一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团及其制备方法技术

一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团，包含的TFe为42.89～43.44wt.％，包含的化学成分及其重量百分比为：Fe2O3：61.07～62.04％，FeO：0.07～0.14％，CaO：3.42～3.50％，SiO2：7.89～8.60％，MgO：0.72～0.74％，Al2O3：2.02～2.16％，TiO2：20.83～21.08％，V2O5：1.60～1.62％，Cr2O3：0.02～0.06％，S≤0.032％，P≤0.002％，余量为不可避免的杂质。其制备方法为：低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土，加水混合、焖料；制备生球；烘干；氧化焙烧，制得低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团。本发明专利技术方法制得的氧化球团中有大量硅酸盐生成，使得球团内部在温度较低时即可形成大量的液相，使矿粉颗粒的连晶程度得到增强，球团矿的质量和产量得到有效提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低品位含铬型钒钛磁铁矿综合利用方法中的高炉冶炼
，特别涉及一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团及其制备方法。
技术介绍
近年来随着中国钢铁工业的迅猛发展，国内铁矿石市场供不应求，而低品位含铬型钒钛磁铁矿资源作为一种有利用潜力的铁矿资源，开采利用价值极高，有望被寄予厚望。低品位含铬型钒钛磁铁矿作为一种多金属共伴生矿，不仅富含铁，而且富含钒、钛、铬等多种战略金属有益元素，极具开发价值。目前对品位较高的含铬型钒钛磁铁矿研究利用相对较多，而对低品位的含铬型钒钛磁铁矿的研究刚开始，而低品位的含铬型钒钛磁铁矿氧化球团制备工艺研究更是匮乏。为了更好地开展低品位含铬型钒钛磁铁矿的研究工作，形成低品位含铬型钒钛磁铁矿的理论体系，更好的指导生产实践中的高炉炼铁工作。本专利技术利用辽宁喀左某地区尚未大规模开采利用的低品位含铬型钒钛磁铁矿为基础原料，专利技术了一种可用于制备低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团的新工艺。
技术实现思路
针对低品位含铬型钒钛磁铁矿的资源特点和低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团工艺空白的现状，本专利技术提出了一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团及其制备方法，该方法通过低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土，制成生球后，氧化焙烧，使得球团内部在温度较低时即可形成大量的液相，从而使矿粉颗粒的连晶程度很快得到增强，使得较低温度下焙烧得到的氧化球团抗压强度即可达到2000N以上，球团矿的质量和产量得到有效提高。本专利技术的一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团，包含的TFe为42.89～43.44wt.％，包含的化学成分及其重量百分比为：Fe2O3：61.07～62.04％，FeO：0.07～0.14％，CaO：3.42～3.50％，SiO2：7.89～8.60％，MgO：0.72～0.74％，Al2O3：2.02～2.16％，TiO2：20.83～21.08％，V2O5：1.60～1.62％，Cr2O3：0.02～0.06％，S≤0.032％，P≤0.002％，余量为不可避免的杂质。本专利技术的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团的抗压强度为2000～7000N。本专利技术的一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团的制备方法，包括以下步骤：(1)混料：将低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土，加水，混合均匀，然后焖料30～40min；其中，
加入的膨润土占低品位含铬型钒钛磁铁矿粉重量的0.8～2.0％，加入的水占低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土总重量的7.0～9.0％；(2)造球：将焖好的料置于圆盘造球机中，加入水，制得粒度为8～15mm的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球；其中，制得的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球中，水的重量含量为8～10％；(3)烘干：将低品位含铬型钒钛磁铁矿生球放入烘箱中，烘干时间为3～6h，烘箱温度为(100～200)±5℃，得到烘干后的生球；(4)氧化焙烧：将高温马弗炉升温至900±5℃，恒温10～15min；将烘干的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球放入高温马弗炉中，同时通入流量为0.06～0.30m3/h的空气，进行氧化焙烧：高温马弗炉以4～6℃/min速度，升温至1075～1250℃后，保温5～30min；将氧化焙烧后的球团，随炉降温至(700～900)±5℃后，从高温马弗炉取出，空冷至常温，制得低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团。其中，所述的低品位含铬型钒钛磁铁矿粉的TFe为43.0～45.0wt.％，包含的化学成分及其重量百分比为Fe3O4：40.0～42.7％，FeO：17.0～19.0％，CaO：3.0～4.0％，SiO2：6.5～7.5％，MgO：0.6～0.8％，Al2O3：1.5～2.1％，TiO2：20.0～22.0％，V2O5：1.6～1.8％，Cr2O3：0.02～0.2％，S≤0.05％，P≤0.01％，余量为不可避免的杂质。所述的低品位含铬型钒钛磁铁矿粉中，粒度200目以下的部分占总重量的70％以上，100目以下的部分占总重量的95％以上。所述的膨润土，粒度在200目以下。所述(1)的焖料是指将加水后的物料用塑料袋或塑料纸覆盖，使原料中的水分均匀，同时使得水分尽量少的散失。所述(2)中，制备低品位含铬型钒钛磁铁矿生球过程中，圆盘造球机转速为16～20r/min，制备生球过程中母球制备时间为7～15min，制备生球时间为30～50min。所述(2)中，制备的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球落下强度为5～15次/个，生球抗压强度为10～30N/个，可以保证筛分或运送过程中的强度而不破裂。所述(4)中，高温马弗炉以8～12℃/min的升温速度升温至900±5℃。通过对低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团内部宏观形貌观察，低品位含铬型钒钛磁铁矿
