本發(fā)明涉及制備全釩鈦球團(tuán)的方法。
背景技術(shù)：
：釩鈦磁鐵礦是一種含鐵、鈦、釩為主并伴生有少量鉻、鎳、鈷、鉑族、鈧等多種可綜合利用組分的礦物，具有極高的利用價(jià)值。利用現(xiàn)有的礦物加工方法和傳統(tǒng)的“燒結(jié)-高爐冶煉-轉(zhuǎn)爐提釩-半鋼煉鋼”冶煉工藝流程所獲得的鈦渣品位低，難實(shí)現(xiàn)鐵、釩、鈦等有價(jià)組元的高效化回收。而氣基豎爐直接還原工藝處理釩鈦礦具有流程短、資源利用率高、污染小、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在冶金資源綜合利用方面具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)豎爐直接還原釩鈦礦對(duì)全釩鈦球團(tuán)抗壓強(qiáng)度、粉化率、氣孔率等提出了更高的要求，由此，制備用于豎爐的全釩鈦球團(tuán)的方法有待研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種制備全釩鈦球團(tuán)的方法，利用該方法制備的球團(tuán)，孔隙率大，抗壓強(qiáng)度高、膨脹率小、粉化率小，并且，制備方法簡(jiǎn)單，人力成本低。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備全釩鈦球團(tuán)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：將釩鈦磁鐵礦粉進(jìn)行潤(rùn)磨和干燥處理，以便得到干燥的釩鈦磁鐵礦粉末；將所述干燥的釩鈦磁鐵礦粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行干混處理，以便得到干混后的物料；將部分所述干混后的物料進(jìn)行第一濕混處理，以便得到第一濕混物料；將另一部分所述干混后的物料進(jìn)行第二濕混處理，以便得到第二濕混物料，其中，所述第二濕混物料的含水量大于所述第一濕混物料；利用所述第一濕混物料進(jìn)行第一造球處理，以便得到母核；利用所述母核和所述第二濕混物料進(jìn)行第二造球處理，以便得到球團(tuán)；將所述球團(tuán)進(jìn)行篩分處理，以便得到篩分后的球團(tuán)；將所述篩分后的球團(tuán)進(jìn)行烘干處理，以便得到烘干后的球團(tuán)；將所述烘干后的球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒處理，以便獲得全釩鈦球團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備全釩鈦球團(tuán)的方法，利用兩步造球處理，不僅縮短了造球時(shí)間，而且，球團(tuán)的孔隙度大，利于球團(tuán)的氧化焙燒，使鐵充分氧化為三氧化二鐵，形成三氧化二鐵晶橋，使球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度顯著提供。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備全釩鈦球團(tuán)的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述干燥的釩鈦磁鐵礦粉末中，至少70％所述干燥的釩鈦磁鐵礦粉末的粒徑不大于0.0074mm，且所述干燥的釩鈦磁鐵礦粉末的含水量不大于1％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述干燥的釩鈦磁鐵礦粉末與所述粘結(jié)劑按質(zhì)量比(100:0.8～2.5)進(jìn)行所述干混處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一濕混物料的含水量為3～5％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二濕混物料的含水量為7～9％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用圓盤(pán)造球機(jī)進(jìn)行所述第一造球處理和所述第二造球處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述圓盤(pán)造球機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為3000Hz，傾角為30°～45°，所述第一造球處理和所述第二造球處理的總時(shí)間為10～25min。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一造球處理利用霧化加水方式補(bǔ)充水分，所述第二造球處理無(wú)需補(bǔ)充水分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述母核的直徑為3～5mm。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述篩分后的球團(tuán)的直徑為8～16mm，含水量為7～8％。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。附圖說(shuō)明本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備全釩鈦球團(tuán)的方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備全釩鈦球團(tuán)的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)該方法進(jìn)行解釋說(shuō)明，該方法包括：S100潤(rùn)磨和干燥處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將釩鈦磁鐵礦粉進(jìn)行潤(rùn)磨和干燥處理，得到干燥的釩鈦磁鐵礦粉末。