專利名稱：用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，尤其涉及一種用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法。
背景技術(shù)：
釩鈦磁鐵礦是一種復合共生礦，以鐵、釩、鈦為主，伴生有少量的鉻、稼、鉬等多種元素，具有很高的綜合利用價值。礦中金屬礦物有鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦等，礦物組成復雜，綜合提取難度較大。對于釩鈦磁鐵礦選礦后得到精礦的加工利用，主要是圍繞如何有效回收鐵、釩和鈦展開。燒結(jié)一高爐一轉(zhuǎn)爐流程是目前的主要冶煉方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，煤基直接還原技 術(shù)應用于綜合處理釩鈦磁鐵礦，以提取Fe、V、Ti等多種金屬元素，流程主要是直接還原一電爐熔分一鐵水煉鋼、熔渣提釩鈦，直接還原設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐?，F(xiàn)有技術(shù)中，一種處理釩鈦磁鐵精礦的主要工藝流程是燒結(jié)一高爐一轉(zhuǎn)爐流程，即原礦經(jīng)選礦富集后，鐵精礦與非釩鈦磁鐵礦、焦炭等原料混合造塊、燒結(jié)制成燒結(jié)礦，送高爐冶煉。在高爐冶煉過程中，釩大部分被還原得到含釩鐵水，鈦進入高爐渣。含釩鐵水送入轉(zhuǎn)爐，吹氧使大部分釩氧化進入爐渣，半鋼經(jīng)轉(zhuǎn)爐脫碳制成鋼水，得到的含釩爐渣用于提 凡。上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點是高爐必須用焦炭，但是全世界煉焦煤資源緊張；煉焦過程產(chǎn)生大量粉塵、有害氣體，嚴重污染環(huán)境；礦中的鈦進入高爐渣，鈦含量低(Ti02含量15% 22 % )，難以利用，造成鈦資源的浪費，甚至污染環(huán)境?，F(xiàn)有技術(shù)中，另一種處理釩鈦磁鐵精礦的煤基法的主要流程為直接還原-電爐熔分-鐵水煉鋼、熔渣提釩鈦，即將煤粉配入釩鈦磁鐵精礦制成球團，送入回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐進行直接還原，使其中鐵的氧化物還原為金屬鐵，釩鈦仍保持氧化物形態(tài)。生產(chǎn)的金屬化球團裝入電爐，熔融分離得到鐵水和熔渣，釩和鈦富集于熔渣中，進一步提取分離釩和鈦。上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點是在制球過程中，需要加入煤、焦粉、木炭等作為還原劑，熔分產(chǎn)生的渣量大，釩、鈦品位較低，不利于后續(xù)提釩提鈦工序；渣量大，導致提釩鈦的添加劑、水、酸消耗量高，產(chǎn)生的廢水量、廢酸量大；固體還原劑的加入可能帶入硫磷等有害雜質(zhì)，加重后續(xù)脫硫脫磷工序負擔，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)有技術(shù)中，中國專利CN201110441319. 4中提到一種氣基豎爐直接還原釩鈦磁鐵礦非高爐煉鐵工藝，溫度為900 1100°C、壓力為O. 35 O. 65MPa，H2與CO的體積比為5. 4 3. I。上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點是壓力較高，對設(shè)備承壓能力要求高；H2與CO的體積比較高，由于H2還原是吸熱反應，因此，豎爐內(nèi)還原氣溫度下降迅速，不利于反應進行；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使鈦得到有效的提取利用、且無需焦炭的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，包括步驟首先，將粒徑小于O. 074mm占60_80%的釩鈦磁鐵礦精礦與粘結(jié)劑混合，制成8 20mm的球團，干燥后高溫氧化焙燒制成氧化球團；然后，將所述氧化球團于900 120CTC的氣基豎爐內(nèi)還原4 6小時,還原氣壓力為O. 2 O. 3MPa，還原氣中H2+C0彡90%, H2與CO摩爾比為I 3 ;還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離，熔分溫度1500 1700°C，獲得鐵水和熔 渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，由于將干燥后高溫氧化焙燒制成的氧化球團于900 1200°C的氣基豎爐內(nèi)還原4 6小時，還原氣壓力為O. 2 O. 3MPa，H2+C0彡90%,H2與CO摩爾比為I 3 ;還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離，獲得鐵水和熔渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦，能使鈦得到有效的提取利用；無需焦炭，不消耗煉焦煤，緩解煉焦煤資源日趨緊張的局面。


圖I為本發(fā)明實施例提供的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。本發(fā)明的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，其較佳的具體實施方式
包括步驟首先，將粒徑小于O. 074mm占60_80%的釩鈦磁鐵礦精礦與粘結(jié)劑混合，制成8 20mm的球團，干燥后高溫氧化焙燒制成氧化球團；然后，所述氧化球團在通入還原氣的氣基豎爐內(nèi)還原4 6小時,所述豎爐內(nèi)的溫度為900 1200°C、壓力為O. 2 O. 3MPa，所述還原氣中H2+C0彡90%, H2與CO摩爾比為I 3 ;還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離，熔分溫度1500 1700°C，獲得鐵水和熔渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦。所述球團在150 250°C干燥1-2小時后，于1150 1250°C氧化焙燒3 4小時制成氧化球團。與煤基直接還原工藝處理釩鈦磁鐵礦相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(I)采用氣體作為還原劑，無需加入固態(tài)還原劑，熔分產(chǎn)生渣量小，渣的釩鈦品位較聞，為提取I凡欽創(chuàng)造有利條件；
