钒钛磁铁精矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种钒钛磁铁矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的方法，包括如下步骤：将细磨钒钛磁铁精矿进行氧化焙烧，再降温冷却，之后与生石灰混匀，造球，在空气气氛下焙烧，降温冷却，细磨。采用钒钛磁铁精矿制备熔剂型铁酸钙，具有原料来源广泛，成本低的特点；制备的铁酸钙环境污染小，熔化性能好。熔化性能好。

【技术实现步骤摘要】
钒钛磁铁精矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的方法


[0001]本专利技术技术属于钢铁冶金领域，特别涉及采用钒钛磁铁精矿制备熔剂性铁酸钙的方法。

技术介绍

[0002]铁酸钙具有熔点低、粘度低、粘结性好等特点，广泛应用于冶金过程如作为铁矿石烧结过程粘结相，用作炼钢过程的预熔型造渣剂等。在铁矿石烧结过程中，铁酸钙作为烧结矿主要粘结相,对烧结矿性能具有积极改善作用，铁酸钙能显著改善烧结矿冷态强度、成品率及还原性能。但由于国内优质铁矿资源贫乏，进口优质铁矿资源品质劣化、价格上涨。烧结原料品质劣化不可避免，造成了烧结矿质量不断下降，烧结成本增加等问题。对于处理难烧结矿物，研究和实践表明，铁酸钙可作为烧结过程添加剂，大大改善烧结特性，扩大国内铁矿资源利用范围。烧结过程中铁酸钙生成是烧结矿配矿需要考虑的重要因素，对优化配矿具有重要指导作用。铁酸钙由于其熔点低，粘度低等特性，也可作炼钢过程预熔渣。在炼钢及精炼过程中，采用预熔渣造渣技术，可以提供良好的造渣能力，节省石灰石消耗，改善炼钢动力学条件，降低炼钢成本。
[0003]传统的铁酸钙制备工艺需要采用高品位铁矿进行制备，但国内高品位铁矿资源贫乏，且进口铁矿粉价格较高，限制了低成本铁酸钙的大规模应用。国内攀西地区有丰富的钒钛磁铁矿资源，钒钛铁精矿相较于高品位矿有较大成本优势，采用钒钛磁铁矿制备铁酸钙，能显著降低铁酸钙制备成本。目前，采用钒钛磁铁精矿制备铁酸钙技术未见报道。基于此，本专利技术提出了一种低成本钒钛磁铁矿制备铁酸钙的方法。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术主要解决的技术问题是：如何通过钒钛磁铁精矿制备熔剂型铁酸钙。
[0005]本专利技术提供了一种钒钛磁铁矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：氧化焙烧：将细磨钒钛磁铁精矿进行氧化焙烧。焙烧气氛为空气气氛，焙烧温度为1100
‑
1200℃，焙烧时间为30
‑
60min；
[0007]步骤2：降温冷却：将焙烧后的钒钛铁精矿粉末放置于气氛中降低至室温；
[0008]步骤3：配料与混匀：将所涉及的原料进行充分混匀，各原料按质量份确定为：60
‑
70份焙烧后的钒钛铁精矿、30
‑
40份生石灰；
[0009]步骤4：造球：将步骤3混匀后的试样制成小球状生球样品；
[0010]步骤5：将小球状生球样品在空气气氛下焙烧，焙烧温度为1150℃
‑
1250℃，焙烧时间为30
‑
60min；
[0011]步骤6：降温冷却：将焙烧后的小球放置于气氛中冷却至室温；
[0012]步骤7：细磨：将步骤6冷却后的小球置于磨样机中磨成细粉，且粒度在100目以下，即可得到熔剂型铁酸钙。
[0013]作为优选，采用铁品位高于56％(优选58％)的钒钛铁精矿，且钒钛铁精矿的粒度小于200目的质量分数大于90％。
[0014]作为优选，所述步骤2中将焙烧后的钒钛铁精矿粉末放置于空气气氛中，以40
‑
60℃/min的降温速率降低至室温。
[0015]作为优选，所述生石灰粉末的粒度小于200目。
[0016]作为优选，所述步骤4中小球状生球样品的直径不大于20mm。
[0017]作为优选，所述步骤6中的冷却过程在空气中冷却即可。
[0018]本专利技术具有如下优点：
[0019]1)采用钒钛磁铁精矿制备熔剂型铁酸钙，具有原料来源广泛，成本低的特点；
[0020]2)本专利技术制备的铁酸钙环境污染小，熔化性能好。
附图说明
[0021]图1为合成的铁酸钙XRD结果和铁酸钙标准峰。
[0022]图2为钒钛磁铁矿合成铁酸钙过程中主要反应的吉布斯自由能。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]实施例1
[0025]钒钛磁铁精矿预氧化制备熔剂性铁酸钙的方法，包括如下步骤：
