钒钛磁铁精矿氧化球团试验研究报告

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1、四川德胜钢铁集团公司钒钛磁铁精矿链篦机回转窑氧化球团试验研究中 南 大 学首钢国际工程技术有限公司2013年1月项目负责人：范晓慧技术负责人：甘 敏主要参加人员： 范晓慧 甘 敏 陈许玲 袁礼顺姜 涛 李光辉 白国华 郭宇峰杨永斌 李 骞 张元波 黄柱成许 斌 朱忠平 黄云松 曾金林王海波 尹 亮 李 曦 周 阳报告编写：甘 敏 黄云松 报告审核：范晓慧 姜 涛 / 文档可自由编辑打印目 录前 言V第1章 试验研究方法11.1工艺流程11.2化学成分分析21.3铁矿物理性能检测21.3.1粒度组成和比表面积21.3.2成球性能31.3.3真密度，堆密度51.4 膨润土性能检测61.5 高压辊磨

2、预处理81.6 造球试验81.7 管炉焙烧试验91.8 链篦机回转窑扩大试验101.9产品性能检测111.9.1 球团矿矿相鉴定111.9.2球团矿冶金性能测定11第2章 原料的物化性能142.1钒钛磁铁精矿的物化性能142.1.1 钒钛磁铁精矿的化学成分142.1.2钒钛磁铁精矿的粒度组成和比表面积142.1.3钒钛磁铁精矿的成球性能和其他物理性能142.2膨润土的物化性能152.2.1膨润土的化学成分152.2.2膨润土的粒度组成152.2.3膨润土的其他物理性能162.3小结16第3章 造球试验173.1膨润土种类和用量试验173.2造球工艺参数试验173.3高压辊磨预处理对造球的影响1

3、93.3.1对铁精矿粒度的影响193.3.2对生球质量的影响203.3.3对膨润土适宜用量的影响213.3.4对造球工艺参数的影响213.4小结22第4章 管炉试验234.1预热、焙烧参数试验234.2膨润土用量对预热焙烧的影响254.3高压辊磨预处理对预热焙烧的影响264.4小结27第5章 扩大试验285.1干燥工艺参数试验285.1.1鼓风温度、风速和时间试验285.1.2抽风温度、风速和时间试验285.2预热和焙烧工艺参数试验295.2.1预热条件对预热球质量的影响295.2.2预热、焙烧条件对焙烧球质量的影响305.3膨润土种类对预热球和焙烧球指标的影响315.4高压辊磨预处理对预热球

4、和焙烧球指标的影响315.5小结32第6章 球团矿矿相鉴定和冶金性能检测336.1球团矿的化学成分336.2球团矿的矿相鉴定336.3球团矿的冶金性能35第7章 结论36前 言为四川德胜钢铁集团公司链篦机-回转窑氧化球团厂的设计提供基本依据，首钢国际工程技术有限公司委托中南大学针对四川德胜钢铁公司提供的钒钛磁铁精矿开展氧化球团试验研究，以获取钒钛磁铁精矿的造球、焙烧的适宜的工艺参数及相应的产量、质量指标。自2012.11.20四川德胜钢铁集团公司运送2t左右原料（1种铁矿石，2种膨润土）至中南大学起，按照合同要求开展了原料性能、造球试验、管炉试验、链篦机-回转窑扩大型试验、成品球质量检测等研究

5、工作。其主要内容和进度如下： （1）原料物化性能及造球试验研究（2012.11.202012.11.30） 研究了钒钛磁铁精矿的化学成分、粒度组成、密度、成球性能等以及膨润土的物化性能等；研究了膨润土种类及用量、造球工艺参数、高压辊磨预处理对生球质量的影响等。 （2）管炉小型试验研究（2012.12.12012.12.5） 研究了预热、焙烧条件对钒钛磁铁精矿预热球、焙烧球强度的影响，以及高压辊磨预处理对球团预热、焙烧的影响。（3）链篦机-回转窑扩大型试验研究（2012.12.62012.12.25） 在模拟链篦机-回转窑的扩大试验条件下，研究了干燥条件对生球干燥爆裂及预热球强度的影响；研究了预

6、热、焙烧条件以及高压辊磨预处理对预热球、焙烧球质量的影响。（4）成品球矿相及冶金性能的研究（2012.12.262012.12.31） 完成了成品球化学成分、冶金性能以及微观结构等检测分析。 第1章 试验研究方法1.1工艺流程本试验的小型试验工艺流程如图1-1所示。图1-1 小型试验流程图 本试验的扩大试验流程图见图1-2。图1-2 扩大试验流程图1.2化学成分分析 原料的化学成分是按照国家标准进行检测分析。原料中TFe、 FeO、CaO、MgO、Al2O3、S含量采用容量法检测，SiO2、LOI含量采用重量法检测，TiO2、P含量采用比色法检测，Na2O、K2O含量采用原子吸收光谱法检测，其

7、标准号如表1-1所示。 表1-1化学成分的检测方法检测成分单位检测方法国家标准号TFewt%容量法GB/T6730.5FeOwt%容量法GB/T6730.8SiO2wt%重量法GB/T6730.10CaOwt%容量法GB/T6730.13MgOwt%容量法GB/T6730.13Al2O3wt%容量法GB/T6730.11TiO2wt%比色法GB/T6730.22V205wt%容量法GB/T6730.32Pwt%比色法GB/T6730.19Swt%容量法GB/T6730.61Na2Owt%原子吸收光谱法GB/T6730.49K2Owt%原子吸收光谱法GB/T6730.49LOIwt%重量法GB/

