本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑與一種鈦精礦的造粒方法。

背景技術(shù)：

電爐冶煉酸溶性鈦渣一般采用鈦精礦作為原料，而鈦精礦的浮選工藝致使其親水性能極差、粒度偏細(xì)，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明入電爐冶煉前鈦精礦原料預(yù)處理效果不佳，目前只能采用粉料入爐。

在實(shí)際冶煉生產(chǎn)中，一方面由于鈦精礦過細(xì)的粒度分布，長期存在直接入電爐冶煉導(dǎo)致細(xì)粉料隨爐氣進(jìn)入煙道，造成煙道及爐氣處理系統(tǒng)堵塞影響生產(chǎn)順行，收塵系統(tǒng)負(fù)荷重、物料收得率下降等問題；另一方面細(xì)粉料在運(yùn)送轉(zhuǎn)運(yùn)過程中極易揚(yáng)塵，易導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境惡化和環(huán)保問題。

為了解決上述問題，國內(nèi)科研人員開展了鈦精礦成型實(shí)驗(yàn)研究。任朝成等在2000年前后，開展了微細(xì)粒級鈦精礦的成型實(shí)驗(yàn)研究，成型工藝主要包括配料、混勻、潤磨、造球和干燥等5個步驟；研究結(jié)果表明，可以獲得抗壓強(qiáng)度最大達(dá)到1700n/個的球團(tuán)，但存在三方面問題：一是不能直接采用現(xiàn)場生產(chǎn)的濕礦(水分過高，不能滿足造球要求，需預(yù)干燥處理)，二是過程中需加入潤磨手段，單位成型成本增加；三是采用的復(fù)合粘接劑配加比例過高達(dá)到了6％，其中的雜質(zhì)將降低球團(tuán)品質(zhì)。

申請?zhí)枮?01410119162.7的中國專利提出了圓盤造球的成型技術(shù)方案，較好的解決了鈦精礦的成型問題，但成型前需對鈦精礦細(xì)磨處理，并采用聚丙烯酰胺和氧化鈣混合而成的復(fù)合型成型添加劑，氧化鈣將會對鈦渣品位以及后續(xù)利用造成一定的影響。

此外，也有采用壓球工藝對鈦精礦成型方面的研究報道，即采用瀝青、膨潤土、常規(guī)液態(tài)有機(jī)粘接劑、常規(guī)固粉有機(jī)粘接劑等作為粘接劑復(fù)合原料，成球率最高可以達(dá)到90％，球團(tuán)干燥后抗壓強(qiáng)度最好條件下可以達(dá)到1500n/個，折算鈦渣品位降低約0.45％。但是存在如下問題：壓球工藝獲得的鈦精礦球團(tuán)尺寸較大，對后續(xù)電爐冶煉控制提出了更高的要求；且壓球工藝綜合單位成型成本較高，初步測算球團(tuán)壓球成本達(dá)到了120元/t以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鈦精礦用強(qiáng)化劑與鈦精礦的造粒方法，本申請?zhí)峁┑脑炝７椒ń鉀Q了鈦精礦轉(zhuǎn)運(yùn)和電爐冶煉工藝中的揚(yáng)塵問題。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑，包括聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑。

優(yōu)選的，所述聚乙烯醇、瀝青和植物膠黏劑的質(zhì)量比為(10～65)：(5～10)：(25～85)。

優(yōu)選的，所述植物膠黏劑選自阿拉伯膠、預(yù)糊化淀粉和纖維素醚類衍生物中的一種或多種，所述瀝青為中高溫瀝青粉。

本申請還提供了一種鈦精礦的造粒方法，包括以下步驟：

將鈦精礦與強(qiáng)化劑混合，得到初始混合料；所述強(qiáng)化劑包括聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑；

將所述初始混合料進(jìn)行造粒，得到鈦精礦成型濕顆粒；

將所述鈦精礦成型濕顆粒進(jìn)行干燥，得到鈦精礦成型干顆粒。

優(yōu)選的，所述造粒在圓筒狀的造粒裝置中進(jìn)行，所述造粒裝置內(nèi)壁圓周方向上平均分布有2～4個造粒強(qiáng)化板，所述造粒強(qiáng)化板與所述內(nèi)壁圓心的連線夾角為45°～75°。

