高鉻型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉關鍵技術研究.pdf

1、直接進口礦石產(chǎn)品是在相當長一段時間內中國利用國外礦產(chǎn)資源的主要方式，對于國內資源分布不均而又有進口條件和迫切需求的企業(yè)和地區(qū)，通過進口來彌補國內資源不足，并增加特種戰(zhàn)略資源量，拉動地方經(jīng)濟具有重要的意義。
　　高鉻型釩鈦磁鐵礦是一種特殊的釩鈦礦資源。盡管占世界釩鈦磁鐵礦總儲量的比例較少，但由于礦石中伴生有豐富的鉻資源，因此具有很高的綜合利用價值。鉻是我國嚴重短缺的戰(zhàn)略資源之一，可用于生產(chǎn)不銹鋼、特種鋼等。與普通釩鈦磁鐵礦相比，高鉻

2、型釩鈦磁鐵礦的礦物組成更為復雜，原料造塊、高爐冶煉及釩鈦鉻資源綜合利用更加困難，且國內外相關研究缺乏，系統(tǒng)集成技術尚未形成。這些因素導致了目前國內還沒有高爐冶煉高鉻型釩鈦磁鐵的工業(yè)實踐，礦中的鐵、鈦、釩、鉻尤其是釩、鉻資源尚未得到有效利用。因此如何合理、高效地利用高鉻型釩鈦磁鐵礦，提高多金屬伴生礦資源的綜合利用水平，是當前乃至今后我國和世界礦產(chǎn)資源開發(fā)利用面臨的重大課題。本文以進口高鉻型釩鈦磁鐵礦為研究對象，系統(tǒng)研究了該礦的燒結基礎特性

3、、燒結和氧化球團生產(chǎn)、高爐合理爐料結構、渣系優(yōu)化等關鍵技術。通過本研究，為高爐冶煉高鉻型釩鈦磁鐵礦提供了理論支撐和依據(jù)，并為實際生產(chǎn)提供了可靠的技術參數(shù)。
　　采用微型燒結裝置對進口高鉻型釩鈦磁鐵礦以及現(xiàn)場使用的若干種燒結用鐵礦粉進行了燒結基礎特性研究。結果表明，不同種類鐵礦粉的燒結基礎特性差別較大，鐵礦粉中FeO、MgO、SiO2和結晶水是影響其燒結基礎特性的重要因素。在所研究的鐵礦粉中，進口高鉻型釩鈦磁鐵礦粉的同化溫度高、液相

4、流動性差、黏結相自身強度弱、連晶固結強度差，故其燒結難度大;從燒結基礎特性角度出發(fā)，基于企業(yè)的原料條件，進行高鉻型釩鈦磁鐵礦燒結生產(chǎn)時，應盡可能與國產(chǎn)混合粉搭配使用。
　　燒結杯試驗研究表明，隨著燒結料中高鉻型釩鈦粉配比的提高，垂直燒結速度和轉鼓指數(shù)下降，成品率和利用系數(shù)先升高后下降，配比低于20％時綜合指標變化不大。物相分析表明，高鉻型釩鈦燒結礦礦物組成復雜，主要礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、鈣鈦礦、鐵酸鈣、硅酸二鈣和玻璃質。隨著高鉻型

5、釩鈦粉配比的提高，燒結礦礦物中液相量明顯不足，鐵酸鈣、硅酸二鈣含量降低，出現(xiàn)大量鈣鈦礦及玻璃體，從而導致高鉻型釩鈦礦燒結相關指標惡化。綜合考慮燒結杯試驗和物相分析結果，高鉻型釩鈦礦在燒結料中的配比宜控制在10％～20％之間。
　　堿度和配碳量是影響燒結礦冶金性能的兩個重要因素，通過調整高鉻型釩鈦燒結混合料中的堿度和配碳量，研究了其對高鉻型釩鈦燒結礦冶金性能的影響。研究表明:隨著配碳量的升高，垂直燒結速度、燒成率與轉鼓指數(shù)逐漸降低，

