脹、粉化、粘結等問題。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在提供一種氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法。利用本發(fā)明的方法制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團品位高、抗壓強度高、冶金性能優(yōu)良，應用于氣基豎爐中，可提高釩鈦磁鐵礦氧化球團中鈦的回收率。

本發(fā)明提供了一種氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法，包括步驟：

a、準備釩鈦磁鐵礦和復合添加劑；

b、向所述釩鈦磁鐵礦中配加0.8～1.5wt％的所述復合添加劑，均勻混合得到混合物料；

c、將所述混合物料潤磨、造球，得到釩鈦磁鐵礦生球；

d、所述釩鈦磁鐵礦生球經干燥、預熱、焙燒處理后，得到釩鈦磁鐵礦氧化球團。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述復合添加劑的粒徑≤0.074㎜。

進一步的，所述復合添加劑包括粘結劑和鎂質添加劑。

所述粘結劑由10～20wt％的羧甲基纖維素鈉和80～90wt％的腐殖酸鈉混合而成。所述鎂質添加劑中包括50～90wt％的輕燒氧化鎂、5～30wt％的菱鎂石、5～20wt％的白云石。

進一步的，所述復合添加劑中，所述粘結劑和鎂質添加劑的比例為：20～30wt％：70～80wt％。

優(yōu)選的，所述釩鈦磁鐵礦的tfe≥50wt％。所述釩鈦磁鐵礦中，80wt％以上所述釩鈦磁鐵礦的粒徑≤0.074㎜。

進一步的，所述釩鈦磁鐵礦生球的粒徑為9～16㎜，抗壓強度≥10n/個。

上述氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法中，所述干燥過程中，控制干燥溫度為200～400℃，控制干燥時間為8～12min。

上述氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法中，所述預熱過程中，控制預熱溫度為900～1000℃，控制預熱時間為15～20min。

上述氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法中，所述焙燒過程中，控制焙燒溫度為1200～1300℃，控制焙燒時間為15～25min。

本發(fā)明在制備氣基豎爐用釩鈦磁鐵礦氧化球團時，采用本發(fā)明制備的復合添加劑代替腐殖酸鈉，用量少，產生的渣量少。并且，本發(fā)明制備的復合添加劑能夠提高氧化球團的品位，改善其還原性、低溫還原粉化、還原膨脹等熱態(tài)冶金性能，提高釩鈦磁鐵礦中有價元素的回收率。

采用本發(fā)明的方法制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團在進入氣基豎爐中進行還原的過程中，能夠發(fā)揮消脹提鈦的作用，在釩鈦磁鐵礦氧化球團中鈦的利用上具有明顯的優(yōu)勢。釩鈦磁鐵礦氧化球團在氣基豎爐中還原后，得到的熔分渣中tio2的含量較傳統(tǒng)的煤基直接還原技術要高出4.5～6個百分點，即鈦的回收率大大提高。

本發(fā)明的方法制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團，在氣基豎爐中進行還原冶煉時，可有效解決氣基豎爐中料層透氣性差、生產效率低的問題。

具體實施方式

以下結合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提出了一種釩鈦磁鐵礦氧化球團的制備方法，該釩鈦磁鐵礦氧化球團可應用于氣基豎爐進行球團的冶煉。本發(fā)明的方法包括如下步驟：

(1)原料的混合

將釩鈦磁鐵礦和復合添加劑均勻混合，得到混合物料。其中，在混合物料中，復合添加劑的占比為0.8～1.5wt％(wt％為質量百分數)。

本發(fā)明選用的釩鈦磁鐵礦的全鐵含量tfe≥50wt％。并且，80wt％以上釩鈦磁鐵礦的粒徑≤0.074㎜。

本發(fā)明中，復合添加劑由粘結劑和鎂質添加劑按20～30wt％：70～80wt％的比例復合而成。

其中，粘結劑由羧甲基纖維素鈉和腐殖酸鈉混合而成。粘結劑的粒徑≤0.074㎜。并且，粘結劑中，羧甲基纖維素鈉和腐殖酸鈉的比例為：10～20wt％：80～90wt％。

鎂質添加劑由輕燒氧化鎂、菱鎂石、白云石混合而成。其中，輕燒氧化鎂、菱鎂石、白云石的比例為：50～90wt％：5～30wt％：5～20wt％。

(2)制備釩鈦磁鐵礦生球

上述步驟得到的混合物料進行潤磨、造球處理后，得到釩鈦磁鐵礦生球。

本發(fā)明制備得到的釩鈦磁鐵礦生球粒徑為9～16㎜，抗壓強度≥10n/個。并且，釩鈦磁鐵礦生球的落下強度≥4次/個。

(3)制備釩鈦磁鐵礦氧化球團

得到的釩鈦磁鐵礦生球經干燥、預熱、焙燒處理后，可得釩鈦磁鐵礦氧化球團。本發(fā)明制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團可滿足氣基豎爐冶煉球團的要求。

其中，干燥過程中，控制干燥溫度為200～400℃，干燥時間為8～12min。

預熱過程中，控制預熱溫度為900～1000℃，預熱時間為15～20min。

焙燒過程中，控制焙燒溫度為1200～1300℃，焙燒時間為15～25min。本發(fā)明選用的焙燒設備為：馬弗爐、豎爐、鏈篦機-回轉窯、帶式焙燒機以及其它可滿足本發(fā)明焙燒要求的焙燒裝置。

