一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，尤其涉及一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法。该方法以低品质钛精矿为主要原料，配加少量超高品位铁精矿，并添加有机粘结剂，均混后经过焖料、造球、干燥、氧化焙烧、冷却，获得冶金性能优良的钛精矿氧化球团，其抗压强度大于2500N，转鼓指数大于93％，还原膨胀率不高于10％。该方法在不影响钛精矿处理量的前提下，可有效解决低品质钛精矿造球困难、氧化球团品质差的问题，为低品质钛精矿球团生产提供新方法，且用该方法制备的钛精矿氧化球团可用于环境友好、能耗低的气基竖炉的直接还原生产工艺中，为低品质钛精矿大规模高效清洁综合利用开拓新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法
本专利技术属于冶金
，尤其涉及一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法。
技术介绍
我国钛铁矿储量虽然丰富，但岩矿占绝大部分，主要分布在四川攀枝花、河北承德和云南等地。四川攀枝花地区钛铁矿的矿物结构致密，且固溶了较高含量的镁和钙，故选出的钛精矿品位低，非铁钛杂质含量高，属于难开发利用的低品位钛矿。目前多数企业以钛精矿为原料生产高钛渣，但由于钛精矿粒度较细，直接入炉生产难于控制，不利于维持电炉稳定性，因此需要将其造球制得钛精矿球团，同时需特别考虑球团强度、后续冶炼产生较少的渣量、不降低钛渣TiO2品位。由于钛精矿与普通铁精矿的化学组成不同，导致它们的球团氧化固结机理截然不同。普通铁精矿球团氧化固结以赤铁矿再结晶为主，少量渣相固结为辅，球团内部易于形成大范围的赤铁矿联晶，结构致密，易于获得较高的抗压强度；钛精矿球团氧化过程中FeTiO3嵌入破坏赤铁矿联晶结构，球团内部矿物颗粒弥散，结构疏松，球团强度不高。另外，钛精矿较铁精矿的亲水性差，难于制粒成球，通常采用压球工艺或配加大量特殊造球粘结剂，前者成本较高，易损害设备；后者常会带入新的杂质，不仅影响钛渣品位，而且渣量增多，加大了冶炼钛渣的电耗。攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司提出了一种钛精矿的造球方法和球团粘结剂(CN101649392B)，配加的粘结剂含有羧假基纤维素钠和碳质还原剂，其中Na+对电炉炉衬影响较大，加剧炉衬侵蚀；碳质还原剂引入灰分降低钛渣品位，且容易导致钛渣形成大量玻璃相，破坏钛渣活性。专利CN106148731A专利技术了一种钛精矿氧化球团的制备方法，该方法添加了1.0～1.5％的羧甲基纤维素钠和膨润土作为粘结剂，以冶炼TiO2含量为74％的酸溶性钛渣计算，加入1.5％的膨润土会使钛渣TiO2含量降低2％，同时由于杂质元素的加入，增加电炉冶炼负担，电耗增多；同时，利用该方法制备得到的钛精矿氧化球团的抗压强度略低，不高于1000N，不能满足大型钛渣电炉的工况条件，其要求球团强度不低于1200N。专利CN106222402B提出了一种钛精矿球团的生产方法，按重量百分比称取钛精矿60～80％、Fe2O3或Fe3O420～40％、外配膨润土1.0～1.5％造球。首先，使用膨润土将影响钛渣品质；其次，该方法尽管利用铁氧化物焙烧时的晶间固结机理来改善球团强度，但由于所使用的纯Fe2O3或Fe3O4均属于改性后的铁氧化物，其氧化固结与天然矿物存在差异，当与钛精矿搭配使用时，兼容效果不佳，使得铁氧化物用量几乎接近钛精矿的一半，这在导致钛精矿球团生产成本大幅增加的同时，大大降低了钛精矿的年处理量，不利于钛精矿高效大规模综合利用；而且，虽然添加膨润土、配加大量铁氧化物，但在1250℃高温下焙烧40min的球团强度改善效果仍不明显，强度低于2000N。采用目前普遍的钛精矿球团制备方法获得的球团抗压强度均低于2000N，主要用于煤基还原-电炉熔炼钛渣流程，该工艺高能耗、高碳排放，且钛渣受到固体还原剂灰分污染、品位低、易于形成玻璃相、活性差。钛精矿球团强度难于提高限制了该类资源高效清洁综合利用新工艺的开发。气基竖炉具有环境友好、能耗低、单机产能大、生产灵活等优势，随着煤制气技术逐渐成熟，气基竖炉还原已成为我国直接还原的发展方向，已广泛成功应用于处理各种特色冶金资源，但其对入炉球团的强度要求较高，需大于2500N。单一钛精矿球团氧化焙烧过程中铁氧化物固结占比少，球团强度不易提高；而超高品位铁精矿铁氧化物多，杂质含量极低，单独用于造球，其氧化球团渣相少，在还原过程中不能吸收体积膨胀，导致还原膨胀率较大，球团粉化严重。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有存在的技术问题，本专利技术提供一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法，在不影响钛精矿处理量的前提下，可有效解决低品质钛精矿造球困难、氧化球团品质差的问题，造球工艺简单且氧化球团品质高，为低品质钛精矿球团生产提供新方法，且制得的钛精矿球团可用于环境友好、能耗低的气基竖炉直接还原生产工艺，为低品质钛精矿大规模高效清洁综合利用开拓新思路。