專利名稱：一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，屬于冶金行業(yè)中直接還原煉鐵新工藝領(lǐng)域。利用轉(zhuǎn)底爐高溫還原熔分生產(chǎn)高鈦渣及珠鐵技術(shù)，高鈦渣經(jīng)提釩后，得到的高品位鈦渣和釩渣，以達(dá)到綜合回收利用釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦等有價(jià)元素的目的。
背景技術(shù)：
釩鈦磁鐵礦是一種以鐵、釩、鈦為主并伴生有少量鉻、鎵、鈧、鈷、鎳、鉬族等多種組分的礦物，具有重要的綜合利用價(jià)值。礦石中主要金屬礦物有鈦磁鐵礦(系磁鐵礦、鈦鐵晶石、鋁鎂尖晶石和鈦鐵礦片晶的礦物相)和鈦鐵礦，其次為磁鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、次生黃鐵礦；硫化物以磁黃鐵礦為主，另有鈷鎳黃鐵礦、硫鈷礦、硫鎳鈷礦、紫硫鐵鎳礦、黃銅礦、黃鐵礦和墨銅礦等，礦物組成復(fù)雜，綜合提取難度較大。目前，釩鈦磁鐵礦處理的主要工藝流程是將選礦富集的鐵精礦利用現(xiàn)有的燒結(jié)一高爐一轉(zhuǎn)爐流程及鐵水吹煉提釩工藝，進(jìn)行鐵、釩、鈦的分離；選鐵尾礦則進(jìn)一步選礦獲得鈦精礦。但以原礦計(jì)，鐵的回收率只有70%左右，釩的回收率只有50%左右，鈦的回收率不超過10%。總體來說，鐵、釩、鈦利用程度偏低，同時(shí)，由于存在燒結(jié)工序，整體冶煉過程的綜合能耗較高，環(huán)境污染嚴(yán)重。除上述現(xiàn)流程外，我國(guó)對(duì)釩鈦磁鐵礦的綜合利用還組織了多次攻關(guān)，取得了明顯進(jìn)展，開發(fā)了許多新流程，可歸納為南北流程。北方流程主要為“釩鈦磁鐵精礦鈉化焙燒一水浸提釩一直接還原一電爐熔分、煉鋼一鈦渣制取鈦白”。南方流程主要為“釩鈦磁鐵精礦球團(tuán)一豎爐直接還原一電爐熔分一鐵水煉鋼、熔渣提釩和提鈦”。但這兩種流程均存在一些缺陷，北方流程是鈉化劑耗量大，鈉化提釩后的球團(tuán)還原粉化嚴(yán)重；南方流程避免了北方流程的不足，但技術(shù)難點(diǎn)在于電爐熔分過程中，釩的走向難以控制，兩類流程均處于研究階段。申請(qǐng)?zhí)枮?00510020117. 7號(hào)的中國(guó)專利申請(qǐng)所述的“從釩鈦磁鐵礦中分離提取金屬元素的方法”提出的釩鈦磁鐵礦轉(zhuǎn)底爐直接還原一電爐熔分工藝，在一定程度上提高了鐵、釩、鈦的回收率，但工藝中存在金屬化球團(tuán)的再氧化現(xiàn)象，同時(shí)熔分過程中加入的大量造渣材料及熔渣對(duì)爐襯的侵蝕導(dǎo)致鈦渣品位不高，降低了鈦的經(jīng)濟(jì)提取價(jià)值；同時(shí)由于電爐熔分過程的存在，能量消耗相對(duì)較高，不利于釩鈦磁鐵礦資源的綜合回收。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明旨在克服上述缺陷，提供一種將釩鈦磁鐵礦造塊，用轉(zhuǎn)底爐高溫還原熔分生產(chǎn)高鈦渣和珠鐵的方法。應(yīng)用本方法處理釩鈦磁鐵礦，不僅可以有效解決鈦、釩資源的回收問題，還可以得到質(zhì)量合格的供電爐煉鋼的珠鐵，充分利用了釩鈦磁鐵礦中的鐵、 釩、鈦等有價(jià)元素。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，具體方法包括釩鈦磁鐵礦造球、轉(zhuǎn)底爐高溫還原、磁選分離；
1.造球工藝將釩鈦磁鐵礦精礦與還原劑、粘結(jié)劑、熔劑按一定比例混合，配置成混勻原料，其中釩鈦磁鐵礦的質(zhì)量百分含量為74 80%，還原劑的質(zhì)量百分含量為15 20%， 粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量為0. 5 3%，熔劑的質(zhì)量百分含量為2 5% ；
將上述配置成混勻原料通過壓球機(jī)壓制成18-25mm的團(tuán)塊；
2.轉(zhuǎn)底爐高溫還原將上述制成的團(tuán)塊經(jīng)過200-300°C干燥后，加入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，采用液體燃料或氣體燃料加熱至1350-1500°C的溫度下，還原15-45min，得到初步分離的高鈦渣和珠鐵。3.磁選分離將轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的初步分離的高鈦渣和珠鐵，通過磁選機(jī)進(jìn)一步分離，高鈦渣經(jīng)提釩后，得到的高品位鈦渣用于硫酸法生產(chǎn)鈦白，釩渣用于提釩，珠鐵用作電爐煉鋼的原料。所述釩鈦磁鐵礦主要指二氧化鈦品位達(dá)到8%及以上的釩鈦磁鐵精礦，以及鈦精礦和其它復(fù)合的含鐵精礦。所述還原劑包括無煙煤、煙煤或褐煤等煤粉，也包括塑料、廢輪胎等其它含碳物料。還原劑的配入量以所含碳量與釩鈦磁鐵礦中氧原子的配比為1.0-1. 3配加。所述粘結(jié)劑主要指有機(jī)粘結(jié)劑，如玉米面、聚乙烯醇或腐殖酸鈉等。所述熔劑是指促進(jìn)還原或熔分的鈉類或鈣類熔劑。該工藝與轉(zhuǎn)底爐還原一電爐熔分法、冷固結(jié)球團(tuán)直接還原法、高溫還原法相比，具有以下顯著特點(diǎn)