實施例1

本實施例選用的釩鈦磁鐵礦的主要化學成分為：

tfe59.32wt％、feo28.66wt％、cao1.03wt％、mgo2.95wt％、sio23.89wt％、al2o31.17wt％、tio212.94wt％、v2o50.65wt％。

并且，83wt％的釩鈦磁鐵礦的粒徑在0.074㎜以下。向該釩鈦磁鐵礦中配加1.2wt％的復合添加劑。其中，復合添加劑的配方為：20wt％的粘結劑(20wt％羧甲基纖維素鈉+80wt％腐殖酸鈉)、80wt％的鎂質添加劑(60wt％輕燒氧化鎂+25wt％菱鎂石+15wt％白云石)。釩鈦磁鐵礦與復合添加劑混合均勻后，進行造球處理，得到釩鈦磁鐵礦生球。

釩鈦磁鐵礦生球進行干燥、預熱、焙燒，得到釩鈦磁鐵礦氧化球團?？刂聘稍餃囟葹?00℃，干燥時間為10min；預熱溫度為1000℃，預熱時間為20min；焙燒溫度為1200℃，焙燒時間為25min。

本實施例制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團的抗壓強度為2312n/個，還原度r90為75.4％，低溫還原粉化率rdi-3.15mm為2.5％，還原膨脹率為10.5％，粘結性指數為10.4％。該釩鈦磁鐵礦氧化球團在氣基豎爐中直接還原后，熔分所得鈦渣中tio2的含量為59.67wt％，而煤基直接還原熔分渣中tio2的含量為54.18wt％。本實施例所得的鈦渣中tio2的含量比煤基直接還原技術高5.49個百分點。

實施例2

本實施例選用的釩鈦磁鐵礦的主要化學成分為：

tfe57.18wt％、feo16.67wt％、cao0.16wt％、mgo1.98wt％、sio21.16wt％、al2o32.69wt％、tio29.12wt％、v2o50.46wt％。

并且，87wt％的釩鈦磁鐵礦的粒徑在0.074㎜以下。向該釩鈦磁鐵礦中配加1.5wt％的復合添加劑。其中，復合添加劑的配方為：30wt％粘結劑(10wt％羧甲基纖維素鈉+90wt％腐殖酸鈉)、70wt％鎂質添加劑(75wt％輕燒氧化鎂+15wt％菱鎂石+10wt％白云石)。釩鈦磁鐵礦與復合添加劑混合均勻后，進行造球處理，得到釩鈦磁鐵礦生球。

釩鈦磁鐵礦生球進行干燥、預熱、焙燒，得到釩鈦磁鐵礦氧化球團?？刂聘稍餃囟葹?00℃，干燥時間為12min；預熱溫度為900℃，預熱時間為18min；焙燒溫度為1230℃，焙燒時間為18min。

本實施例制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團的抗壓強度為2768n/個，還原度r90為73.1％，低溫還原粉化率rdi-3.15mm為2.6％，還原膨脹率為12.1％，粘結性指數為9.7％。該釩鈦磁鐵礦氧化球團在氣基豎爐中直接還原后，熔分所得鈦渣中tio2的含量為45.83wt％，而煤基直接還原熔分渣中tio2的含量為41.36wt％。本實施例所得的鈦渣中tio2的含量比煤基直接還原技術高4.47個百分點。

實施例3

本實施例選用的釩鈦磁鐵礦的主要化學成分為：

tfe57.18wt％、feo16.67wt％、cao0.16wt％、mgo1.98wt％、sio21.16wt％、al2o32.69wt％、tio212.94wt％、v2o50.65wt％。

并且，87wt％的釩鈦磁鐵礦的粒徑在0.074㎜以下。向該釩鈦磁鐵礦中配加0.8wt％的復合添加劑。其中，復合添加劑的配方為：25wt％粘結劑(12wt％羧甲基纖維素鈉+88wt％腐殖酸鈉)、75wt％鎂質添加劑(80wt％輕燒氧化鎂+12wt％菱鎂石+8wt％白云石)。釩鈦磁鐵礦與復合添加劑混合均勻后，進行造球處理，得到釩鈦磁鐵礦生球。

釩鈦磁鐵礦生球進行干燥、預熱、焙燒，得到釩鈦磁鐵礦氧化球團。控制干燥溫度為400℃，干燥時間為8min；預熱溫度為1000℃，預熱時間為15min；焙燒溫度為1300℃，焙燒時間為15min。

本實施例制備的釩鈦磁鐵礦氧化球團的抗壓強度為3129n/個，還原度r90為74.8％，低溫還原粉化率rdi-3.15mm為2.6％，還原膨脹率為9.8％，粘結性指數為11.0％。該釩鈦磁鐵礦氧化球團在氣基豎爐中直接還原后，熔分所得鈦渣中tio2的含量為59.91wt％，而煤基直接還原熔分渣中tio2的含量為54.18wt％。本實施例所得的鈦渣中tio2的含量比煤基直接還原技術高5.73個百分點。

最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。