马弗炉制备钒钛球团矿的方法

703 编辑：中冶有色技术网来源：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司

2023-12-06 15:45:17

权利要求书： 1.一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，包括：步骤a、将钒钛磁铁矿与粘结剂、熔剂按照预设比例混合后放入圆盘造球机进行造球，得到生球；

步骤b、对所述生球按照粒度大小进行筛分，得到待焙烧球团；

步骤c、将所述待焙烧球团放置于马弗炉的载物台上；

步骤d、对所述马弗炉开始升温并调节不同温度下通入所述马弗炉的气体成分，以对所述待焙烧球团进行干燥、预热和焙烧，得到钒钛球团矿。

2.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤d包括：步骤d1、向所述马弗炉通入惰性气体并调节所述马弗炉的温度由室温升至500°；

步骤d2、保持所述马弗炉的温度为500°并继续向所述马弗炉通入所述惰性气体，以对所述待焙烧球团干燥10分钟；

步骤d3、调节所述马弗炉的温度由500°升至800°并继续向所述马弗炉继续通入所述惰性气体；

步骤d4、保持所述马弗炉的温度为800°并停止向所述马弗炉通入所述惰性气体以及开始向所述马弗炉通入空气，以对所述待焙烧球团预热20分钟；

步骤d5、调节所述马弗炉的温度由800°升至1200°并停止向所述马弗炉通入所述空气以及开始向所述马弗炉通入惰性气体；

步骤d6、保持所述马弗炉的温度为1200°并停止向所述马弗炉通入所述惰性气体以及开始向所述马弗炉通入空气，以对所述待焙烧球团焙烧30分钟，得到钒钛球团矿。

3.根据权利要求2所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤d还包括：步骤d7、焙烧完成后继续向所述马弗炉通入所述空气并调节所述马弗炉的温度由

1200°冷却至100°，以将所述钒钛球团矿从所述马弗炉中取出。

4.根据权利要求2所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气或者其它中性气体。

5.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤c包括：将所述待焙烧球团放置于马弗炉的耐火砖载物台上的相邻沟槽之间。

6.根据权利要求5所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述沟槽之间的间距与所述述待焙烧球团的粒度相适应。

7.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤a包括：将钒钛磁铁矿与粘结剂、熔剂按照(95％～99％)：(1％～2％)：(0～3％)的质量比进行混合后放入圆盘造球机进行造球，得到生球。

8.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：调节造球过程中水分占比为7～10％以及造球时间为10～20分钟。

9.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤b包括：对所述生球按照粒度大小进行筛分，将筛分得到的粒度为8～16毫米的生球作为待焙烧球团以及将筛分得到的粒度小于8毫米的生球重新送回所述圆盘造球机进行造球。

10.根据权利要求1所述的马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其特征在于，所述步骤a包括：将钒钛磁铁矿细磨至粒度为?400目所占比例不小于90％。