優(yōu)選的，所述造粒強(qiáng)化板未與造粒裝置內(nèi)壁接觸的一端距內(nèi)壁的直線距離為造粒裝置直徑的5％～12％，所述造粒強(qiáng)化板在軸向上的長度為造粒裝置長度的25％～75％。

優(yōu)選的，所述造粒裝置的進(jìn)料端高于出料端，傾斜角度為3°～7°。

優(yōu)選的，所述鈦精礦的干基質(zhì)量與所述強(qiáng)化劑的質(zhì)量比為100：(1～2)。

優(yōu)選的，所述初始混合料的水分含量為12wt％～15wt％。

優(yōu)選的，所述造粒的造粒裝置圓筒內(nèi)壁的線速度為5～30cm/s；所述干燥的溫度為65～300℃，時間為5～50min。

本申請?zhí)峁┝艘环N鈦精礦用強(qiáng)化劑，其包括聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑；其中的聚乙烯醇和和瀝青的作用均為物料造粒成型后在干燥過程中強(qiáng)化成型物強(qiáng)度，其中聚乙烯醇可輔助造粒成型；植物膠黏劑遇水后粘性迅速增加，物理粘接力大不會受到鈦精礦疏水特性的影響，可實(shí)現(xiàn)鈦精礦物料在造粒裝置中的快速成型，從而保證了鈦精礦造粒成型效果，即1～5mm的粒徑比例大于90％，落下強(qiáng)度大于5次/m。進(jìn)一步的，在鈦精礦的造粒方法中，本申請優(yōu)化了造粒裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了鈦精礦顆粒的成型效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的鈦精礦造粒的造粒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑，包括聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑。

上述鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑在鈦精礦造粒的過程中，以粉末固態(tài)的形式存在，該種形式不會對造粒物料造成二次污染。本申請所述鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑中的聚乙烯醇在物料造粒成型后發(fā)揮作用，主要在干燥過程中強(qiáng)化成型物強(qiáng)度，可輔助造粒成型；所述聚乙烯醇的來源沒有特別的限制。所述瀝青在實(shí)施例中選自中高溫瀝青粉，其也是在物料造粒成型后發(fā)揮作用，主要在干燥過程中強(qiáng)化成型物強(qiáng)度；所述瀝青的來源本申請沒有特別的限制。所述植物膠黏劑選自有機(jī)類物質(zhì)，具體的，所述植物膠黏劑選自阿拉伯膠、預(yù)糊化淀粉和纖維素醚類中的一種或多種；其遇水后粘性迅速增加，物理粘結(jié)力大，不會受到鈦精礦疏水特性的影響，可實(shí)現(xiàn)鈦精礦物料在造粒裝置中的快速成型，所述植物膠黏劑的來源本申請沒有特別的限制。

本申請所述鈦精礦造粒用強(qiáng)化劑中的聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑的質(zhì)量比為(10～65)：(5～10)：(25～85)，在具體實(shí)施例中，所述聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑的質(zhì)量比為(20～60)：(5～10)：(30～75)。

進(jìn)一步的，本申請還提供了利用上述強(qiáng)化劑的鈦精礦的造粒方法，包括以下步驟：

將鈦精礦與強(qiáng)化劑混合，得到初始混合料；所述強(qiáng)化劑包括聚乙烯醇、瀝青與植物膠黏劑；

將所述初始混合料進(jìn)行造粒，得到鈦精礦成型濕顆粒；

將所述鈦精礦成型濕顆粒進(jìn)行干燥，得到鈦精礦成型干顆粒。

在上述造粒方法中，本申請首先將鈦精礦與強(qiáng)化劑混合，得到初始混合料。所述強(qiáng)化劑為上述方案所述的強(qiáng)化劑，此處不進(jìn)行贅述。所述鈦精礦與強(qiáng)化劑的質(zhì)量比以鈦精礦的干基質(zhì)量與強(qiáng)化劑的質(zhì)量比來表示，則所述鈦精礦的干基質(zhì)量與所述強(qiáng)化劑的質(zhì)量比為100：(1～2)，在某些具體實(shí)施例中，所述鈦精礦的干基質(zhì)量與所述強(qiáng)化劑的質(zhì)量比為100：(1.2～1.8)；上述鈦精礦與所述強(qiáng)化劑的質(zhì)量比能夠保證鈦精礦造粒成型效果。所述初始混合料中水分含量為12％～15％。

