一种钛精矿的烧结造块方法及其应用的固结剂技术领域
本发明涉及一种钛精矿的烧结造块方法及其应用的固结剂，属于钢铁冶金领域。
背景技术
攀西地区的钒钛磁铁精矿属于典型的难烧结矿石，存在冶金性能差，高炉冶炼水
平低的特点。
攀钢钒高炉烧结钒钛磁铁精矿时，由于使用一定量的云南周边普通粉矿，致使高
炉吨铁对应的炉料中ZnO含量高达1kg以上，高炉动力除尘灰中的ZnO含量达10％以上，重力
除尘灰的ZnO含量4-8％，其中重力除尘灰返回烧结循环利用，造成了ZnO在高炉内的富集、
凝结，堵塞管道，粘结炉墙，对高炉生产造成严重影响，目前重力除尘灰返烧结使用，动力除
尘灰外卖处理。
发明人所在的企业攀钢使用电炉生产高钛渣时，由于采用的钛精矿是从攀钢选矿
厂中的尾矿中回收的含钛达48％左右的高钛精矿，但其粒度细，反应速度难以控制，需要将
钛精矿利用特定的粘结剂造块，以利于电炉的稳定生产。选择添加剂时需要考虑其产生较
小的渣量，不降低钛渣的TiO2品位，以利于钛精矿在电炉中还原时控制反应速度。
发明内容
本发明所解决的技术问题提供一种钛精矿的烧结造块方法，本发明烧结造块方法
是将粒度极细的钛精矿与特定的添加剂一起烧结成块，达到不降低钛渣的TiO2品位，并利
于钛精矿在电炉中还原时控制反应速度的目的。
由于本发明烧结造块方法是将粒度极细的钛精矿与特定的添加剂一起烧结成块，
由于钛精矿粒度细，在电炉还原熔分过程中其反应速度难以控制，因此，需要将钛精矿固结
成一定颗粒。而由于添加剂的加入品种及比例对钛渣的品位不利，因此选择添加剂时需要
考虑其产生较小的渣量。
本发明钛精矿的烧结造块方法的关键是采用了如下固结剂。
该固结剂包括下述重量配比的组分：重力除尘灰2-4份、动力除尘灰6-8份。
其中，所述重力除尘灰为高炉炉顶产生的煤气中所包含的粉尘，通过重力除尘器
产生的粉尘，其化学成分包括碳含量>20％，ZnO含量1-8％。
其中，所述动力除尘灰通过上述重力除尘器除尘的煤气经干式布袋二次除尘产生
的粉尘，其化成成分包括碳含量10-15％，ZnO含量>8％。
其中，所得固结剂的碳含量>40％，ZnO含量>8％。
本发明固结剂中含Zn组元，根据ZnO在低温氧化(<1000℃)和高温还原条件下(>
1000℃)的不同特点，实现钛精矿进行低温固结和高温还原条件下ZnO的蒸发与富集。
本发明钛精矿的烧结造块方法，包括如下步骤：
A、配料：取下述重量配比组分：固结剂5-7份、煤粉5-7份、钛精矿84-86份；外配钛
精矿烧结返矿35％-45％；
B、混合：混合物料制成含水量8-9％，物料粒度为+3mm所占比例>80％；
C、布料：烧结料层厚度500-600mm；
D、烧结：控制烧结点火温度1050-1150℃，点火负压6-8kPa，抽风12-15kPa，烧结终
了烟气温度450-550℃。
上述技术方案中，步骤B所述的混合是为了提高烧结造块速度。
10、根据权利要求4所述的钛精矿的烧结造块方法，其特征在于：步骤C所述布料为
在烧结杯中铺设10-16mm成品矿，再铺设步骤B所得混合料，得到的烧结料料层厚度500-
600mm；
优选的，步骤C采用的烧结杯为直径200-400mm，高为700-1000mm的烧结杯；
最优选，步骤C采用的烧结杯直径300mm，高为800mm的烧结杯。
步骤B混合时采用圆筒混料机混合。其中，步骤B所述圆筒混料机采用直径为800-
1500mm，长度为1500-2500mm的圆筒混料机；优选直径为1000mm，长度为2000mm的圆筒混料
机。
其中，步骤B采用圆筒混料机的转速为8-20rpm，混合时间为6-12min；优选转速为
10rpm，混合时间为8-10min。
上述技术方案中，步骤C所述布料为在烧结杯中铺设10-16mm成品矿，再铺设步骤B
所得混合料，得到的烧结料料层厚度500-600mm。
其中，步骤C采用的烧结杯为直径200-400mm，高为700-1000mm的烧结杯，优选直径
300mm，高为800mm的烧结杯。
其中，步骤C铺设成品矿的作用是作为铺底料保护炉篦。
本本发明烧结造块方法根据高炉动力除尘灰的化学成分特性，其具有较高的ZnO
含量以及一定的含碳量，以及ZnO在氧化条件和还原条件下的不同特点，先将重力除尘灰及