说明书：一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法技术领域[0001] 本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法。背景技术[0002] 铁矿中的钛铁紧密共生，在选矿过程中，磨矿方式不能有效地分离铁钛，钛铁晶石随着铁进入精矿形成了钒钛磁铁精矿。铁精矿中的二氧化钛(TiO2)达到10％以上，铁含量仅为54％，以此为原料进行烧结需要加入较高比例的矿粉/高粉，以提高烧结矿中含铁量。[0003] 然而，在实际生产中，矿粉或者高粉增加了生产成本。基于此，目前54％品位的钒钛精矿小于0.074mm占比70％左右，钒钛精矿理论品位为59％左右，但要达到理论品位必须尽可能的对钒钛磁铁矿进行细磨且必须细磨至小于0.037mm部分占比达到90％以上才能实现。现有技术中，制备钒钛球团矿的方式一般需要在高温实验室通过专业球团焙烧设备进行球团焙烧实验，如此细粒度的高品位钒钛磁铁矿加入烧结，对烧结操作参数及控制水平要求较高，生产现场实施比较困难，不适用于企业大规模生产的场景，增加了企业的生产成本。[0004] 基于此，现有技术仍然有待改进。发明内容[0005] 针对现有技术的不足，本发明主要提供一种方法来进行球团焙烧，准确控制制备球团所需的焙烧要求，得到钒钛球团矿。[0006] 具体地，本发明提供一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法，其包括：步骤a、将钒钛磁铁矿与粘结剂、熔剂按照预设比例混合后放入圆盘造球机进行造球，得到生球；步骤b、对生球按照粒度大小进行筛分，得到待焙烧球团；步骤c、将待焙烧球团放置于马弗炉的载物台上；步骤d、对马弗炉开始升温并调节不同温度下通入马弗炉的气体成分，以对待焙烧球团进行干燥、预热和焙烧，得到钒钛球团矿。[0007] 在本发明的实施例中，步骤d包括：步骤d1、向马弗炉通入惰性气体并调节马弗炉的温度由室温升至500°；步骤d2、保持马弗炉的温度为500°并继续向马弗炉通入惰性气体，以对待焙烧球团干燥10分钟；步骤d3、调节马弗炉的温度由500°升至800°并继续向马弗炉继续通入惰性气体；步骤d4、保持马弗炉的温度为800°并停止向马弗炉通入惰性气体以及开始向马弗炉通入空气，以对待焙烧球团预热20分钟；步骤d5、调节马弗炉的温度由800°升至1200°并停止向马弗炉通入空气以及开始向马弗炉通入惰性气体；步骤d6、保持马弗炉的温度为1200°并停止向马弗炉通入惰性气体以及开始向马弗炉通入空气，以对待焙烧球团焙烧30分钟，得到钒钛球团矿。[0008] 在本发明的实施例中，步骤d还包括：步骤d7、焙烧完成后继续向马弗炉通入空气并调节马弗炉的温度由1200°冷却至100°，以将钒钛球团矿从马弗炉中取出。[0009] 在本发明的实施例中，惰性气体包括氮气或者其它中性气体。[0010] 在本发明的实施例中，步骤c包括：将待焙烧球团放置于马弗炉的耐火砖载物台上的相邻沟槽之间。[0011] 在本发明的实施例中，沟槽之间的间距与述待焙烧球团的粒度相适应。[0012] 在本发明的实施例中，步骤a包括：将钒钛磁铁矿与粘结剂、熔剂按照(95％～99％)：(1％～2％)：(0～3％)的比例进行混合后放入圆盘造球机进行造球，得到生球。

[0013] 在本发明的实施例中，步骤a还包括：调节造球过程中水分占比为7～10％以及造球时间为10～20分钟。[0014] 在本发明的实施例中，步骤b包括：对生球按照粒度大小进行筛分，将筛分得到的粒度为8～16毫米的生球作为待焙烧球团以及将筛分得到的粒度小于8毫米的生球重新送回圆盘造球机进行造球。[0015] 在本发明的实施例中，步骤a包括：将钒钛磁铁矿细磨至粒度为?400目所占比例不小于90％。[0016] 本发明的有益效果是：本发明提供的一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法通过调节不同阶段马弗炉中的温度以及所通气体的成分来进行球团焙烧，实现了在没有专业球团焙烧设备的条件下仍然可以进行球团焙烧，得到钒钛球团矿，进一步可以得到不同焙烧条件对球团质量的影响规律，为球团生产工厂提供参数调整的依据。本申请的方法简单，生产现场易于实施，有利于企业进行推广。附图说明[0017] 图1示出的为本发明实施例提供的一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法的流程图；[0018] 图2示出的为本发明实施例提供的耐火砖载物台的示意图；[0019] 图3示出的为本发明实施例提供的马弗炉气体管路的示意图；[0020] 图4示出的为本发明实施例提供的马弗炉中的焙烧制度示意图。具体实施方式[0021] 应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。[0022] 根据本发明，提供一种马弗炉制备钒钛球团矿的方法，如图1所示，其包括：[0023] 步骤a、将钒钛磁铁矿与粘结剂、熔剂按照预设比例混合后放入圆盘造球机进行造球，得到生球；[0024] 步骤b、对所述生球按照粒度大小进行筛分，得到待焙烧球团；[0025] 步骤c、将所述待焙烧球团放置于马弗炉的载物台上；[0026] 步骤d、对所述马弗炉开始升温并调节不同温度下通入所述马弗炉的气体成分，以对所述待焙烧球团进行干燥、预热和焙烧，得到钒钛球团矿。[0027] 在本发明的实施例中，在步骤a中，可以将钒钛磁铁矿细磨至粒度为?400目的所占比例不小于90％，得到高品位超细粒级的钒钛磁铁精矿，将其与粘结剂、熔剂按照(95％～99％)：(1％～2％)：(0～3％)的比例混合后入圆盘造球机并加入一定量的水分进行造球，调节造球过程中的水分占比7～10％，优选为8.5～9.5％，调节造球时间为10～20分钟，优选为15分钟，得到生球。