本申請然后將初始混合料進(jìn)行造粒，得到鈦精礦成型濕顆粒。上述造粒的過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的造粒方式，對此本申請沒有特別的限制。本申請所述造粒在造粒裝置中進(jìn)行，所述造粒裝置為圓筒狀造粒裝置。本申請優(yōu)選對所述造粒裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，以進(jìn)一步提高鈦精礦顆粒的成型效果，所述造粒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；具體的，所述造粒裝置的圓筒內(nèi)壁圓周方向上平均分布有2～4個造粒強(qiáng)化板，所述造粒強(qiáng)化板與所述內(nèi)部圓心的連線夾角為45°～75°，上述設(shè)置方式能夠加強(qiáng)造粒物料滑動，單位時間增大物料內(nèi)部相對接觸面積，有利于快速造粒成型和使成型粒徑控制在一定的范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述造粒強(qiáng)化板未與造粒裝置內(nèi)壁接觸的一端距內(nèi)壁的直線距離為所述造粒裝置直徑的5％～12％，所述造粒強(qiáng)化板在軸向上的長度為所述造粒裝置長度的25％～75％；上述造粒強(qiáng)化板長度的限定使造粒裝置具有相對優(yōu)異的造粒物料滑動強(qiáng)化效果。所述造粒強(qiáng)化板在所述造粒裝置中的具體設(shè)置是通過焊接的方式實(shí)現(xiàn)連接的，具體的連接方式按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式進(jìn)行即可，對此本申請沒有特別的限制。

本申請所述造粒裝置在造粒的過程中逆時針轉(zhuǎn)動，進(jìn)料端高度高于出料端，傾斜角度為3°～7°，在具體實(shí)施例中，所述傾斜角度為4°～6°；上述傾斜角度為造粒成型粒徑最優(yōu)和產(chǎn)能最大化的合理范圍。本申請所述造粒的造粒裝置圓筒內(nèi)壁的線速度為5～30cm/s，在具體實(shí)施例中，所述圓筒內(nèi)壁線速度為8～25cm/s。

本申請然后將鈦精礦成型濕顆粒進(jìn)行干燥，得到鈦精礦成型干顆粒；上述干燥的過程可以在鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等常規(guī)干燥設(shè)備中進(jìn)行干燥，對此本申請沒有特別的限制。所述干燥的溫度為65～300℃，所述干燥的時間為5～50min；在具體實(shí)施例中，所述干燥的溫度為100～250℃。

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供的強(qiáng)化劑與造粒方法可解決鈦精礦直接入電爐冶煉酸溶性鈦渣存在的揚(yáng)塵大，冶煉過程易受煙氣系統(tǒng)堵塞影響和物料收得率偏低的工藝問題。本發(fā)明申請不對鈦精礦原料單獨(dú)作潤磨等額外處理，嚴(yán)格控制造粒成本前提下，創(chuàng)新采用物理粘接技術(shù)控制鈦精礦成型粒徑和強(qiáng)度，解決鈦精礦轉(zhuǎn)運(yùn)和電爐冶煉工藝中揚(yáng)塵問題，保證正常的冶煉速率，提高電爐設(shè)備作業(yè)率和物料收得率，本發(fā)明方法對電爐冶煉鈦精礦原料的預(yù)處理具有非常重要的意義。本申請制備的鈦精礦成型顆粒的粒徑1mm～5mm范圍≥90％、顆粒落下強(qiáng)度≥5次/m指標(biāo)條件下，具有相對較優(yōu)的成本和產(chǎn)能優(yōu)勢，并能夠充分滿足后續(xù)電爐冶煉的原料粒度和強(qiáng)度要求。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的鈦精礦的造粒方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