通過(guò)潤(rùn)磨處理，得到細(xì)粒度的釩鈦磁鐵礦粉末，有利于降低預(yù)焙燒溫度，縮短預(yù)焙燒時(shí)間。而干燥處理可以脫除高鐵鋁土礦的結(jié)晶水，使得球團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，提高球團(tuán)的強(qiáng)度，并且還可以降低礦粉的粘度，便于造球，同時(shí)，還可以降低焙燒處理的溫度，節(jié)約能源。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥的釩鈦磁鐵礦粉末中，至少70％干燥的釩鈦磁鐵礦粉末的粒徑不大于0.0074mm，且干燥的釩鈦磁鐵礦粉末的含水量不大于1％。由此，礦石粉末的粒度小，原料接觸充分，焙燒處理的溫度低。S200混合處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將干燥的釩鈦磁鐵礦粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行干混處理，得到干混后的物料；將部分干混后的物料進(jìn)行第一濕混處理，得到第一濕混物料；將另一部分干混后的物料進(jìn)行第二濕混處理，得到第二濕混物料，其中，第二濕混物料的含水量大于第一濕混物料。由此，通過(guò)兩步濕混處理，得到第一濕混物料和第二濕混物料，其中，第一濕混物料濕度小，用于形成母核，第二濕混物料濕度大，用于形成球團(tuán)的外層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥的釩鈦磁鐵礦粉末與粘結(jié)劑按質(zhì)量比(100:0.8～2.5)進(jìn)行所述干混處理。由此，原料的粘度適宜，易于成球。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土。由此，造球效果好。S300造球處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用第一濕混物料進(jìn)行第一造球處理，得到母核；利用母核和第二濕混物料進(jìn)行第二造球處理，得到球團(tuán)。由此，在不同的造球階段，采用不同濕度的原料，便于造球處理。第一造球處理制造母球時(shí)，低含水量物料保證了釩鈦磁鐵礦精礦粉顆粒的獨(dú)立性，造球初期，吃料較少。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一造球處理制造母球時(shí)，可以通過(guò)霧化加水，粉礦在機(jī)械力和毛細(xì)力的作用下形成單個(gè)球核，并逐漸長(zhǎng)大，形成母核。在第二造球處理中，吃料較多，球型增長(zhǎng)速率較快，高含水量混合料依靠固液間的附著力和內(nèi)聚力以及機(jī)械力，使得球團(tuán)強(qiáng)度上升，外層高含水量物料在烘干過(guò)程中，水分蒸發(fā)，形成均勻、多孔通道，在氧化焙燒過(guò)程中為熱空氣進(jìn)入球團(tuán)內(nèi)部提供了通道，有利于球團(tuán)內(nèi)Fe2O3連晶、晶橋的形成，球團(tuán)強(qiáng)度增加。并且，兩步造球處理，有效避免了現(xiàn)有一步造球易產(chǎn)生球團(tuán)的擠壓?jiǎn)栴}，不僅縮短了造球時(shí)間，而且，球團(tuán)的孔隙度大，也利于氧氣進(jìn)入，使鐵充分氧化為三氧化二鐵，形成三氧化二鐵晶橋，使球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度顯著提供，同時(shí)，也有利于球團(tuán)進(jìn)行氣基還原反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一濕混物料的含水量為3～5％。由此，造球初期，吃料較少，第一濕混物料的濕度較低，保證了釩鈦磁鐵礦精礦粉顆粒的獨(dú)立性，有利于形成母核。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二濕混物料的含水量為7～9％。由此，在第二造球處理中，吃料較多，球型增長(zhǎng)速率較快，含水量為7～9％的高含水量混合料依靠固液間的附著力和內(nèi)聚力以及機(jī)械力，使得球團(tuán)強(qiáng)度上升，外層高含水量物料在烘干過(guò)程中，水分蒸發(fā)，形成均勻、多孔通道，在氧化焙燒過(guò)程中為熱空氣進(jìn)入球團(tuán)內(nèi)部提供了通道，有利于球團(tuán)內(nèi)Fe2O3連晶和晶橋的形成，球團(tuán)強(qiáng)度增加。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用圓盤(pán)造球機(jī)進(jìn)行第一造球處理和第二造球處理。由此，造球效率高，效果好。在第一造球處理在一個(gè)圓盤(pán)上形成母核后，球團(tuán)自圓盤(pán)自動(dòng)滾至皮帶機(jī)，經(jīng)運(yùn)輸自動(dòng)滾入第二造球處理的圓盤(pán)上，避免了球團(tuán)在同一圓盤(pán)上大量擠壓，使球團(tuán)過(guò)于緊密，同時(shí)縮短了造球時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圓盤(pán)造球機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為3000Hz，傾角為30°～45°，第一造球處理和第二造球處理的總時(shí)間為10～25min。