CN113957240A - 一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，属于钢铁冶金领域，包括：(1)按照质量百分比进行备料：以钒钛磁铁精矿为主要原料，添加含锰物质，配加总量0.5～3％的粘结剂；(2)将钒钛磁铁精矿、含锰物质和粘结剂混匀，制成生球；(3)将所述生球干燥、预热，得到预热球；(4)将所述预热球进行焙烧处理，得到含锰钒钛磁铁矿球团矿。在添加含锰物质后，球团抗压强度显著提高，所需焙烧温度焙烧时间均有所降低，还原膨胀率下降，解决了钒钛磁铁矿球团存在焙烧温度高，成品球抗压强度低的问题。

Description

一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法。
背景技术
我国攀西地区及承德地区拥有非常丰富的钒钛磁铁矿资源，因含有较高的TiO2，其高炉冶炼技术与普通矿有很大的区别，冶炼过程中易出现炉渣过还原、黏度增加、渣铁分离困难、铁损高等现象，严重影响高炉的冶炼技术指标。经过多年的技术研究和攻关，采用控制炉渣TiO2含量、富氧操作、优化加料和出渣出铁等技术措施，逐渐解决了高炉冶炼的技术问题。
高炉采用合理的炉料结构能获得高产、低耗、长寿的冶炼效果。目前攀钢高炉采用的炉料结构为高碱度烧结矿(碱度为2.0-2.3)(比例60-70％)配加酸性氧化球团矿(比例约30％)及块矿。其中，高碱度烧结矿生产过程中需配加普通铁矿，以降低高炉冶炼过程炉渣TiO2含量。与球团工序相比，烧结生产具有能耗高、污染严重、三废排放大等缺点。此外，由于钒钛烧结矿强度差，粉末多，影响高炉上部块状带透气性，下部软熔带和滴落带阻损大，高炉冶炼压差高，冶炼指标始终处于较低的水平。因此，由于球团生产比烧结生成更清洁，随着环境保护的严格要求，提高入炉球团比例，对钒钛磁铁矿清洁冶炼、改善高炉指标及降低生产成本具有重要意义。
钒钛磁铁矿由于其复杂的矿物组成，钒钛磁铁矿球团与普通铁矿球团有显著区别。一般来说，钒钛磁铁矿球团所需的焙烧温度更高，球团还原膨胀率也很高，球团抗压强度较低，这影响了其在高炉中的大比例应用。
现有专利(CN104911342A)中提出一种含硼的含铬钒钛磁铁矿球团的制备方法，在球团制备中加入B2O3作为添加剂可改善球团抗压强度，但是含B2O3钒钛磁铁矿球团在高炉冶炼中对高炉炉衬侵蚀作用较严重，此外该发明中要求球团从900℃以4～6℃/min缓慢升温到1275℃，升温时间长，生产效率低。
发明内容
针对现有技术中钒钛磁铁矿球团在生产过程中遇到的焙烧温度高和成品球抗压强度低、还原膨胀高等问题，本发明的目的在于提供一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照质量百分比进行备料：以钒钛磁铁精矿为主要原料，添加含锰物质，配加总量0.5～3％的粘结剂；
(2)将钒钛磁铁精矿、含锰物质和粘结剂混匀，制成生球；
(3)将所述生球干燥、预热，得到预热球；
(4)将所述预热球进行焙烧处理，得到含锰钒钛磁铁矿球团矿。
优选的方案，步骤(1)中，所述钒钛磁铁精矿中粒度小于200目的钒钛磁铁精矿的质量百分含量≥70％。
优选的方案，步骤(1)中，控制含锰钒钛磁铁矿球团中TiO2含量为3.0～15％。
优选的方案，步骤(1)中，所述含锰物质包括氧化锰、碳酸锰、锰铁矿中的一种或多种，控制含锰钒钛磁铁矿球团中MnO含量为1.0～5.0％。
优选的方案，步骤(1)中，所述含锰物质中粒度小于200目的含锰物质的质量百分含量≥80％。
优选的方案，步骤(1)中，所述粘结剂为膨润土、有机粘结剂和复合粘结剂中的一种或多种。
优选的方案，步骤(2)中，所述生球的直径为8～20mm。
优选的方案，步骤(3)中，所述干燥温度是为200～500℃，时间为10～60mm；所述预热温度为800～1050℃，时间为10～60min。
优选的方案，步骤(4)中，所述焙烧温度为1250～1350℃，时间为8～60min。
优选的方案，步骤(4)中，所述含锰钒钛磁铁矿球团矿的抗压强度大于2500N/个。
钒钛磁铁矿矿物组成复杂，结构致密，含钛矿物熔点高，在球团焙烧过程中存在焙烧温度高，焙烧时间长、焙烧球抗压强度低、钒钛磁铁矿球团矿还原膨胀率高等问题。添加含锰物质后可与球团中硅镁铝等物质作用生成低熔点物质，促进球团焙烧过程中液相生成，促进球团中铁氧化物连晶长大固结，从而有效提高球团矿强度，改善球团焙烧性能及冶金性能。
附图说明
图1为本发明含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。
本发明一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，包括以下步骤：
以钒钛磁铁精矿为主要原料，按照球团中TiO2含量为3～15％加入钒钛磁铁精矿，按照球团中MnO含量1～5wt％配加含锰物质，并添加0.5～3wt％的膨润土混匀成混合料，混合料在造球机上造球，制备好的生球烘干后在卧式管状电炉中进行，球团矿的抗压强度在10.0KN的智能球团压力机上测定。
对比例1
不加含锰物质时原矿球团试验，膨润土用量1.5％，在预热温度920℃，预热时间14min，焙烧温度1200℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度1894N/P。
对比例2
