[发明专利]一种矿焦混装的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，具体涉及一种矿焦混装的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以含有铁、钒、钛元素为主，并含有钴、镍、镓、铬、钪等有用元素的多元共生铁矿。由于其铁、钛紧密共生，绝大部分钒以类质同象赋存于钛磁铁矿中，故通常称为钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿主要生成于基性或超基性岩体中，其中含有90多种矿物，主要是钛、铁、铬的氧化物和各种硅酸盐矿物，还有少量的硫、砷化合物，磷酸盐矿物等。常见的有价矿石矿物主要为钛磁铁矿和钛铁矿，此外还有少量的磁铁矿、赤铁矿和硫化物等。钛磁铁矿是一种含有钛铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石等固溶体分离物的磁铁矿，经区域变化可结晶为钛铁矿和磁铁矿。钒钛磁铁矿中一般TiO₂品位在1%～15%，V₂O₅品位在0.1%～2%。

钒钛磁铁矿在世界各地分布较广，储量较大。世界上许多国家，如中国、南非、俄罗斯、芬兰、挪威、智利等国，都有钒钛磁铁矿分布，世界上已探明的钒资源的基础储量是1.660×107t，远景储量为6.0×107t。我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。

我国高炉冶炼钒钛磁铁矿已有几十年的历史，经过无数炼铁工作者的努力，高炉冶炼钒钛磁铁矿技术有了很大进步，现有技术主要是矿石与焦炭在高炉内交替层状分布。国内提出过通过矿焦混装提高钒收得率的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法专利，专利号：ZL201110138473.4，方法是将焦炭、烧结矿、球团矿混合后加入高炉形成矿石层，矿石层和焦炭层层装，烧结矿重量占矿石总重量的55%～65%，球团矿重量占矿石总重量的35%～45%；本发明与之最大的不同是采用廉价的小块焦（冶金焦炭生产中的残次品，价格通常比焦炭便宜约1000元/吨）而非昂贵的焦炭，小块焦为焦丁、碎焦等，其粒度范围为8～20mm，而且其用量占到了焦炭和小块焦总质量的20%～35%。通常高炉冶炼中小块焦的比例不超过10%，本发明将大量8-20mm的小块焦与钒钛烧结矿、球团矿充分混匀，加速了钒钛磁铁矿的还原，进入滴落初铁中的钒含量明显增加，钒的收得率明显提高。

钒是重要的稀有元素，被称为“现代工业的味精”，全球约85%的钒用于钢铁、军工、航空、航天、化工等。我国钒钛磁铁矿资源储量丰富，不仅产出了大量的生铁，还提供了大量的金属钒（占世界金属钒年产量的88%），因此钒钛磁铁矿综合利用价值很高。但是钒钛磁铁矿的冶炼难度大，通常高炉钒钛磁铁矿冶炼中钒的收得率只能达到68～70%，本发明显著改善钒钛磁铁矿高炉冶炼的透气性和软熔滴落性能，节约焦炭资源、降低生产成本，同时有效地提高了钒收得率（约能达到80%），减少资源浪费，对于提高我国高炉冶炼钒钛磁铁矿的技术水平具有重要意义，具有重大的推广应用价值。

发明内容

本项发明的目的就是针对现有高炉冶炼钒钛磁铁矿焦比高、生产成本高、钒收得率低、高炉冶炼透气性差等问题，发明了一种矿焦混装的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法。

为了实现上述发明目的，本发明所实现的方法具体包括以下步骤：

（1）将粒度范围为8～20mm的小块焦加入到钒钛烧结矿和钒钛球团矿中，均匀混合形成矿石层；将焦炭和矿石层交替布料入高炉，形成矿石层和焦炭层的交替层装结构；吨铁小块焦用量为50-150㎏，约占小块焦和焦炭总质量的20%～35%，这里所说的钒钛烧结矿其低温还原粉化指数RDI_+3.15不小于65%，全铁含量不低于50%，MgO含量不低于2.0%；钒钛球团矿抗压强度不低于2000N/个，全铁含量不低于55%，MgO含量不低于2.0%，还原膨胀率不大于15%，所用焦炭品质不低于国家Ⅱ级冶金焦标准；

（2）矿石层中钒钛烧结矿占含铁炉料总质量的60%～80%，其粒度为10～20mm，碱度范围为1.9～2.5，钒钛氧化球团占含铁炉料的20%～40%，其粒度为10～20mm；

（3）小块焦为冶金焦炭生产中的残次品，如焦丁、碎焦，可以是焦丁和碎焦其中的一种或两种，所用焦炭品质不低于国家Ⅱ级冶金焦标准；

（4）高炉冶炼的主要技术指标为焦比240～340kg/t，焦丁比50-150kg/t，煤比140～160kg/t，鼓风温度为1150～1250℃，富氧率为1.0%～3.0%；