由此，造球的效率高，時(shí)間短，球團(tuán)的孔隙率大。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一造球處理利用霧化加水方式補(bǔ)充水分，第二造球處理無(wú)需補(bǔ)充水分。第一造球處理采用的原料濕度低，通過(guò)霧化加水方式補(bǔ)充水分，有利于母核形成。而第二造球處理采用的原料濕度高，無(wú)需加水，即可在母核上包裹物料，形成球團(tuán)，并且球團(tuán)自動(dòng)滾出，進(jìn)入下一步程序，節(jié)省了大量人力成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，母核的直徑為3～5mm。由此，母核的粒徑適宜，便于在母核上包裹物料。進(jìn)一步地，基于上述造球處理，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)造球處理的過(guò)程進(jìn)一步解釋說(shuō)明，在第一造球處理中，用低含水量的第一濕混物料制備母球，造球時(shí)通過(guò)霧化加水方式補(bǔ)充水分，母球尺寸達(dá)到3～4mm時(shí)出料，形成母核，母核經(jīng)皮帶機(jī)進(jìn)入下一個(gè)造球盤(pán)，進(jìn)行第二造球處理，在球型長(zhǎng)大的過(guò)程中，配加高含水量第二濕混物料進(jìn)行第二造球，此階段不需要外配加水，生球球團(tuán)直徑控制在8～16mm，保證成球球團(tuán)的含水量在7～8％。S400篩分處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將球團(tuán)進(jìn)行篩分處理，得到篩分后的球團(tuán)。由此，粒徑適宜的球團(tuán)進(jìn)行混干處理，粒徑不適宜的球團(tuán)返回重新造球，從而節(jié)省了造球原料，并且，球團(tuán)的粒徑均一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，篩分后的球團(tuán)的直徑為8～16mm，含水量為7～8％。由此，球團(tuán)的粒徑和含水量適宜，便于進(jìn)行氧化焙燒處理。S500烘干處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將篩分后的球團(tuán)進(jìn)行烘干處理，得到烘干后的球團(tuán)。由此，降低球團(tuán)的水分，使氧化焙燒處理的溫度更低，時(shí)間更短。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鼓風(fēng)烘干進(jìn)行該烘干處理，烘干處理的溫度為150～300℃。S600氧化焙燒處理根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將烘干后的球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒處理，獲得高強(qiáng)度的全釩鈦球團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氧化焙燒處理的預(yù)熱溫度為900～950℃，保溫時(shí)間為15～25min，焙燒的溫度為1100～1300℃，保溫15～25min。由此，氧化焙燒處理的溫度低，時(shí)間短，能耗低，氧化焙燒效果好。下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是說(shuō)明性的，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1采用承德釩鈦磁鐵礦，和膨潤(rùn)土為原料制備，全釩鈦球團(tuán)，其中，承德釩鈦磁鐵礦的含水量為1.3％，主要成份和粒度分布如下：承德釩鈦磁鐵礦主要成分為：TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SP57.2227.50.4987.771.571.011.002.090.0490.058承德釩鈦磁鐵礦的粒度分布為：粒級(jí)/mm+0.15-0.15～+0.10-0.10～+0.074-0.074～+0.045-0.074-0.045含量/％0.82.417.648.779.230.5膨潤(rùn)土的主要成分：利用上述原料制備球團(tuán)的方法如下：(1)將承德釩鈦磁鐵礦配加2質(zhì)量％的膨潤(rùn)土。(2)對(duì)步驟(1)得到的物料進(jìn)行干混，物料混合均勻后，將混合物料分為兩部分，A＝30wt％，B＝70wt％，向A中加入3％的水，B中加入8％的水，分別混勻。(3)用圓盤(pán)造球機(jī)造球，圓盤(pán)造球機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為3000Hz，傾角為45°，造球時(shí)間為15min，造球初期，用含水量低的混合料A進(jìn)行造球，在球型長(zhǎng)大的過(guò)程中，配加80wt％的高含水量B混合料造球，球團(tuán)直徑控制在8～16mm，球團(tuán)的含水量控制在7～9％。(4)造球結(jié)束后，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行篩分，8～16mm的合格生球進(jìn)行烘干處理，風(fēng)溫150℃，時(shí)間40min。(5)烘干后的球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒，預(yù)熱溫度900℃，時(shí)間20min，焙燒溫度1300℃，時(shí)間15min。