动力除尘灰和一定煤粉与钛精矿混合，利用ZnO氧化的固结特点，ZnO在中低温和氧化性气
氛条件下，固结成块，可以将钛精矿氧化固结成一定强度及粒度的烧结固结料；由于ZnO在
还原条件下(温度大于1000℃)易生成锌蒸气，因此在电炉还原时ZnO固结剂将不会影响炉
渣成分和降低钛渣品位，同时锌蒸气在除尘系统中可回收并利用。本发明烧结造块方法实
现了重力除尘水和动力除尘灰的利用；实现了钛精矿的造块；实现重力除尘水和动力除尘
灰中Zn的回收与利用。
采用本方法优点主要有二方面：一是比单纯用煤粉作为燃料进行烧结固结，增加
了ZnO固结氧化物，提高了固结效果，同时不影响钛渣的品位；二是综合利用了高炉含锌除
尘灰，减少了对高炉的不利影响。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。若无特别说明，本说
明书中所涉及的百分比含量均为重量百分比。
本发明钛精矿的烧结造块方法具体包括以下步骤：
(1)根据本钛精矿烧结造块的特点，采用重力除尘灰(含碳>20％，ZnO含量1-8％)、
动力除尘灰(含碳10-15％，ZnO>8％)按2-4：6-8混合，使混合料含碳>40％，ZnO含量>8％，利
用该种混合料作为钛精矿烧结时的固结剂。固结剂:煤粉：钛精矿的比例为5-7:5-7:84-86，
外配该种钛精矿烧结返矿35％-45％；
(2)将上述固结剂+钛精矿+返矿进行混合，在直径为1000mm长度为2000mm的圆筒
混料机以10rpm转速进行加水混合，使混合料水分为8-9％，混合时间8-10min，检测混合料
粒度，+3mm粒度所占比例>80％，以提高烧结造块速度；
(3)在直径300mm高为800mm的烧结杯中装入10-16mm成品矿3kg作为铺底料保护炉
篦，装入混合制粒好的混合料，料层厚度500-600mm；
(4)控制烧结点火温度1100±50℃，点火负压6-8kPa，抽风12-15kPa，烧结终了烟
气温度500±50℃，实现钛精矿的烧结造块。
下面结合具体实施例详细说明本发明。
表1示出了基准例，实施例1、实施例2、实施例3的烧结原料及其配比，表1中返矿矿
粉为额外配加。
表1烧结原料的配比情况(wt％)
钛精矿
重力除尘灰
动力除尘灰
煤粉
外配钛精矿返矿
|
基准例
85
0
0
15
40
实施例1
85
2
5
8
40
实施例2
85
1
6
8
40
实施例3
85
1
6
8
40
表1中所用物料的理化指标如下：
钛精矿：ω(TFe)35.5～4.0％，ω(SiO2)>3.0％，ω(FeO)>30％，ω(TiO2)>45％，
ω(粒度<0.074mm)>70％；
重力除尘灰：ω(TFe)35～50％，ω(SiO2)6～8％，ω(Al2O3)<4％，ω(TiO2)<7％，
ω(ZnO)1～8％；
动力除尘灰：ω(TFe)35～50％，ω(SiO2)5～8％，ω(Al2O3)<4％，ω(TiO2)<7％，
ω(ZnO)8～20％；
煤粉：灰分12～15％，C固＞70％，ω(粒度<3mm)＝100％；
返矿矿粉：为当次所配烧结方案进行烧结得到的＜5mm的烧结矿。
为了便于对比和了解本发明实施例的技术效果，下面具体给出了基准例和实施例
1、2、3的烧结矿的技术经济指标。
基准例
本基准例按表1中基准配比将总重60kg的钛精矿、煤粉和24kg返矿配入上述混料
机并加水进行一次混合。控制混合料中的水分为8.5％，混合时间为9min，将混合完成的混
合料置于烧结杯中(3kg铺底料烧结矿已先布在烧结杯底部，厚度约25-35mm)，料层厚度为
550mm，并压料和平整料面，设定点火温度为1150℃，点火时间为2.5min，点火负压为7kPa，
烧结抽风负压为15kPa，进行点火烧结。
烧结过程结束后将烧结矿冷却至300℃以下进行初破后按40～25mm、25～16mm、16
～10mm、10～5mm、<5mm分别进行筛分，最后计算粒度＞5mm的烧结矿所占的比例(成品率)，
并且按照国标GB3209标准测量烧结矿转鼓强度。
基准例结果如下：烧结过程用时70min，最高烧结温度513℃，烧结矿成品率为
60.81％，转鼓指数为60.13％.