[0028] 在本发明的实施例中，在步骤b中，将圆盘造球机所造的生球进行粒度筛分，其中8～16毫米的生球作为待焙烧球团，小于8毫米的生球作为母球返回圆盘造球机进行再长大。[0029] 在本发明的实施例中，在步骤c中，将8～16毫米的生球作为待焙烧球团放置于马弗炉的载物台上，优选地，马弗炉的载物台为耐火砖载物台，如图2所示，图2示出的为本发明实施例提供的耐火砖的示意图，在耐火砖上设置有沟槽21，根据待焙烧球团的直径大小设置相邻沟槽之间的间距，可以将相邻沟槽之间的间距设置为8～16毫米，将待焙烧球团放置于相邻的沟槽21之间，为了保证球团充分氧化和防止滚动，可以将耐火砖布置1～3层，优选2层，然后将耐火砖放置于马弗炉炉膛内的载物台上。[0030] 如图3所示，图3示出的为本发明实施例提供的马弗炉气体管路的示意图，在马弗炉外部增设三通开关阀门5，分别接空气泵6、惰性气体泵7，优选为氮气瓶，也可以是其它中性气体，以及耐高温通管8，优选为耐高温不锈钢管。其中，通过从空气泵6通入空气的流量可调节，从惰性气体泵7通入氮气的流量可调，耐高温通管8从马弗炉炉口正对面炉壁穿入，穿入后耐高温通管8连接分流管3，分流管3分别分布于马弗炉的载物台1的两侧，在马弗炉内部炉壁两侧分别设置有发热电偶2，用于调节马弗炉内部的温度，通过测温电偶4可以监测炉腔内部的温度，通过排气孔9可以排除炉腔内多余的气体。[0031] 在本发明的实施例中，在步骤d中，通过马弗炉的控温软件设置炉腔内升温速度为10℃/分钟并通过测温电偶4获取炉腔内的温度，将马弗炉从室温升至500℃的升温时间为

50分钟，在500℃时恒温10分钟，从500℃升温至800℃的升温速度为10℃/分钟，升温时间为

30分钟，800℃恒温20分钟，800℃升温至1200℃，升温速度5℃/分钟，升温时间为80分钟，

1200℃恒温30分钟，焙烧完成后，关闭发热电偶2进行降温冷却。其中，在上述过程中配合通入的气体，如图4所示，图4示出的为本发明实施例提供的马弗炉中的焙烧制度示意图，具体地，向马弗炉通入氮气并调节马弗炉的温度由室温升至500°；保持马弗炉的温度为500°并继续向马弗炉通入氮气，以对待焙烧球团干燥10分钟；调节马弗炉的温度由500°升至800°并继续向马弗炉继续通入氮气；保持马弗炉的温度为800°并停止向马弗炉通入氮气以及开始向马弗炉通入空气，以对待焙烧球团预热20分钟；调节马弗炉的温度由800°升至1200°并停止向马弗炉通入空气以及开始向马弗炉通入氮气；保持马弗炉的温度为1200°并停止向马弗炉通入氮气以及开始向马弗炉通入空气，以对待焙烧球团焙烧30分钟，得到钒钛球团矿；焙烧完成后继续向马弗炉通入空气并调节马弗炉的温度由1200°冷却至100°，以将钒钛球团矿从马弗炉中取出。