8、T 6730.681.3铁矿物理性能检测1.3.1粒度组成和比表面积（1）粒度组成含铁原料的粒度分析采用湿法测定方法。每次的试样量为200g，先用0.045mm的筛子进行水筛，筛上物烘干称重后，再将筛上物用0.074mm筛子进行水筛，筛上物烘干称重后，再将筛上物用0.150mm筛子进行水筛，筛上物烘干称重后，称出各粒级的质量，计算各粒级的百分含量。（2）比表面积比表面积的测定方法主要有液体渗透法、气体渗透法和吸附法。本试验采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪测定铁精矿的比表面积，它属于气体渗透法。1.3.2成球性能（1）最大分子水测定细粒矿物最大分子水的方法有多种，如离心法、吸滤法和压滤法等

9、，本试验中采用离心法。离心法是用离心力将试样中的重力水与毛细水甩出，并用滤纸吸收。这样，保留在试样中的水，就是最大分子水。试验开始前，取准备好的物料500g 浸泡2h，使颗粒表面得以充分湿润。 试验设备：离心机一台，电子天平一台，烘箱一台。 试验步骤： 将容器烘干，并放入两层滤纸； 取40g 左右的物料放在离心机的物料杯中； 将4个物料杯对称放入离心机中； 在10000r/min 的转速下甩干15 分钟后取出； 将经离心机脱水后的物料取出称重G1，并在1105温度下烘干； 称量干燥后物料的重量G2。 分子水计算方法： （1-1）式中：W分试样的最大分子水，%；G1干燥前试样重量，g；G2干燥后

10、试样重量，g。平行试验进行三次，其测定误差不待超过0.5%，所测试样的最大分子水取三次试验的平均值。（2） 最大毛细水最大毛细水的测定方法有直接测定的重量法、间接测定的毛细管计法和容量法，与重量法相比，容量法操作简单，便于观察毛细水的上升速度，其测定结果具有足够的准确性。所以本试验采用采用容量法。试验设备：容量法最大毛细水测定仪一台。试验步骤：在装料器和筛板上涂一薄层石蜡，将筛板放进装料器中，在筛板上铺两层滤纸。然后将干的试样（100g）以松散状态装入装料器中（记下料高H及料重），并使料面平整。向贮水器中注入蒸馏水，当其水面升至与筛板下缘在同一水平线时，试料开始吸水，记录试料开始吸水时间t1与

11、滴定管水面读数h1。试样吸水后，放水速度与试样吸水速度一致，直到其不再吸水为止，记录结束时间t2及滴管水面高度h2。计算方法： （1-2）式中：W毛试样最大毛细水，%；G水试样吸水量，g；G干干试样质量，g。平行试验进行三次，所测W毛误差不超过2%，取三次平均值作为试样毛细水测量值。毛细水迁移速率： （1-3）式中：V毛细水迁移速度，mm/min；H试样料层高度，mm；其它符号意义如前所述。（3）成球性指数成球性指数K是综合反映物料粒度、粒度组成、比表面积和亲水性能的参数。其计算公式如下： （1-4）式中：W分最大分子水，%；W毛最大毛细水，%。1.3.3真密度，堆密度（1）真密度测定真密度常

12、用比重瓶法，按照冶标YB-373-75，其步骤如下：用25ml的比重瓶，用洗液洗净、烘干，用感量为万分之一克的天平称量比重瓶的质量m1；取已烘干的试样放入瓶中，试样装入量为容积的1/3左右，称出瓶和试样的质量m2；向瓶内注入蒸馏水，达容积的2/3，在热水浴中煮沸，除去试样上附着的气泡。经静置冷却后，再将蒸馏水注满至瓶口，塞上瓶塞，使水从瓶塞上的毛细管中溢出，才说明瓶中已装满水。擦干瓶外的水份，称比重瓶、水及试样的质量为m3；从瓶中倒出水和试样，洗净后装满蒸馏水，称瓶和水的质量m4。计算公式如下： （1-5）式中：物料的密度，g/cm3； m1比重瓶的质量，g；m2比重瓶和试样的质量，g；m3比

13、重瓶、试样和水的质量，g；m4比重瓶和水的质量，g；介质的密度，g/cm3。（2）堆密度所谓的堆密度是指散状物料在自然状态下堆积，单位容积的质量（g/cm3）。因此，粒度与粒度组成、颗粒形状及表面状态、颗粒湿度等都会影响堆积密度。用于测定散状物料的堆积密度的方法是：取一已经校准体积为V的容器，装料刮平后测量其质量为mn，则堆积密度D可用下式计算： （1-6） 式中：D堆积密度，g/cm3；m0容器质量，g；mn容器和试样的质量，g；V容器体积，cm3。平行试验进行三次，取三次平均值作为试样堆密度测量值。1.4 膨润土性能检测（1）胶质价胶质价又称胶体含量或胶质度，它是表明膨润土中含有多少蒙脱石的参数，它是按试样和一定比例的水混合所形成的凝胶层静置24h后由整个体积的百分数来衡量。操作步骤：取试样15g，（准确到0.1g）装到25mm的100ml带塞量筒中（筒内先注入2030ml蒸馏水，以免试样粘附筒壁，不易摇均匀）；加入蒸馏水到90ml处，并仔细摇荡5min，使其成为均匀的悬浮液，然后加入1g氧化镁分散剂，再加水到100ml处，继续振摇1min，然后静置24h。读出沉降物柱体高度对整个高度的百分比，即为该试料的胶质价。（2）膨胀倍数膨胀倍数又称膨胀度