6、成品率與燒結杯利用系數(shù)呈先升高后降低的趨勢，低溫還原粉化指標逐漸改善，RDI+3.15逐漸升高，綜合指標呈先升高后降低的趨勢，配碳量為5.0％時的綜合指標最高，冶金性能最優(yōu);隨著堿度的升高，垂直燒結速度、成品率、轉鼓指數(shù)和燒結杯利用系數(shù)逐漸升高，燒成率逐漸降低，低溫還原粉化指標逐漸改善，RDI+3.15逐漸升高,綜合指標逐漸升高，堿度為2.70時，綜合指標最高，冶金性能最優(yōu)。
　　以高鉻型釩鈦磁鐵礦為主要原料，進行了高鉻型釩鈦磁鐵

7、礦球團制備的試驗研究。結果表明，隨著球團原料中高鉻型釩鈦磁鐵礦配量的增加，生球性能無明顯變化，成品球團的抗壓強度呈下降的趨勢，高鉻型釩鈦磁鐵礦配量不宜高于20％，否則成品球團的抗壓強度不能滿足高爐生產(chǎn)的要求;增大高鉻型釩鈦磁鐵礦配量有助于降低球團礦的還原膨脹率，當其配量由0增加到20％時，球團的還原膨脹率由基準狀態(tài)的32.1％降低到21.1％;高鉻型釩鈦磁鐵礦氧化球團的固結方式主要有Fe2O3微晶鍵連接、Fe2O3再結晶連接、Fe3O4

8、再結晶固結和渣相連接等多種方式，其中以Fe2O3再結晶固結最佳，隨著其在球團配量的增加，固結過程中液相量減少，黏結作用減弱，球團強度變差。
　　“細磨處理高鉻型釩鈦磁鐵礦”和“以粒度較細的廉價歐控礦代替現(xiàn)場生產(chǎn)用礦”，可實現(xiàn)高鉻型釩鈦磁鐵礦的增量化利用。當高鉻型釩鈦礦配量40％時，抗壓強度分別為2475 N·個-1和2005 N·個-1，膨脹率為19.2％和16％，皆滿足高爐生產(chǎn)要求。兩種優(yōu)化措施，均可使高鉻型釩鈦礦配量達40％。

9、
　　燒結礦中MgO含量在1.95％～2.63％時，隨著MgO增加，燒結礦的垂直燒結速度下降，燒結杯利用系數(shù)變化不大，成品率、轉鼓指數(shù)、綜合指標和低溫還原粉化指數(shù)均得到改善;球團中MgO含量由1.14％增至2.40％時，生球抗壓強度有所提升，成品球團抗壓強度明顯下降，由1985 N·個-1降至1479 N·個-1;球團還原膨脹率RSI由15.2％降至8.6％。由于MgO含量增加導致成品球團抗壓強度明顯下降，不符合精料的原則，因此，

10、球團中不適宜加入或少加菱鎂石;綜合MgO對燒結礦和球團礦冶金性能的影響，認為高爐冶煉高鉻型釩鈦磁鐵礦合理的爐料結構中應采用高MgO燒結礦配加低MgO球團礦。
　　隨著綜合爐料中燒結礦堿度提高，入爐球團比例增大，綜合爐料的軟化開始、軟化終了、熔化開始溫度，熔化終了溫度均降低;而熔化區(qū)間變薄，成收窄趨勢，滴落壓差降低，最高壓差下降，綜合爐料的透氣性得到改善;結果表明，“高堿度燒結礦搭配高比例的酸性球團礦”的爐料結構能使高爐冶煉高鉻型釩

11、鈦磁鐵礦具有更優(yōu)的效果。
　　采用單因素試驗、正交試驗以及綜合加權評分法進行了高爐冶煉高鉻型釩鈦磁鐵礦的優(yōu)化渣系研究。結果表明，高爐冶煉高鉻型釩鈦磁鐵礦的優(yōu)化渣系為:二元堿度1.15，MgO含量10％，TiO2含量8％，Al2O3含量15％。堿度增加，熔化性溫度升高，爐渣的初始黏度和高溫黏度大體上呈現(xiàn)降低趨勢;MgO含量增加，爐渣熔化性溫度先降低后升高，初始黏度降低，高溫黏度先升高后降低;Al2O3含量增加，爐渣熔化性溫度升高，初