[0032] 通过控制不同阶段马弗炉中的温度以及所通气体的成分进行球团焙烧，实现了在没有专业球团焙烧设备的条件下仍然可以进行球团焙烧，得到钒钛球团矿，进一步可以得到不同焙烧条件对球团质量的影响规律，为球团生产工厂提供参数调整的依据。本申请的方法简单，生产现场易于实施，有利于企业进行推广。[0033] 以下通过具体实施例进一步说明本发明的构思。应当理解的是，下面的实施例是对本发明的进一步说明，并非限制本发明的范围。[0034] 高品位钒钛磁铁精矿、膨润土和熔剂的主要理化性能指标如下，以质量百分比的形式给出：[0035] 高品位钒钛磁铁精矿：ω(TFe)58?60％，ω(FeO)25?35％，ω(CaO)0.5?1.0％，ω(SiO2)2.5?3.5％，ω(MgO)1.0?2.0％，ω(Al2O3)2.0?3.0％，ω(2O5)0.60?0.70％，ω(TiO2)5.5?6.5％，ω(粒度≤0.037mm)>90％；[0036] 膨润土：w(CaO)2.00％～5.00％，w(SiO2)40.00％～60.00％，w(Al2O3)12.00％～18％，w(MgO)2.00％～5.00％，ω(粒度≤0.074mm)>98％；

[0037] 石灰石：w(CaO)50.00％～55.00％，w(SiO2)1.00％～3.00％，w(Al2O3)0.50％～1.00％，w(MgO)0.50％～1.00％，烧损40％～45％。

[0038] 基于以上理化性能指标进行三组实验，A组为马弗炉中未通任何气体的焙烧环境，B组为能够保障马弗炉内部空气充足的焙烧环境，C组为马弗炉中分阶段通入气体的焙烧环境。其中，A组、B组、C组的具体实验方案如表1所示：[0039][0040] 表1[0041] 将高品位超细粒级的钒钛磁铁精矿(粒度为?400目的所占比例不小于90％)与粘接剂、熔剂按照一定配比进行混匀，混匀后放入圆盘造球机中通过加入一定量的水进行造球，对成品球进行筛分，选择8～16毫米为待焙烧球团，小于8毫米的球作为母球放回圆盘造球机进行再长大处理。然后将待焙烧球团分一层或者两层布置于高温耐火砖上，耐火砖表层按照15mm间距进行开沟槽处理，以防止球团滚动，然后将其放置入马弗炉炉膛内的载物平台上，分A、B以及C组进行焙烧，焙烧完成后一直通空气进行冷却，冷却至100℃左右时取出成品球团矿进行抗压强度和FeO含量检测，表2示出了A、B以及C组分别对应的检测结果：[0042][0043] 表2[0044] 焙烧后的球团矿抗压强度最低为A组次，其FeO含量也最高，由于马弗炉未改造前，整个炉膛密闭，氧气无法进入，仅通过炉膛内的空气对球团进行了预热和焙烧氧化，氧化性气氛不足，从而导致焙烧效果较差；焙烧后的球团矿抗压强度最高为B组次，其FeO含量也最低，由于干燥、预热和焙烧过程中全程通入了空气，整个预热和焙烧氧化性气氛充足，Fe3O4氧化成Fe2O3和Fe2O3晶粒之间固相固结效果明显，但B组次实验结果与现场试验实测球团矿抗压强度和FeO含量差距较大，主要在于现场球团从预热到焙烧，时间较短(实测为30～40分钟)，升温速度较快，而马弗炉受设备限制，无法达到和生产现场的升温速度条件，从而导致预热和焙烧时间过长，无法为现场生产提供指导；而C组次实验刚好弥补了A组次和B组次实验的不足，既保证了预热和焙烧段的氧化性气氛条件，又在马弗炉升温过程时通过氮气保护阻碍了球团长时间的氧化，所得抗压强度和FeO含量与现场基本一致，为现场开展不同焙烧制度对球团矿性能影响及为现场提供最优焙烧制度提供了准确的数据支撑。[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。