本發明涉及一種鈦精礦的燒結造塊方法及其應用的固結劑，屬于鋼鐵冶金領域。
背景技術：
：攀西地區的釩鈦磁鐵精礦屬于典型的難燒結礦石，存在冶金性能差，高爐冶煉水平低的特點。攀鋼釩高爐燒結釩鈦磁鐵精礦時，由于使用一定量的云南周邊普通粉礦，致使高爐噸鐵對應的爐料中ZnO含量高達1kg以上，高爐動力除塵灰中的ZnO含量達10％以上，重力除塵灰的ZnO含量4-8％，其中重力除塵灰返回燒結循環利用，造成了ZnO在高爐內的富集、凝結，堵塞管道，粘結爐墻，對高爐生產造成嚴重影響，目前重力除塵灰返燒結使用，動力除塵灰外賣處理。發明人所在的企業攀鋼使用電爐生產高鈦渣時，由于采用的鈦精礦是從攀鋼選礦廠中的尾礦中回收的含鈦達48％左右的高鈦精礦，但其粒度細，反應速度難以控制，需要將鈦精礦利用特定的粘結劑造塊，以利于電爐的穩定生產。選擇添加劑時需要考慮其產生較小的渣量，不降低鈦渣的TiO2品位，以利于鈦精礦在電爐中還原時控制反應速度。技術實現要素：本發明所解決的技術問題提供一種鈦精礦的燒結造塊方法，本發明燒結造塊方法是將粒度極細的鈦精礦與特定的添加劑一起燒結成塊，達到不降低鈦渣的TiO2品位，并利于鈦精礦在電爐中還原時控制反應速度的目的。由于本發明燒結造塊方法是將粒度極細的鈦精礦與特定的添加劑一起燒結成塊，由于鈦精礦粒度細，在電爐還原熔分過程中其反應速度難以控制，因此，需要將鈦精礦固結成一定顆粒。而由于添加劑的加入品種及比例對鈦渣的品位不利，因此選擇添加劑時需要考慮其產生較小的渣量。本發明鈦精礦的燒結造塊方法的關鍵是采用了如下固結劑。該固結劑包括下述重量配比的組分：重力除塵灰2-4份、動力除塵灰6-8份。其中，所述重力除塵灰為高爐爐頂產生的煤氣中所包含的粉塵，通過重力除塵器產生的粉塵，其化學成分包括碳含量>20％，ZnO含量1-8％。其中，所述動力除塵灰通過上述重力除塵器除塵的煤氣經干式布袋二次除塵產生的粉塵，其化成成分包括碳含量10-15％，ZnO含量>8％。其中，所得固結劑的碳含量>40％，ZnO含量>8％。本發明固結劑中含Zn組元，根據ZnO在低溫氧化(<1000℃)和高溫還原條件下(>1000℃)的不同特點，實現鈦精礦進行低溫固結和高溫還原條件下ZnO的蒸發與富集。本發明鈦精礦的燒結造塊方法，包括如下步驟：A、配料：取下述重量配比組分：固結劑5-7份、煤粉5-7份、鈦精礦84-86份；外配鈦精礦燒結返礦35％-45％；B、混合：混合物料制成含水量8-9％，物料粒度為+3mm所占比例>80％；C、布料：燒結料層厚度500-600mm；D、燒結：控制燒結點火溫度1050-1150℃，點火負壓6-8kPa，抽風12-15kPa，燒結終了煙氣溫度450-550℃。上述技術方案中，步驟B所述的混合是為了提高燒結造塊速度。10、根據權利要求4所述的鈦精礦的燒結造塊方法，其特征在于：步驟C所述布料為在燒結杯中鋪設10-16mm成品礦，再鋪設步驟B所得混合料，得到的燒結料料層厚度500-600mm；優選的，步驟C采用的燒結杯為直徑200-400mm，高為700-1000mm的燒結杯；最優選，步驟C采用的燒結杯直徑300mm，高為800mm的燒結杯。步驟B混合時采用圓筒混料機混合。其中，步驟B所述圓筒混料機采用直徑為800-1500mm，長度為1500-2500mm的圓筒混料機；優選直徑為1000mm，長度為2000mm的圓筒混料機。其中，步驟B采用圓筒混料機的轉速為8-20rpm，混合時間為6-12min；優選轉速為10rpm，混合時間為8-10min。上述技術方案中，步驟C所述布料為在燒結杯中鋪設10-16mm成品礦，再鋪設步驟B所得混合料，得到的燒結料料層厚度500-600mm。