[0026]步骤1：氧化焙烧：将细磨钒钛磁铁精矿进行氧化焙烧。钒钛铁精矿粒度越小，可以缩短氧化焙时间。具体实施可采用铁品位56.6％的钒钛铁精矿，且钒钛磁铁精矿的粒度选择小于100目，采用回转窑对钒钛磁铁精矿进行氧化焙烧，控制焙烧温度为1150℃，焙烧时间为60min；
[0027]步骤2：降温冷却：将焙烧后的钒钛铁精矿粉末放置于空气气氛中自然冷却至室温；
[0028]步骤3：配料与混匀：将所涉及的原料进行充分混匀，各原料按质量份确定为：65份焙烧后的钒钛铁精矿、35份生石灰；生石灰的粒度小于100目；
[0029]步骤4：造球：将步骤3混匀后的试样制成小球状生球样品，具体实施时可采用圆盘造球机进行造球，所造小球的直径控制在15mm左右，小球直径不大于20mm。
[0030]步骤5：将造好的小球放置于空气气氛中，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为60min。具体实施时可采用回转窑进行焙烧。
[0031]步骤6：降温冷却：将焙烧后的小球放置于空气气氛中自然冷却至室温；
[0032]步骤7：细磨：将步骤6冷却后的小球破碎研磨成粉末，且粒度在100目以下，即可得到熔剂型铁酸钙。具体实施时可采用球磨机进行破碎研磨。
[0033]对制备完成后的熔剂型铁酸钙进行XRD检测，检测结果如图1所示，从图中可以看出，制备产物基本为铁酸钙。
[0034]制备完成后的熔剂型铁酸钙的熔点为熔点1205℃。
[0035]本专利技术所述钒钛磁铁精矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的原理是：
[0036]本专利技术所制备的熔剂型铁酸钙主要成分是铁酸一钙(CaFe2O4)和铁酸二钙
(Ca2Fe2O5)，采用钒钛磁铁精矿制备的铁酸钙，其还含有少量的钙钛矿(CaTiO3)组成。
[0037]采用固相合成法制备熔剂型铁酸钙，铁酸钙制备过程中，涉及的主要反应为：CaO+Fe2O3＝CaFe2O4和2CaO+Fe2O3＝Ca2Fe2O5，而FeO不能直接参与铁酸钙的形成。在钒钛磁铁精矿中有较高含量的FeO，因此将钒钛磁铁精矿进行预氧化处理，使其中的FeO氧化形成Fe2O3，方便后续铁酸钙的制备。
[0038]钒钛磁铁矿氧化过程中物相变化规律为：FeTiO3→
FeTiO3+Fe2O3+TiO2→
Fe2O3+TiO2+Fe2Ti3O9→
Fe2O3+TiO2+Fe2TiO5→
Fe2TiO5。在氧化焙烧过程中，需要有O2参与，控制气氛在空气下，可以同时兼顾成本。
[0039]随着氧化时间的延长，Fe3O4会转化为Fe2O3，FeTiO3会先转化为Fe2O3+TiO2，而后又转化为Fe2TiO5。因此，氧化焙烧过程时间不宜过长，在1200℃下控制在60min内。
[0040]石灰在储存和运输过程中，会和环境中的水或二氧化碳反应，生成Ca(OH)2和CaCO3，在焙烧过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钒钛磁铁矿预氧化制备熔剂型铁酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：氧化焙烧：将钒钛磁铁精矿进行氧化焙烧，焙烧气氛为空气气氛，焙烧温度为1100
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1200℃，焙烧时间为30
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60min；步骤2：降温冷却：将步骤1焙烧后的钒钛铁精矿冷却至室温；步骤3：配料与混匀：将步骤2得到的钒钛铁精矿与生石灰混匀，各原料按质量份为：60
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70份焙烧后的钒钛铁精矿、30
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40份生石灰；步骤4：造球：将步骤3混匀后的试样制成小球状生球样品；步骤5：将步骤4得到的小球状生球样品在空气气氛下焙烧，焙烧温度为1150℃
‑
1250℃，焙烧时间为30
‑
60m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明睿，胡鹏，董晓森，马凯辉，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：