钒钛磁铁矿是我国重要的资源之一,因富含钒、钛和铁等有价金属,对冶金工业具有重要意义。然而,由于钒钛矿的化学成分复杂、烧结性能较差,其在高炉炼铁中的使用受限,特别是烧结矿强度低、低温还原粉化现象严重,对其生产工艺的优化研究已成为行业焦点。
目前,钒钛矿烧结过程中一些关键问题仍未解决,包括:
钒钛矿在烧结过程中的特殊化学反应机理研究不足;
钙钛矿生成对烧结矿冶金性能的具体影响机制尚不明确;
钒钛矿低温还原粉化性能的工业化改善措施缺乏验证。
最近,东北大学的姜鑫教授及其团队系统研究了钒钛矿的烧结生产问题,并提出多项优化技术措施。研究发现,提高烧结矿碱度可显著增加铁酸钙黏结相;通过控制燃料配比、烧结温度,以及合理搭配褐铁矿,能够有效改善钒钛矿的成矿能力。团队创新性地采用CaCl2或B2O3溶液喷洒技术,大幅提升了烧结矿的低温还原粉化性能,为工业化应用提供了重要技术支撑。
相关研究成果以“钒钛矿烧结生产的研究进展”为题目发表于《烧结球团》2024年第49卷第3期。论文作者为:邢汉威, 姜鑫*, 张付林, 纪恒, 靳亚涛, 隋孝利, 沈峰满。
该论文的主要研究结果与结论如下:
烧结矿性能改进措施:
提高碱度能增加铁酸钙黏结相含量,显著提高烧结矿强度;
燃料配比与烧结温度的优化可改善液相生成,提高冶金性能;
配加褐铁矿能够增强成矿能力,改善烧结矿结构。
喷洒处理效果:
CaCl2溶液喷洒使低温还原粉化指数提高37.2%;
B2O3溶液作为替代物具有相似效果,并避免高炉腐蚀问题。
综合评价:
多项技术措施的结合有效提高了钒钛烧结矿的强度和冶金性能,为工业推广提供了重要参考。
论文中的主要图片和表格如下:
图1. 钒钛烧结矿显微结构图示
图2. 不同碱度钒钛烧结矿的显微照片
图3. 典型复合造块工艺流程
表1. 典型钒钛磁铁精矿主要化学成分
表2. 普通烧结矿与钒钛烧结矿的矿物组成及含量
表3. 钒钛矿最佳碱度研究汇总
表4. 配加褐铁矿对钒钛烧结矿冶金性能的影响
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