其中，步驟C采用的燒結杯為直徑200-400mm，高為700-1000mm的燒結杯，優選直徑300mm，高為800mm的燒結杯。其中，步驟C鋪設成品礦的作用是作為鋪底料保護爐篦。本本發明燒結造塊方法根據高爐動力除塵灰的化學成分特性，其具有較高的ZnO含量以及一定的含碳量，以及ZnO在氧化條件和還原條件下的不同特點，先將重力除塵灰及動力除塵灰和一定煤粉與鈦精礦混合，利用ZnO氧化的固結特點，ZnO在中低溫和氧化性氣氛條件下，固結成塊，可以將鈦精礦氧化固結成一定強度及粒度的燒結固結料；由于ZnO在還原條件下(溫度大于1000℃)易生成鋅蒸氣，因此在電爐還原時ZnO固結劑將不會影響爐渣成分和降低鈦渣品位，同時鋅蒸氣在除塵系統中可回收并利用。本發明燒結造塊方法實現了重力除塵水和動力除塵灰的利用；實現了鈦精礦的造塊；實現重力除塵水和動力除塵灰中Zn的回收與利用。采用本方法優點主要有二方面：一是比單純用煤粉作為燃料進行燒結固結，增加了ZnO固結氧化物，提高了固結效果，同時不影響鈦渣的品位；二是綜合利用了高爐含鋅除塵灰，減少了對高爐的不利影響。具體實施方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步說明本發明。若無特別說明，本說明書中所涉及的百分比含量均為重量百分比。本發明鈦精礦的燒結造塊方法具體包括以下步驟：(1)根據本鈦精礦燒結造塊的特點，采用重力除塵灰(含碳>20％，ZnO含量1-8％)、動力除塵灰(含碳10-15％，ZnO>8％)按2-4：6-8混合，使混合料含碳>40％，ZnO含量>8％，利用該種混合料作為鈦精礦燒結時的固結劑。固結劑:煤粉：鈦精礦的比例為5-7:5-7:84-86，外配該種鈦精礦燒結返礦35％-45％；(2)將上述固結劑+鈦精礦+返礦進行混合，在直徑為1000mm長度為2000mm的圓筒混料機以10rpm轉速進行加水混合，使混合料水分為8-9％，混合時間8-10min，檢測混合料粒度，+3mm粒度所占比例>80％，以提高燒結造塊速度；(3)在直徑300mm高為800mm的燒結杯中裝入10-16mm成品礦3kg作為鋪底料保護爐篦，裝入混合制粒好的混合料，料層厚度500-600mm；(4)控制燒結點火溫度1100±50℃，點火負壓6-8kPa，抽風12-15kPa，燒結終了煙氣溫度500±50℃，實現鈦精礦的燒結造塊。下面結合具體實施例詳細說明本發明。表1示出了基準例，實施例1、實施例2、實施例3的燒結原料及其配比，表1中返礦礦粉為額外配加。表1燒結原料的配比情況(wt％)鈦精礦重力除塵灰動力除塵灰煤粉外配鈦精礦返礦基準例85001540實施例18525840實施例28516840實施例38516840表1中所用物料的理化指標如下：鈦精礦：ω(TFe)35.5～4.0％，ω(SiO2)>3.0％，ω(FeO)>30％，ω(TiO2)>45％，ω(粒度<0.074mm)>70％；重力除塵灰：ω(TFe)35～50％，ω(SiO2)6～8％，ω(Al2O3)<4％，ω(TiO2)<7％，ω(ZnO)1～8％；動力除塵灰：ω(TFe)35～50％，ω(SiO2)5～8％，ω(Al2O3)<4％，ω(TiO2)<7％，ω(ZnO)8～20％；煤粉：灰分12～15％，C固＞70％，ω(粒度<3mm)＝100％；返礦礦粉：為當次所配燒結方案進行燒結得到的＜5mm的燒結礦。為了便于對比和了解本發明實施例的技術效果，下面具體給出了基準例和實施例1、2、3的燒結礦的技術經濟指標。基準例本基準例按表1中基準配比將總重60kg的鈦精礦、煤粉和24kg返礦配入上述混料機并加水進行一次混合。