本發(fā)明涉及領(lǐng)域高爐冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釩鈦鐵礦高爐冶煉的方法。
背景技術(shù)：
高爐冶煉是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，高爐冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95％以上，目前，隨著國(guó)內(nèi)普通鐵礦石的供應(yīng)量緊張，且價(jià)格也逐漸攀升，大量使用普通鐵礦將明顯增加煉鐵的生產(chǎn)成本。而釩鈦鐵礦是一種以鐵為主，同時(shí)伴生有釩、鈦等多種稀有高價(jià)值金屬的氧化礦，K2O、Na2O、鉛、鋅含量相對(duì)較普通礦低，且我國(guó)釩鈦鐵礦床分布廣泛，儲(chǔ)量豐富，儲(chǔ)量和開(kāi)采量居全國(guó)鐵礦的第三位，已探明儲(chǔ)量98.3億噸。因此，釩鈦鐵礦是國(guó)防和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必須的戰(zhàn)略物資。
開(kāi)展釩鈦鐵礦資源的綜合利用，就是要在有效提取利用其中鐵元素的同時(shí)，盡可能實(shí)現(xiàn)其伴生有益組分的合理利用。我國(guó)采用的冶煉方法是將含釩鈦的鐵礦經(jīng)高爐煉成含釩鐵水，鐵水經(jīng)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉使釩進(jìn)入爐渣中。這種方法，一方面爐渣中TiO2較高，而當(dāng)爐渣中TiO2極易還原生成低價(jià)鈦化合物(例如，TiC、TiN及其固溶體Ti(C,N))，在高爐冶煉條件下不能熔化的TiC、TiN及其固溶體Ti(C,N)以極細(xì)小的顆粒以彌散狀態(tài)分布于爐渣中。隨著還原程度逐漸提高，渣中TiC、TiN及其固溶體Ti(C,N)含量不斷增加，爐渣粘度逐漸升高，當(dāng)渣中TiO2被還原至一定程度時(shí)，爐渣粘度將會(huì)急劇升高，流動(dòng)性變差，造成高爐渣鐵不分、不能順利出渣出鐵、爐況惡化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致?tīng)t況失常。另一方面，鐵水中的硅會(huì)與添加劑發(fā)生氧化反應(yīng)生成各種氧化物而進(jìn)入爐渣中，當(dāng)釩被氧化而生成V2O5進(jìn)入爐渣時(shí)，必然被上述各種元素的氧化物所稀釋?zhuān)瑢?dǎo)致轉(zhuǎn)爐提釩的釩渣中V2O5含量低，從而影響釩的回收率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種釩鈦鐵礦高爐冶煉的方法，所述方法利于釩、鈦回收利用，降低了高爐冶煉成本。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是提供一種釩鈦鐵礦高爐冶煉的方法，所述高爐冶煉爐料包括釩鈦鐵礦、熔劑和燃料；所述爐料包括釩鈦鐵礦、熔劑和燃料；所述釩鈦鐵礦由釩鈦燒結(jié)礦、釩鈦球團(tuán)礦和塊礦組成；所述燃料由焦炭、焦丁和煤粉組成；以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，高爐爐渣中TiO2含量為14～28％，鐵水中硫元素含量為0.25％～0.4％，鐵水中硅元素總含量為0.15％～0.4％。優(yōu)選的，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述釩鈦鐵礦包括所述釩鈦燒結(jié)礦68％～83％、所述釩鈦球團(tuán)礦15％～25％和所述塊礦2％～7％。
優(yōu)選的，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述釩鈦燒結(jié)礦以釩鈦磁鐵精礦粉65～80％和非釩鈦鐵精礦粉20～35％為原料燒結(jié)而成。
優(yōu)選的，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述釩鈦球團(tuán)礦以釩鈦磁鐵精礦粉80～95％和非釩鈦鐵精礦粉5～20％的焙燒原料焙燒而成。
優(yōu)選的，所述塊礦為普通赤鐵礦塊礦。
優(yōu)選的，所述燃料的載氣為壓縮空氣，所述壓縮空氣的溫度為10～25℃，壓力為800～1200kPa。
優(yōu)選的，所述熔劑為螢石。
優(yōu)選的，所述煤粉由無(wú)煙煤、瘦煤、煙煤和褐煤中的一種或多種制成。
優(yōu)選的，所述方法還包括控制高爐風(fēng)溫為1120～1600℃，高爐風(fēng)量為1300～1600Nm3/噸鐵。
優(yōu)選的，所述方法還包括控制高爐富氧量為20～50Nm3/噸鐵。
