细粒级钛精矿造粒试验研究

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1、攀钢技术·11·细粒级钛精矿造粒试验研究韩可喜（攀钢集团研究院有限公司）摘要：针对攀枝花细粒级钛精矿无法直接入炉冶炼钛渣的情况，进行了钛精矿压球及干燥试验，考察了水分含量、混料时间、压力、持压时间、粘结剂加入量、干燥制度等对球团成球率及抗压强度的影响，得到了细粒级钛精矿的较佳压球及干燥工艺参数。关键词：钛精矿；压球；成球率；抗压强度；干燥攀钢技术·11·0引言近年来，随着我国钛工业的发展，对钛渣的需求量不断增大，以攀钢为代表的企业纷纷新建钛渣电炉，扩大钛渣生产能力，对钛精矿资源的争夺日趋激烈。随着选钛工艺的进步和钛精矿产能的增加，攀枝花

2、地区的钛精矿粒度变细趋势明显，直接进入电炉冶炼时，容易导致能量损失和冶金安全事故[1]；同时由于其粒度过细，物料透气性差，会造成冶炼过程中泡沫渣严重等异常工况增加，致使冶炼工艺不顺和技术指标很差，必须经过制粒处理方可使用。目前对粉矿造粒的方法主要有两种，造球法和压球法。其中造球法是目前铁精矿造粒的主要方法，主要是将铁精矿与粘结剂混合润磨后经造球机造球，经过干燥和氧化焙烧得到氧化球团供炼铁使用。压球法是指混合物料通过压制装置在外力作用下，使颗粒向着自己有利的方向位移，从而发生填充孔隙和重新排列，使颗粒直接接触面积增大，团块密度提高，得到生

3、球，生球通过低温干燥脱除水分，得到强度可以满足冶炼钛渣要求的干燥球团[2]。造球法中，由于氧化的温度较高，一般在1000℃以上，需有煤气、焦炭等作为热源，能耗较大；依据攀枝花钛渣生产厂的周边情况，选择压球法较为适宜。考察压制球团的两个主要指标是成球率(通常≥80%)和球团抗压强度(通常≥1500N)。影响球团成球率和抗压强度的因素较多，主要因素有：原料的天然性质、粘结剂性质、物料混合效果、成型压力大小、压辊转速、干燥制度等[2]。笔者针对攀枝花细粒钛精矿的特点，研究了不同因素对球团成球率及抗压强度的影响，获得了攀枝花细粒级钛精矿压制成球

4、团的较佳工艺参数。1试验原料、设备及试验方法1.1　试验原料攀枝花微细粒级钛精矿，为攀钢选钛厂外销钛精矿产品，其粒度组成见表1。自制粘结剂：DF102，粘结剂由主剂D和固化剂F组成。表1攀枝花微细粒级钛精矿粒度组成粒径范围/mm比例/%＜0.03815.60.038～0.04512.80.045～0.07444.50.074～0.113.40.1～0.15412.8≥0.1540.9合计100.01.2试验设备YYQD750×236液压式压球机；压力试验机；干燥烘箱及马弗炉。1.3　试验方法压球工艺流程如图1所示。在整个压球技术中，有以

5、下因素需综合考虑：攀钢技术·11·攀钢技术·11·粘结剂水高压压球粉料成品球团还原剂钛渣半钢钛精矿混合碾压生球筛分球料干燥干球筛分粉料电炉冶炼图1压球试验工艺流程示意攀钢技术·13·①攀枝花微细粒级钛精矿是钒钛磁铁矿选铁尾矿经过再选得到的，主要矿相为钛磁铁矿，属于最难成球的矿物之一，需在压球工序参数上全面优化，适应钛精矿成球的需要。②钛精矿球团用于攀钢电炉冶炼钛渣，而钛渣电炉的原料输送系统存在着倒运次数多、落差大的特点，决定了球团需有较高的强度。③电炉冶炼的产品有钛渣和半钢两种，要求粘结剂尽量少引入非钛铁杂质。④球团的强度指标、钛渣冶炼

6、工艺及球团制造成本之间需综合考虑。综合上述分析，试验着重考察两个指标，即在压球成本合理的范围内，钛精矿球团应具有较高的强度，较高的成球率指标(物料通过压球机后大于5mm球团重量与总物料重量的比值)。本试验通过在工业生产线上开展不同因素对球团指标的影响研究，得到适合压制攀枝花微细粒钛精矿球团较佳的参数。2　试验结果与讨论2.1　球团含水量的控制水分含量关系到球团的成球效果及球团干燥时间的长短，水分过高，会增加压球机辊皮粘料现象、延长干燥时间；水分过低，会导致成球率的下降及破碎率的增加，为此进行不同水分含量试验。结果表明：当水分含量在1.5

7、%～2%时生球成球率仅为75%，球团破碎严重，证明水分不足；水分含量大于3%时，压球机辊皮便出现粘膜现象；水分含量在2%～2.5%与2.5%～3%时，球团成球率可达85%，但由于水分含量的增加必然会延长干燥时间，因此认为水分含量在2%～2.5%时较佳。2.2　混料时间对球团成球率的影响混料主要是让钛精矿与粘结剂充分接触，该过程通过混合碾压机实现。混料时间长短影响到混合物料的均匀程度及混料设备的作业效率，为此进行了不同混料时间试验。选择5～35min进行试验，结果见图2。从图2可以看出，随着混料时间延长，球团成球率呈上升趋势，当混料时间为

8、20min时，球团成球率达到85%，进一步延长混料时间，球团成球率变化不明显，且会造成混料设备产能的大幅降低，因此混料时间选择20min较为适宜。图2混料时间对球团成球率的影响2.3　成型压力对球团成球率的