(6)將步驟(5)焙燒后的球團(tuán)進(jìn)行風(fēng)冷卻降溫。冷卻后的球團(tuán)成份如下，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為4258N＞2000N，氣孔率為18％，還原膨脹率為5.45％。完全滿足豎爐球團(tuán)入爐要求。球團(tuán)成分為：TFeCaOMgOSiO2Al2O3V2O5TiO2Na2OK2OR55.661.001.076.442.560.4867.430.2790.1280.16實(shí)施例2采用哈薩克斯坦釩鈦磁鐵礦和膨潤(rùn)土為原料制備，全釩鈦球團(tuán)，其中，哈薩克斯坦釩鈦磁鐵礦的含水量為1.0％，主要成份和粒度分布如下：哈薩克斯坦釩鈦磁鐵礦主要成分TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SP67.2927.50.5461.471.570.660.510.830.0010.006哈薩克斯坦釩鈦磁鐵礦的粒度分布粒級(jí)/mm+0.15-0.15～+0.10-0.10～+0.074-0.074～+0.045-0.074-0.045含量/％2.044.283.3542.0090.3348.33膨潤(rùn)土的主要成分：(1)將哈薩克斯坦釩鈦磁鐵礦配加0.8質(zhì)量％膨潤(rùn)土。(2)對(duì)步驟(1)得到的物料進(jìn)行干混，物料混合均勻后，將混合物料分為兩部分，A＝30wt％，B＝70wt％，向A中加入4％的水，B中加入10％的水，分別混勻。(3)用圓盤(pán)造球機(jī)造球，圓盤(pán)造球機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為3000Hz，傾角為45°，造球時(shí)間為15min，造球初期，用含水量低的混合料A進(jìn)行造球，在球型長(zhǎng)大的過(guò)程中，配加60wt％的高含水量B混合料造球，球團(tuán)直徑控制在8～16mm，球團(tuán)的含水量控制在7～9％。(4)造球結(jié)束后，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行篩分，8～16mm的合格生球進(jìn)行烘干處理，風(fēng)溫150℃，時(shí)間40min。(5)烘干后的球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒，預(yù)熱溫度950℃，時(shí)間20min，焙燒溫度1250℃，時(shí)間15min。(6)將步驟(5)焙燒后的球團(tuán)進(jìn)行風(fēng)冷卻降溫。冷卻后的球團(tuán)成份如下，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為3600N＞2000N，氣孔率為20％，還原膨脹率為7.24％。完全滿足豎爐球團(tuán)入爐要求。球團(tuán)成分為：TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOV2O5TiO2PS64.920.861.650.900.720.540.5241.4300.0080.002實(shí)施例3采用莫桑比克釩鈦磁鐵礦和膨潤(rùn)土為原料制備，全釩鈦球團(tuán)，其中，莫桑比克釩鈦磁鐵礦的含水量為0.8％，主要成份和粒度分布如下：莫桑比克釩鈦磁鐵礦主要成分為：TFeFeOV2O5TiO2SiO2CaOMgOAl2O3SPMnOCr2O354.169.910.81516.161.690.360.863.250.010.010.260.24莫桑比克釩鈦磁鐵礦粒度分布為：膨潤(rùn)土的主要成分：利用上述原料制備球團(tuán)的方法如下：(1)將莫桑比克釩鈦磁鐵礦配加2質(zhì)量％的膨潤(rùn)土。(2)對(duì)步驟(1)得到的物料進(jìn)行干混，物料混合均勻后，將混合物料分為兩部分，A＝40wt％，B＝60wt％，向A中加入3％的水，B中加入10％的水，分別混勻。(3)用圓盤(pán)造球機(jī)造球，圓盤(pán)造球機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為3000Hz，傾角為45°，造球時(shí)間為25min，造球初期，用含水量低的混合料A進(jìn)行造球，在球型長(zhǎng)大的過(guò)程中，配加60～80wt％的高含水量B混合料造球，球團(tuán)直徑控制在8～16mm，球團(tuán)的含水量控制在7～9％。(4)造球結(jié)束后，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行篩分，8～16mm的合格生球進(jìn)行烘干處理，風(fēng)溫200℃，時(shí)間30min。(5)烘干后的球團(tuán)進(jìn)行氧化焙燒，預(yù)熱溫度900℃，時(shí)間15min，焙燒溫度1300℃，時(shí)間25min。(6)將步驟(5)焙燒后的球團(tuán)進(jìn)行空冷降溫。冷卻后的球團(tuán)成份如下，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為2836.3N＞2000N，氣孔率為16.8％，還原膨脹率為7.62％。完全滿足豎爐球團(tuán)入爐要求。球團(tuán)成分為：TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOV2O5TiO2PSMnOCr2O353.000.292.693.250.370.860.79315.730.0040.0080.2590.233在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3