[发明专利]一种全钒钛磁铁精矿制备高炉炼铁炉料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高炉炼铁炉料的方法，特别是涉及一种以全钒钛磁铁精矿为原料制备优质高炉炼铁炉料的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主，伴生多种有价元素(如铬、钴、镍、铜、钪、镓和铂族元素等)的多元共生铁矿。由于铁、钛紧密共生，钒以类质同象的形式赋存于钛磁铁矿中，通常称为钒钛磁铁矿。我国四川省攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，总储量超过100亿吨。

钒钛磁铁精矿是钒钛磁铁矿选矿获得的两种主要产品之一。高炉法是最早用于处理钒钛磁铁精矿的工业生产方法。该方法是将钒钛磁铁精矿先造块，分别制备成高碱度烧结矿或酸性氧化球团矿，后送高炉冶炼。在高炉冶炼过程中钒大部分被选择性还原进入铁水，含钒铁水经转炉吹炼，大部分钒被选择性氧化进入炉渣，含钒炉渣采用传统的水法提钒工艺制取V₂O₅或用于冶炼钒铁合金。脱钒铁水经转炉进一步脱碳而成钢水。钛则进入炉渣，现有技术条件下尚不能有效利用。随着钢铁工业的快速发展，我国钢铁产能逐渐趋于饱和，由于钒钛铁矿特殊冶炼工艺所带来的成本劣势，使得钒钛铁矿冶炼企业在残酷的市场竞争中日渐处于不利地位。提高钒钛磁铁精矿造块的技术经济指标，降低造块和冶炼的成本，是钒钛铁矿冶炼企业的生存、发展的现实需要。

钒钛磁铁精矿制粒性能差、熔点高，导致烧结过程混合料热稳定性差、液相生成量少等问题，烧结矿强度差、生产效率低。在生产实际中需要添加大量的不含钒钛的普通铁矿（配比通常在40%以上），才能生产出合格的烧结矿，从而增加了企业的矿石采购和运输成本，更为重要的是降低了炉料钒品位，进而降低了铁水中钒的含量，限制了钒资源的深度利用。

为克服钒钛磁铁精矿烧结质量差的困难，努力提高烧结原料中钒钛磁铁精矿使用量，大量企业与科研部门开展了广泛的研究。

针对钒钛磁铁精矿制粒性能差、混合料热稳定性差的问题，研究者们提出了采用提高生石灰用量、使用部分活性石灰（桓庶宝，生石灰强化钒钛磁铁精矿烧结的作用；蒋大军，钒钛磁铁精矿的矿物特性与造块强化技术；李媛英，烧结添加活性石灰的实验研究）、添加复合粘结剂（何木光，提高钒钛磁铁精矿烧结矿强度的集成技术应用）、返矿预润湿（范晓慧等，含钛铁精矿高铁低硅烧结技术）、分流制粒（孙艳芹等，钒钛磁铁精矿分流制粒烧结中碱度的影响）等措施强化了钒钛磁铁精矿制粒。也有研究者从降低矿石熔点，提高液相生成量的角度出发，采用提高烧结矿碱度（韩秀丽等，碱度对钒钛烧结矿显微结构的影响；蒋大军等，超高碱度对烧结矿性能与工艺参数的影响）、配加添加剂（傅菊英，添加剂强化烧结过程及其机理）、熔剂二次分加（何木光等，基于钒钛磁铁精矿烧结的熔剂二次分加研究）、燃料二次分加（何木光，提高钒钛磁铁精矿烧结矿强度的集成技术应用）、配加矿化剂（汪智德，烧结配加矿化剂的试验研究）等技术措施，在降低体系熔点、提高烧结强度、降低烧结矿低温还原粉化率、改善烧结矿还原性能方面取得了一定效果。还有研究者针对钒钛磁铁精矿配加量少，需要配加大量普通矿的问题，提出了配加高钒低钛精矿（何木光，白马钒钛磁铁精矿烧结试验研究）、采用强化烧结的集成技术（何木光，提高钒钛磁铁精矿烧结矿强度的集成技术应用），使钒钛磁铁精矿烧结配比有所增加，从55%提高到70%左右。

综上所述，通过一系列的针对性措施，钒钛磁铁精矿造块难烧结产质量指标及冶金性能均能得到一定程度的提高和改善，也使得工业生产中钒钛磁铁精矿烧结配比所增加。其中，高碱度烧结技术是强化钒钛磁铁精矿烧结的有效方法。提高烧结的碱度，使得铁酸钙粘结相增加，硅酸盐和钙钛矿的相对含量减少，提高了烧结矿强度，改善了烧结矿的冶金性能。但是，高碱度烧结时需配入大量碱性熔剂，其一方面降低了烧结矿的全铁品位，更为重要的是为平衡高炉冶炼炉渣的碱度，需要大量配入酸性炉料，而我国酸性炉料严重短缺的现实，使得高碱度烧结技术的推广受到一定限制。

因此，开发一种高效节能、大规模利用钒钛磁铁精矿制备优质高炉炉料的方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钒钛精矿配比高、烧结产质量高、能耗低的全钒钛磁铁精矿制备高炉炼铁炉料的方法。