(二)技术方案本专利技术提供一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法，包括如下步骤：S1、配料：将低品质钛精矿粉、超高品位铁精矿粉、有机粘结剂和水按比例混合，得到混合后的原料；S2、焖料：将所述混合后的原料进行焖料处理，即密封静置；S3、造球：将焖好的混合原料制备成生球；S4、干燥：将所述生球经干燥制得钛精矿球团；S5、氧化焙烧及冷却：将经干燥处理制得的钛精矿球团焙烧，后自然冷却获得钛精矿氧化球团。如上述的方案，优选地，所述低品质钛精矿粉和超高品位铁精矿粉的质量比为9：1～8：2。如上述的方案，所述低品质钛精矿粉中TFe的质量分数为25～31％、TiO2的质量分数为38～45％、CaO+MgO的质量分数为8～10％。如上述的方案，优选地，所述超高品位铁精矿粉中TFe的质量分数大于等于71.5％、SiO2及其它酸不溶性杂质的质量分数小于等于0.3％。如上述的方案，优选地，所述低品质钛精矿粉中粒度小于0.074mm的矿粉的质量百分数大于等于80％；所述超高品位铁精矿粉中粒度小于0.074mm的矿粉的质量百分数大于等于80％。如上述的方案，优选地，在所述步骤S1中，有机粘结剂占混合后的原料的质量分数小于等于0.5％，混料时间为8～10min。如上述的方案，优选地，在所述步骤S2中，焖料时间大于等于50min。如上述的方案，优选地，在所述步骤S3中，生球的粒径为10～12.5mm，其中，生球的落下强度大于等于5次、抗压强度大于等于12N，水分占生球的质量分数为8～9％。如上述的方案，优选地，在所述步骤S4中，干燥温度小于等于105℃，干燥时间大于等于5h。如上述的方案，优选地，在所述步骤S5中，将经干燥处理制得的钛精矿球团放入炉温为300℃的高温炉内，并通入空气，以4～6℃/min的速率升温至1230～1280℃进行焙烧，并保持25～30min，后自然冷却获得钛精矿氧化球团，所述钛精矿氧化球团的抗压强度大于等于2500N，转鼓指数大于93％，还原膨胀率小于等于10％。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的方法，在不影响钛精矿处理量的前提下，可有效解决低品质钛精矿造球困难、氧化球团品质差的问题，造球工艺简单且氧化球团品质高，为低品质钛精矿球团生产提供新方法。2、本专利技术提供的方法，充分考虑低品质钛精矿和超高品位铁精矿的基础特性，并兼顾二者的差异与优势，利用超高品位铁精矿中较多的磁铁矿相在高温氧化焙烧时形成赤铁矿联晶，提高赤铁矿再结晶在钛精矿球团氧化固结中的占比，改善球团强度。同时，超高品位铁精矿的杂质含量极低以及添加的有机粘结剂焙烧后无残留均对钛渣影响较小，有利于获得高品质钛渣。3、采用本专利技术提供的方法制备的氧化球团可用于环境友好、能耗低的气基竖炉的直接还原生产工艺中，为低品质钛精矿大规模高效清洁综合利用开拓新思路。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。实施例1本实施例中以低品质钛精矿和超高品位铁精矿为原料，其中低品质钛精矿中TFe的质量分数为31％、TiO2的质量分数为39％、CaO+MgO的质量分数为8.3％，超高品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、配料：将低品质钛精矿粉、超高品位铁精矿粉、有机粘结剂和水按比例混合，得到混合后的原料；S2、焖料：将所述混合后的原料进行焖料处理；S3、造球：将焖好的混合原料制备成生球；S4、干燥：将所述生球经干燥制得钛精矿球团；S5、氧化焙烧及冷却：将经干燥处理制得的钛精矿球团焙烧，后自然冷却获得钛精矿氧化球团。

【技术特征摘要】
1.一种低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、配料：将低品质钛精矿粉、超高品位铁精矿粉、有机粘结剂和水按比例混合，得到混合后的原料；S2、焖料：将所述混合后的原料进行焖料处理；S3、造球：将焖好的混合原料制备成生球；S4、干燥：将所述生球经干燥制得钛精矿球团；S5、氧化焙烧及冷却：将经干燥处理制得的钛精矿球团焙烧，后自然冷却获得钛精矿氧化球团。2.根据权利要求1所述的低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，所述低品质钛精矿粉和超高品位铁精矿粉的质量比为9：1～8：2。3.根据权利要求1所述的低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，所述低品质钛精矿粉中TFe的质量分数为25～31％、TiO2的质量分数为38～45％、CaO+MgO的质量分数为8～10％。4.根据权利要求1所述的低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，所述超高品位铁精矿粉中TFe的质量分数大于等于71.5％、SiO2及其它酸不溶性杂质的质量分数小于等于0.3％。5.根据权利要求1所述的低品质钛精矿氧化球团的制备方法，其特征在于，所述低品质钛精矿粉中粒度小于0.074mm的矿粉的质量百分数大于等于80％；所述超高品位铁精矿粉中...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐珏，储满生，冯聪，李峰，汤雅婷，柳政根，王宏涛，赵伟，高立华，王佳鑫，李胜康，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21