不加含锰物质时原矿球团试验，膨润土用量1.5％，在预热温度950℃，预热时间14min，焙烧温度1250℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2368N/P。
对比例3
不加含锰物质时原矿球团试验，膨润土用量1.5％，在预热温度950℃，预热时间14min，焙烧温度1300℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2489N/P。
对比例4
不加含锰物质时原矿球团试验，膨润土用量1.5％，在预热温度950℃，预热时间14min，焙烧温度1300℃，焙烧时间12min条件下，成品球抗压强度2578N/P。
对比例5
不加含锰物质时原矿球团试验，膨润土用量1.5％，在预热温度950℃，预热时间14min，焙烧温度1300℃，焙烧时间14min条件下，成品球抗压强度2841N/P。
表1对比例1～5试验结果统计表
Figure BDA0003312829070000041
由表1试验结果可以看出，在不添加含锰物质时，钒钛磁铁矿球团矿抗压强度低，需在在较高焙烧温度及焙烧时间的条件下才能达到2500N/P以上，这会造成生产上能耗提高，设备损耗增加，增加生产操作难度。
实施例1
按照球团中MnO含量1.0wt％配加的碳酸锰，膨润土用量1.5％，在预热温度900℃，预热时间12min，焙烧温度1300℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2692N/P。
实施例2
按照球团中MnO含量3.0wt％配加的锰铁矿，膨润土用量1.5％，在预热温度900℃，预热时间12min，焙烧温度1250℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2920N/P。
实施例3
按照球团中MnO含量5.0wt％配加的碳酸锰，膨润土用量1.5％，在预热温度900℃，预热时间14min，焙烧温度1250℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度3225N/P。
实施例4
按照球团中MnO含量5.0wt％配加的锰氧化物，在预热温度900℃，预热时间14min，焙烧温度1220℃，焙烧时间10min条件下，成品球抗压强度2842N/P。
实施例5
按照球团中MnO含量5.0wt％配加的碳酸锰，膨润土用量1.5％，在预热温度900℃，预热时间14min，焙烧温度1250℃，焙烧时间8min条件下，成品球抗压强度2795N/P。
表2实施例1～5试验结果统计表
Figure BDA0003312829070000051
Figure BDA0003312829070000061
试验结果可以看出，在添加含锰物质后，球团抗压强度显著提高，焙烧温度焙烧时间均有所降低，还原膨胀率下降，解决了钒钛磁铁矿球团存在焙烧温度高，成品球抗压强度低的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照质量百分比进行备料：以钒钛磁铁精矿为主要原料，添加含锰物质，配加总量0.5～3％的粘结剂；
(2)将钒钛磁铁精矿、含锰物质和粘结剂混匀，制成生球；
(3)将所述生球干燥、预热，得到预热球；
(4)将所述预热球进行焙烧处理，得到含锰钒钛磁铁矿球团矿。
2.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钒钛磁铁精矿中粒度小于200目的钒钛磁铁精矿的质量百分含量≥70％。
3.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，控制含锰钒钛磁铁矿球团中TiO2含量为3.0～15％。
4.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锰物质包括氧化锰、碳酸锰、锰铁矿中的一种或多种，控制含锰钒钛磁铁矿球团中MnO含量为1.0～5.0％。
5.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锰物质中粒度小于200目的含锰物质的质量百分含量≥80％。
6.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粘结剂为膨润土、有机粘结剂和复合粘结剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述生球的直径为8～20mm。
8.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥温度是为200～500℃，时间为10～60mm；所述预热温度为800～1050℃，时间为10～60min。
9.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述焙烧温度为1250～1350℃，时间为8～60min。
10.根据权利要求1所述的含锰钒钛磁铁矿球团的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述含锰钒钛磁铁矿球团矿的抗压强度大于2500N/个。
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