控制混合料中的水分為8.5％，混合時間為9min，將混合完成的混合料置于燒結杯中(3kg鋪底料燒結礦已先布在燒結杯底部，厚度約25-35mm)，料層厚度為550mm，并壓料和平整料面，設定點火溫度為1150℃，點火時間為2.5min，點火負壓為7kPa，燒結抽風負壓為15kPa，進行點火燒結。燒結過程結束后將燒結礦冷卻至300℃以下進行初破后按40～25mm、25～16mm、16～10mm、10～5mm、<5mm分別進行篩分，最后計算粒度＞5mm的燒結礦所占的比例(成品率)，并且按照國標GB3209標準測量燒結礦轉鼓強度。基準例結果如下：燒結過程用時70min，最高燒結溫度513℃，燒結礦成品率為60.81％，轉鼓指數為60.13％.實施例1本實施例按表1中方案1配比將總重60kg的鈦精礦、重力灰、動力灰、煤粉和24kg返礦配入上述混料機并加水進行一次混合。控制混合料中的水分為8.0％，混合時間為9min，將混合完成的混合料置于燒結杯中(3kg鋪底料燒結礦已先布在燒結杯底部，厚度約25-35mm)，料層厚度為550mm，并壓料和平整料面，設定點火溫度為1150℃，點火時間為2.5min，點火負壓為7kPa，燒結抽風負壓為15kPa，進行點火燒結。燒結過程結束后將燒結礦冷卻至300℃以下進行初破后按40～25mm、25～16mm、16～10mm、10～5mm、<5mm分別進行篩分，最后計算粒度＞5mm的燒結礦所占的比例(成品率)，并且按照國標GB3209標準測量燒結礦轉鼓強度。實施例1結果如下：燒結過程用時69min，最高燒結溫度482℃，燒結礦成品率為62.17％，轉鼓指數為63.54％。實施例2本實施例按表1中方案2配比將總重60kg的鈦精礦、重力灰、動力灰、煤粉和24kg返礦配入上述混料機并加水進行一次混合。控制混合料中的水分為8.5％，混合時間為9min，將混合完成的混合料置于燒結杯中(3kg鋪底料燒結礦已先布在燒結杯底部，厚度約25-35mm)，料層厚度為550mm，并壓料和平整料面，設定點火溫度為1150℃，點火時間為2.5min，點火負壓為7kPa，燒結抽風負壓為15kPa，進行點火燒結。燒結過程結束后將燒結礦冷卻至300℃以下進行初破后按40～25mm、25～16mm、16～10mm、10～5mm、<5mm分別進行篩分，最后計算粒度＞5mm的燒結礦所占的比例(成品率)，并且按照國標GB3209標準測量燒結礦轉鼓強度。實施例2結果如下：燒結過程用時64min，最高燒結溫度522℃，燒結礦成品率為64.98％，轉鼓指數為65.44％。實施例3本實施例按表1中方案3配比將總重60kg的鈦精礦、重力灰、動力灰、煤粉和24kg返礦配入上述混料機并加水進行一次混合。控制混合料中的水分為8.5％，混合時間為9min，將混合完成的混合料置于燒結杯中(3kg鋪底料燒結礦已先布在燒結杯底部，厚度約25-35mm)，料層厚度為550mm，并壓料和平整料面，設定點火溫度為1150℃，點火時間為2.5min，點火負壓為7kPa，燒結抽風負壓為15kPa，進行點火燒結。燒結過程結束后將燒結礦冷卻至300℃以下進行初破后按40～25mm、25～16mm、16～10mm、10～5mm、<5mm分別進行篩分，最后計算粒度＞5mm的燒結礦所占的比例(成品率)，并且按照國標GB3209標準測量燒結礦轉鼓強度。實施例3結果如下：燒結過程用時69min，最高燒結溫度547℃，燒結礦成品率為64.27％，轉鼓指數為63.48％。本發明不限于上述實施例，在不脫離本發明范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。當前第1頁1 2 3