優(yōu)選的，所述鐵水中硫元素含量通過(guò)向鐵水中加入脫硫劑控制，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述脫硫劑原料為：石英砂40％～65％、生石灰3％～8％、螢石20％～35％、NaHCO34％～12％、Al2O34％～10％。
優(yōu)選的，所述鐵水中硅元素含量通過(guò)向鐵水中加入脫硅劑控制，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述脫硅劑原料為：燒結(jié)礦粉55％～75％、石灰粉18％～35％、螢石粉5％～10％。
本發(fā)明采用較高釩鈦元素含量的釩鈦鐵礦，提高了爐渣中釩鈦元素含量，利于釩、鈦回收利用；通過(guò)控制鐵水溫度，高爐風(fēng)量、風(fēng)溫、富氧量，從而改善了料柱透氣性差且壓差高的缺點(diǎn)，確保爐渣及時(shí)均勻排放，避免因爐渣在爐內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)TiO2的過(guò)還原生成TiC、TiN及其固溶體Ti(C,N)，同時(shí)避免爐渣粘度升高導(dǎo)致的爐渣流動(dòng)性變差，渣鐵不分，從而提高爐渣中TiO2含量，利于爐渣中鈦的回收；通過(guò)向鐵水中添加脫硫劑和脫硅劑，控制鐵水中硫元素和硅元素的含量，從而減少爐渣中硫、硅的氧化物含量，利于爐渣中釩的回收。
本發(fā)明采用螢石作為熔劑，螢石CaF2電離度大，電離出的F-離子破壞了SixOy2-的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而降低了鈦渣的粘度，改善了爐渣流動(dòng)性，避免爐缸粘結(jié)強(qiáng)化了鐵水與熔渣的分離作用，利于爐渣中釩鈦的回收。同時(shí)，CaF2進(jìn)入爐渣與其它組分形成低共熔物質(zhì)，從而降低爐渣的熔化性溫度；CaF2還可增加高鈦渣質(zhì)點(diǎn)間的作用力而使渣鐵兩熔融液相間界面上的表面自由能過(guò)剩，從而減少了熔渣與鐵水之間的接觸面積，使得鐵在熔渣中的溶解損失減少。
本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其詳細(xì)說(shuō)明如下：
本發(fā)明采用較高釩鈦元素含量的釩鈦鐵礦，控制反應(yīng)條件，優(yōu)選熔劑，通過(guò)添加脫硫劑、脫硅劑控制鐵水中硫元素、硅元素含量，提高爐渣中釩鈦回收率；減少釩鈦鐵礦中地礦使用，降低了高爐冶煉成本。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例1～16
本發(fā)明提供了一種釩鈦鐵礦高爐冶煉的方法，所述方法利于釩、鈦回收利用，降低了高爐冶煉成本。
本發(fā)明提供了一種釩鈦鐵礦高爐冶煉的方法，包括以下步驟：以釩鈦磁鐵精礦粉和非釩鈦鐵精礦粉為原料燒結(jié)釩鈦燒結(jié)礦；以釩鈦磁鐵精礦粉和非釩鈦鐵精礦粉為原料焙燒釩鈦球團(tuán)礦，將得到的釩鈦燒結(jié)礦、得到的釩鈦球團(tuán)礦與塊礦混合，得到高釩鈦含量的釩鈦鐵礦，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，配方見(jiàn)按表1
表1
石英砂、生石灰、螢石、NaHCO3與Al2O3為原料制備脫硫劑，以燒結(jié)礦粉、石灰粉與螢石粉為原料制備脫硅劑按，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，上述脫硫劑和脫硅劑配方如表2所示。
表2
通過(guò)攪拌設(shè)備按表3加入配方A～D的釩鈦鐵礦和一定量的焦丁和焦炭劑攪拌均勻，然后將攪拌均勻的爐料經(jīng)傳輸帶傳輸?shù)礁郀t中，高爐的下部設(shè)置有風(fēng)口與熱風(fēng)爐相通，熱風(fēng)爐采用雙預(yù)熱技術(shù)，以便保證送入高爐的風(fēng)溫，風(fēng)量達(dá)到表3預(yù)設(shè)值；同時(shí)，選擇壓縮空氣作為載體，將熔劑螢石和煤粉噴吹入高爐，按表3控制壓縮空氣溫度和壓力，鼓入富氧空氣，按表3控制高爐富氧量，在高爐的風(fēng)口的下部還設(shè)置有出鐵口，出鐵過(guò)程中，控制鐵水溫度＞1400℃，按表3加入配方1～4的脫硫劑和脫硅劑，上述冶煉條件如表3所示。
表3
以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，上述冶煉過(guò)程產(chǎn)生鐵水中硫元素、硅元素含量，爐渣中CaF2、TiO2、鐵含量與總?cè)剂媳热缦卤?所示。
表4
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。