下述各實(shí)施例中鈦精礦來源于正常生產(chǎn)中的浮選大宗樣，未施加額外的潤磨處理措施，最高自然水分含量約9.3％。

實(shí)施例1

將鈦精礦與強(qiáng)化劑按照鈦精礦干基質(zhì)量與強(qiáng)化劑質(zhì)量比100：1.8配加并充分混合均勻，得到混合料，混合料最終水分含量12.5％，強(qiáng)化劑組成為聚乙烯醇：中溫瀝青粉：植物膠黏劑＝20：5：75；

將上述混合料在直徑為700mm、長度為2500mm、傾斜角為4°的造粒設(shè)備上進(jìn)行造粒，得到鈦精礦成型濕顆粒；造粒設(shè)備圓筒內(nèi)壁的轉(zhuǎn)動線速度8cm/s，造粒強(qiáng)化板未與造粒裝置內(nèi)壁接觸的一端距內(nèi)壁的直線距離為55mm，所述造粒強(qiáng)化板在圓筒軸向上的長度為1800mm，與內(nèi)部圓心的連線夾角為60°，所述造粒強(qiáng)化板的數(shù)目為3塊(圓筒圓周內(nèi)120°對稱分布)；

將鈦精礦成型濕顆粒通入回轉(zhuǎn)窯100℃煙氣干燥，最終得到鈦精礦造粒干燥顆粒，其粒徑1mm～5mm范圍內(nèi)質(zhì)量比例達(dá)到94.5％，落下強(qiáng)度平均9.3次/m。

實(shí)施例2

將鈦精礦與強(qiáng)化劑按照鈦精礦干基質(zhì)量與強(qiáng)化劑質(zhì)量比100：1.4配加并充分混合均勻，得到混合料，混合料最終水分含量14.5％，強(qiáng)化劑組成為聚乙烯醇：中溫瀝青粉：植物膠黏劑＝60：10：30；

將上述混合料在直徑為700mm、長度為2500mm、傾斜角為5.5°的造粒設(shè)備上進(jìn)行造粒，得到鈦精礦成型濕顆粒；造粒設(shè)備圓筒內(nèi)壁的轉(zhuǎn)動線速度25cm/s，造粒強(qiáng)化板未與造粒裝置內(nèi)壁接觸的一端距內(nèi)壁的直線距離為40mm，所述造粒強(qiáng)化板在圓筒軸向上的長度為900mm，與內(nèi)部圓心的連線夾角為65°，所述造粒強(qiáng)化板的數(shù)目為2塊(圓筒圓周內(nèi)180°對稱分布)；

將鈦精礦成型濕顆粒通入回轉(zhuǎn)窯210℃煙氣干燥，最終得到鈦精礦造粒干燥顆粒，其粒徑1mm～5mm范圍內(nèi)質(zhì)量比例達(dá)到90.5％，落下強(qiáng)度平均6.0次/m。

對比例1

與實(shí)施例1對比，本對比例用于證實(shí)強(qiáng)化劑的造粒成型效果。技術(shù)控制參數(shù)與實(shí)施例1基本一致，區(qū)別在于：強(qiáng)化劑為質(zhì)量比為9：1的聚丙烯酰胺和氧化鈣，鈦精礦干基質(zhì)量與強(qiáng)化劑的質(zhì)量比100：1.8。最終鈦精礦造粒干燥顆粒粒徑1mm～5mm范圍內(nèi)質(zhì)量比例僅為38.6％，落下強(qiáng)度平均為4.7次/m。

對比例2

與實(shí)施例1對比，本對比例用于證明本成型裝置的造粒成型效果。技術(shù)控制參數(shù)與實(shí)施例1基本一致，區(qū)別在于：成型設(shè)備改為直徑為700mm的常規(guī)無造粒強(qiáng)化板的光滑內(nèi)壁結(jié)構(gòu)形式，最終鈦精礦造粒干燥顆粒粒徑1mm～5mm范圍內(nèi)質(zhì)量比例僅為56.3％，對應(yīng)落下強(qiáng)度變化不大，平均為8.9次/m。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。