生球氧化焙烧过程中生成更多液相量的痕迹明显。在相同焙烧温度、焙烧时间得到的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团比高品位含铬型钒钛磁铁矿(如包含化学成分及其重量百分比为TFe：62～63％，FeO：27～28％，CaO：0.2～0.3％，SiO2：2～3％，MgO：0.6～0.9％，Al2O3：3～5％，TiO2：4～6％，V2O5：1～1.2％，Cr2O3：0.5～0.6％，S≤0.16％，P≤0.02％的高品位含铬型钒钛磁铁矿)氧化球团的抗压强度提高较多。从球团微观结构可以看出，相较其他同粒度的高品位含铬型钒钛磁铁矿(如包含化学成分及其重量百分比为TFe：62～63％，FeO：27～28％，CaO：0.2～0.3％，SiO2：2～3％，MgO：0.6～0.9％，Al2O3：3～5％，TiO2：4～6％，V2O5：1～1.2％，Cr2O3：0.5～0.6％，S≤0.16％，P≤0.02％的高品位含铬型钒钛磁铁矿)球团，氧化焙烧过程中(焙烧温度和焙烧时间相同)低品位含铬型钒钛磁铁矿球团内部产生的液相量明显增多，球团中矿粉颗粒内部连晶效果得到更好的促进，球团内部致密化明显增强，孔隙明显减少。本专利技术的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团及其制备方法，相比于现有技术，其有益效果是：1、球团焙烧温度低，焙烧时间短(如另外一种高品位含铬型钒钛磁铁矿，包含的成分按质量百分比为TFe：62～63％，FeO：27～28％，CaO：0.2～0.3％，SiO2：2～3％，MgO：0.6～0.9％，Al2O3：3～5％，TiO2：4～6％，V2O5：1～1.2％，Cr2O3：0.5～0.6％，S≤0.16％，P≤0.02％，并配加普矿焙烧所需的焙烧温度需＞1250℃，甚至需要1300℃，恒温时间至少需20min，甚至达到40min以上)。更低的焙烧温度和焙烧时间大大降低了低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团制备能耗，节约了成本；2、利用了低品位的含铬型钒钛磁铁矿资源，缓解了国内高品位铁矿短缺的问题，同时利于高效利用战略金属Cr、V和Ti；3、本专利技术在矿粉中未配入任何提高球团抗压强度的添加剂即可达到满足高炉入炉要求的球团抗压强度标准。由于较多CaO等碱性氧化物和SiO2的存在，低品位含铬型钒钛磁铁矿生球，在较低温度和较短时间氧化焙烧，获得的氧化球团中有大量低熔点的硅酸盐等物质生成，使得球团内部在温度较低时即可形成大量的液相，从而使矿粉颗粒的连晶程度很快得到增强；4、氧化球团的抗压强度提高到2000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团，其特征在于，其包含的TFe为42.89～43.44wt.％，包含的化学成分及其重量百分比为：Fe2O3：61.07～62.04％，FeO：0.07～0.14％，CaO：3.42～3.50％，SiO2：7.89～8.60％，MgO：0.72～0.74％，Al2O3：2.02～2.16％，TiO2：20.83～21.08％，V2O5：1.60～1.62％，Cr2O3：0.02～0.06％，S≤0.032％，P≤0.002％，余量为不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团，其特征在于，其包含的TFe为42.89～43.44wt.％，包含的化学成分及其重量百分比为：Fe2O3：61.07～62.04％，FeO：0.07～0.14％，CaO：3.42～3.50％，SiO2：7.89～8.60％，MgO：0.72～0.74％，Al2O3：2.02～2.16％，TiO2：20.83～21.08％，V2O5：1.60～1.62％，Cr2O3：0.02～0.06％，S≤0.032％，P≤0.002％，余量为不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团，其特征在于，所述的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团的抗压强度为2000～7000N。3.权利要求1的低品位含铬型钒钛磁铁矿氧化球团的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混料：将低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土，加水，混合均匀，然后焖料30～40min；其中，加入的膨润土占低品位含铬型钒钛磁铁矿粉重量的0.8～2.0％，加入的水占低品位含铬型钒钛磁铁矿粉和膨润土总重量的7.0～9.0％；(2)造球：将焖好的料置于圆盘造球机中，加入水，制得粒度为8～15mm的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球；其中，制得的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球中，水的重量含量为8～10％；(3)烘干：将低品位含铬型钒钛磁铁矿生球放入烘箱中，烘干时间为3～6h，烘箱温度为(100～200)±5℃，得到烘干后的生球；(4)氧化焙烧：将高温马弗炉升温至900±5℃，恒温10～15min；将烘干的低品位含铬型钒钛磁铁矿生球放入高温马弗炉中，同时通入流量为0.06～0.30m3/h的空气，进行氧化焙烧：高温马弗炉以4～6℃/min速度，升温至1075～1250℃后，保温5～30min；将氧化焙烧后的球团，随炉降温至(700～900)±5℃后，从高温马...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向欣，程功金，高子先，杨合，姜涛，段培宁，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21