实施例1
本实施例按表1中方案1配比将总重60kg的钛精矿、重力灰、动力灰、煤粉和24kg返
矿配入上述混料机并加水进行一次混合。控制混合料中的水分为8.0％，混合时间为9min，
将混合完成的混合料置于烧结杯中(3kg铺底料烧结矿已先布在烧结杯底部，厚度约25-
35mm)，料层厚度为550mm，并压料和平整料面，设定点火温度为1150℃，点火时间为2.5min，
点火负压为7kPa，烧结抽风负压为15kPa，进行点火烧结。
烧结过程结束后将烧结矿冷却至300℃以下进行初破后按40～25mm、25～16mm、16
～10mm、10～5mm、<5mm分别进行筛分，最后计算粒度＞5mm的烧结矿所占的比例(成品率)，
并且按照国标GB3209标准测量烧结矿转鼓强度。
实施例1结果如下：烧结过程用时69min，最高烧结温度482℃，烧结矿成品率为
62.17％，转鼓指数为63.54％。
实施例2
本实施例按表1中方案2配比将总重60kg的钛精矿、重力灰、动力灰、煤粉和24kg返
矿配入上述混料机并加水进行一次混合。控制混合料中的水分为8.5％，混合时间为9min，
将混合完成的混合料置于烧结杯中(3kg铺底料烧结矿已先布在烧结杯底部，厚度约25-
35mm)，料层厚度为550mm，并压料和平整料面，设定点火温度为1150℃，点火时间为2.5min，
点火负压为7kPa，烧结抽风负压为15kPa，进行点火烧结。
烧结过程结束后将烧结矿冷却至300℃以下进行初破后按40～25mm、25～16mm、16
～10mm、10～5mm、<5mm分别进行筛分，最后计算粒度＞5mm的烧结矿所占的比例(成品率)，
并且按照国标GB3209标准测量烧结矿转鼓强度。
实施例2结果如下：烧结过程用时64min，最高烧结温度522℃，烧结矿成品率为
64.98％，转鼓指数为65.44％。
实施例3
本实施例按表1中方案3配比将总重60kg的钛精矿、重力灰、动力灰、煤粉和24kg返
矿配入上述混料机并加水进行一次混合。控制混合料中的水分为8.5％，混合时间为9min，
将混合完成的混合料置于烧结杯中(3kg铺底料烧结矿已先布在烧结杯底部，厚度约25-
35mm)，料层厚度为550mm，并压料和平整料面，设定点火温度为1150℃，点火时间为2.5min，
点火负压为7kPa，烧结抽风负压为15kPa，进行点火烧结。
烧结过程结束后将烧结矿冷却至300℃以下进行初破后按40～25mm、25～16mm、16
～10mm、10～5mm、<5mm分别进行筛分，最后计算粒度＞5mm的烧结矿所占的比例(成品率)，
并且按照国标GB3209标准测量烧结矿转鼓强度。
实施例3结果如下：烧结过程用时69min，最高烧结温度547℃，烧结矿成品率为
64.27％，转鼓指数为63.48％。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和
修改。