1.本發(fā)明采用轉(zhuǎn)底爐高溫還原一磁選分離生產(chǎn)高鈦渣和珠鐵的工藝，優(yōu)于轉(zhuǎn)底爐還原-電爐熔分工藝，本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，取消了電爐熔分工序，降低了能耗，降低了生產(chǎn)成本，能夠得到高品位的鈦渣；同時(shí)，轉(zhuǎn)底爐排放的廢氣可用于球團(tuán)干燥和轉(zhuǎn)底爐燃料，
能量利用更合理。2.本發(fā)明還原溫度高(1350-15000C )，反應(yīng)速度快，反應(yīng)時(shí)間短(15-45min),相對(duì)于其它還原工藝(轉(zhuǎn)底爐還原一電爐熔分工藝分別為1200-1350°C和50-150min，冷固結(jié)球團(tuán)直接還原為1100-1150°C和3-4h等)，生產(chǎn)周期大大縮短。3.本發(fā)明可以部分利用廢塑料、廢輪胎等生活廢棄物，有利于環(huán)境保護(hù)和降低成本，達(dá)到資源的綜合利用。4.本發(fā)明得到的高鈦渣品位穩(wěn)定在47%以上，渣中氧化亞鐵量小于2%，滿足硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝對(duì)原料的要求；珠鐵含鐵量在96%以上，是電爐優(yōu)質(zhì)的煉鋼原料，磁選釩鈦回收率達(dá)97%，鐵回收率97%以上。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
該實(shí)施例采用的是攀枝花地區(qū)釩鈦磁鐵礦(成分為TFe54. 54%, Fe023. 16%， Si022. 934%, CaOO. 398%, Al2033. 54%, Mg03. 7%, SO. 292%, TiO2IO. 77%, V2O5O. 666%)，并配加20%的還原劑(成分為固定碳86. 47%，揮發(fā)份8. 58%，灰分4. 95%，SO. 31%)、熔劑(CaF22%)和粘結(jié)劑(玉米面2. 5%)，充分混勻后加水，壓制成塊狀，在200-300°C溫度下干燥后，加入到轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行高溫還原，轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的溫度保持在1350-1500°C，還原時(shí)間控制在15-45min， 還原結(jié)束后，磁選分離，得到高鈦渣和珠鐵，高鈦渣提釩后，鈦渣的品位為48. 73%以上，渣中氧化亞鐵量小于2%，滿足硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝對(duì)原料的要求；珠鐵含鐵量在96%以上，是電爐優(yōu)質(zhì)的煉鋼原料，磁選釩鈦回收率達(dá)97%，鐵回收率97%以上。實(shí)施例2
該實(shí)施例采用的是攀枝花地區(qū)釩鈦磁鐵礦(成分為TFe53. 54%, Fe028. 16%，Si022 . 2%， CaOO. 338%, Al2032. 74%, MgO 1. 4%, SO. 302%, TiO2IO. 82%, V2O5O. 5%),并配加 15% 的還原劑(成分為固定碳86. 47%，揮發(fā)份8. 58%，灰分4. 95%, SO. 31%)、熔劑(Na2S043%，CaF22%)和粘結(jié)劑 (玉米面1. 5%)，充分混勻后加水，壓制成塊狀，在200-300°C溫度下干燥后，加入到轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行高溫還原，轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的溫度保持在1350-1500°C，還原時(shí)間控制在15-45min，還原結(jié)束后，磁選分離，得到高鈦渣和珠鐵，高鈦渣提釩后，鈦渣的品位在49. 64%以上，渣中氧化亞鐵量小于2%，滿足硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝對(duì)原料的要求；珠鐵含鐵量在96%以上，是電爐優(yōu)質(zhì)的煉鋼原料，磁選釩鈦回收率達(dá)97%，鐵回收率97%以上。實(shí)施例3:
該實(shí)施例采用的是攀枝花地區(qū)釩鈦磁鐵礦(成分為TFe55. 34%，F(xiàn)e029. 07%, Si022 . 3%， CaOO. 32%, Al2032. 45%, MgO 1. 21%, SO. 35%, Ti028. 27%, V2O5O. 69%),并配加 18% 的還原劑(成分為固定碳 86. 47%，揮發(fā)份 8. 58%，灰分 4. 95%, S0. 31%)、熔劑(Na2SO4L 5%, CaF22. 5%)和粘結(jié)劑(玉米面3. 0%)，充分混勻后加水，壓制成塊狀，在200-300°C溫度下干燥后，加入到轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行高溫還原，轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的溫度保持在1350-1500°C，還原時(shí)間控制在15-45min，還原結(jié)束后，磁選分離，得到高鈦渣和珠鐵，高鈦渣提釩后，鈦渣的品位為47. 16%，渣中氧化亞鐵量小于2%，滿足硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝對(duì)原料的要求；珠鐵含鐵量在96%以上，是電爐優(yōu)質(zhì)的煉鋼原料，磁選釩鈦回收率達(dá)97%，鐵回收率97%以上。
權(quán)利要求
1.一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于具體方法包括釩鈦磁鐵礦造球、轉(zhuǎn)底爐高溫還原、磁選分離；步驟一釩鈦磁鐵礦造球?qū)⑩C鈦磁鐵礦精礦與還原劑、粘結(jié)劑、熔劑按比例混合，配置成混勻原料，其中釩鈦磁鐵礦的質(zhì)量百分含量為74 80%，還原劑的質(zhì)量百分含量為 15 20%，粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量為1. 5 3%，熔劑的質(zhì)量百分含量為2 5% ；將配置成的混勻原料通過壓制成18-25mm的團(tuán)塊；步驟二 轉(zhuǎn)底爐高溫還原將步驟一制成的團(tuán)塊經(jīng)過200-300°C干燥后，加入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，加熱至1350-1500°C的溫度下，還原15-45min，得到初步分離的高鈦渣和珠鐵；步驟三磁選分離將轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的初步分離的高鈦渣和珠鐵，通過磁選機(jī)進(jìn)一步分離，高鈦渣經(jīng)提釩后，得到的高品位鈦渣用于硫酸法生產(chǎn)鈦白，釩渣用于提釩，珠鐵用作電爐煉鋼的原料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述釩鈦磁鐵礦為二氧化鈦品位達(dá)到8%及以上的釩鈦磁鐵精礦，以及二氧化鈦品位達(dá)到8%及以上的鈦精礦和其它復(fù)合的含鐵精礦。
3.如權(quán)利要求1所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述的還原劑為含碳物料。
4.如權(quán)利要求1所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述的還原劑的配入量以所含碳量與釩鈦磁鐵礦中氧原子的配比為1. 0-1. 3配加。
5.如權(quán)利要求3所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述的含碳物料為無煙煤、煙煤、褐煤、廢塑料或廢輪胎中的一種或多種混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述的粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑。
7.如權(quán)利要求1所述的一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，其特征在于所述的熔劑是促進(jìn)還原或熔分的鈉類或鈣類熔劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的方法，屬于冶金行業(yè)中直接還原煉鐵新工藝領(lǐng)域。為解決釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦利用程度偏低，同時(shí)，傳統(tǒng)工藝由于存在燒結(jié)過程，整體冶煉過程的綜合能耗較高，環(huán)境污染嚴(yán)重的問題。本發(fā)明提供一種將釩鈦磁鐵礦造塊，用轉(zhuǎn)底爐高溫還原熔分生產(chǎn)高鈦渣和珠鐵的方法。技術(shù)方案包括釩鈦磁鐵礦造球、轉(zhuǎn)底爐高溫還原、磁選分離，轉(zhuǎn)底爐高溫還原直接產(chǎn)出高鈦渣和珠鐵。應(yīng)用本方法處理釩鈦磁鐵礦，不僅可以有效解決鈦、釩資源的回收問題，還可以得到質(zhì)量合格的供電爐煉鋼的珠鐵，充分利用了釩鈦磁鐵礦中的鐵、釩、鈦等有價(jià)元素。
文檔編號(hào)C22B3/08GK102277462SQ20111023668
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者任山, 劉征建, 張建良, 張旭, 曹明明, 焦克新, 王春龍, 蘇步新, 邢相棟 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)