(2)渣量小，提取渣中的釩鈦時，添加劑用量、浸出的水耗量或酸耗量小，廢水、廢酸處理量??；(3)避免固體還原劑帶入硫磷等有害雜質(zhì)的污染，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。本發(fā)明主要按以下步驟完成粒徑-O. 074mm占60_80 %的釩鈦磁鐵礦精礦與粘結(jié)劑混合，制成8 20_的球團，干燥后高溫氧化焙燒制成氧化球團；氧化球團于900 1200°C的氣基豎爐內(nèi)還原4 6小時；還原氣壓力為O. 2 O. 3MPa，H2+C0彡90%，H2與CO摩爾比為I 3。還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離(熔分)，熔分溫度1500 1700°C，獲得鐵水和熔渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦。(I)釩鈦鐵精礦粒徑-O. 074mm占60 80 % ;(2)球團在150 250°C干燥1-2小時后，于1150 1250°C氧化焙燒3 4小時；(3)焙燒完成后送至豎爐，在900 1200°C還原4 6小時；·(4)豎爐用還原氣要求H2+C0彡90%, H2與CO摩爾比為I 3 ;(5)豎爐還原產(chǎn)品送入電爐，在1500 1700°C進行熔融分離，得到鐵水和熔渣；(6)熔渣作為提釩提鈦的原料。
具體實施實例實施例一粒徑-O. 074mm占60%的釩鈦磁鐵礦精礦(TFe 43. 2%, FeO 16.8%,V2051. 2%, Ti0221.6%,)加入粘結(jié)劑混勻后，制成10_15mm的球團，200°C烘干2小時，在1100°C焙燒3h后裝入豎爐，在1100°C的豎爐內(nèi)還原4. 5h，其中還原氣壓力為O. 3MPa，還原氣中H2+C0 92%，H2與CO摩爾比為2. 8。直接還原產(chǎn)品裝入電爐進行熔融分離，熔分溫度1650°C，熔分鐵元素分析為TFe94. 8%, V2050. 2%, Τ 020. 06%，熔分渣元素分析為TFe5%,V2052. 8%, Τ 0254. 4%0從釩鈦磁鐵精礦到熔分階段，鐵、釩、鈦的回收率分別為95%、92%、99%。實施例二 粒徑-O. 074mm占75%的釩鈦磁鐵礦精礦(TFe 55.9%, FeO 22.8%,V2050. 53%,Ti0211. 8%,)加入粘結(jié)劑混勻后，制成10_15mm的球團，200°C烘干2小時，在1100°C焙燒3h后裝入豎爐，在1050°C的豎爐內(nèi)還原5. 5h，其中還原氣壓力為O. 2MPa，還原氣中H2+C0 90%，H2與⑶的摩爾比為1.6。直接還原產(chǎn)品裝入電爐進行熔融分離，熔分溫度1550°C，熔分鐵元素分析為TFe94%，V205 O. 1%, Τ 02 O. 05%，熔分渣元素分析為TFe 9%, V205 2. 2%,Ti02 52.7%。從釩鈦磁鐵精礦到熔分階段，鐵、釩、鈦的回收率分別為 97%,91%,99%o本發(fā)明的有益效果(I)對于高爐冶煉，鈦進入高爐渣，鈦含量較低，為15% 22%，鈦資源難以回收利用；本發(fā)明方法，鈦進入熔分渣，含量較高，為47%以上，可實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦的分離回收，資源得到有效利用；(2)采用還原性氣體作為還原劑，無需加入固態(tài)還原劑，不帶入固體還原劑中的灰分，還原后熔分時的渣量小，降低熔分工序的能耗，渣中釩鈦品位較高，為后續(xù)提取釩鈦創(chuàng)造有利條件；(3)無需配煤等固體還原劑，不引入硫磷等有害雜質(zhì)，渣量小，鈦含量高；(4)無需焦炭，不消耗煉焦煤，緩解煉焦煤資源日趨緊張的局面；
(5)豎爐操作壓力較低，對設(shè)備承壓能力要求低；H2/C0較低，豎爐內(nèi)溫度高的區(qū)域較大，有利于還原反應的進行。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，其特征在于，包括步驟 首先，將粒徑小于O. 074mm占60-80%的釩鈦磁鐵礦精礦與粘結(jié)劑混合，制成8 20mm的球團，干燥后高溫氧化焙燒制成氧化球團； 然后，所述氧化球團在通入還原氣的氣基豎爐內(nèi)還原4 6小時,所述豎爐內(nèi)的溫度為900 1200°C、壓力為O. 2 O. 3MPa，所述還原氣中H2+CO彡90%, H2與CO摩爾比為I 3 ； 還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離，熔分溫度1500 1700°C，獲得鐵水和熔渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，其特征在于，所述球團在150 250°C干燥1-2小時后，于1150 1250°C氧化焙燒3 4小時制成氧化球團。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用豎爐還原-電爐熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法，釩鈦磁鐵礦精礦與粘結(jié)劑混合制成氧化球團，在溫度為900～1200℃、壓力為0.2～0.3MPa的氣基豎爐內(nèi)還原4～6小時，還原氣H2+CO≥90％，H2與CO摩爾比為1～3，還原產(chǎn)品送入電爐進行熔化和渣鐵分離，獲得鐵水和熔渣，熔渣中含釩鈦，用于提釩和提鈦。能使鈦得到有效的提取利用；無需焦炭，不消耗煉焦煤，緩解煉焦煤資源日趨緊張的局面。
文檔編號C22B1/24GK102899435SQ20121037760
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者吳道洪, 李志遠, 周傳倉 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司