釩鈦磁鐵礦提取鈦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及礦產(chǎn)加工利用技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種釩鈦磁鐵礦提取鈦的工藝 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國四川省攀枝花-西昌地區(qū)釩鈦磁鐵礦資源是國內(nèi)著名的三大共生礦資源之 一，釩鈦磁鐵礦資源儲量達(dá)100億噸，占世界同類資源儲量的四分之一，全國儲量的90%，而 且釩鈦磁鐵礦資源分布集中，絕大部分分布于攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區(qū)，其中紅格 礦區(qū)資源儲量35. 7億噸，白馬礦區(qū)17. 42億噸，太和礦區(qū)17. 18億噸，攀枝花礦區(qū)15. 86億 噸。
[0003] 攀西釩鈦磁鐵礦是釩、鈦、鐵共生并伴生有多種價值元素的共伴生礦資源，礦中 鈦、釩、鐵為主要價值元素，并含有鉻、硫、鈷、鎳、銅、錳、鎵、鈧以及鉑族元素等多種有益組 分，鐵、釩、鈦儲量分別占全國總儲量的20%、63%和93%以上，此外，還伴生有90萬噸鈷、70 萬噸鎳、25萬噸鈧、18萬噸鎵以及大量的銅、硫等資源。礦產(chǎn)資源不僅種類繁多，產(chǎn)地集中 (96%集中于攀枝花、白馬、紅格、太和四大礦區(qū))，而且賦存條件好，綜合利用價值高。
[0004] 攀西釩鈦磁鐵礦各礦區(qū)礦物組成及含量雖有差異，但礦石性質(zhì)基本相同，主要工 業(yè)礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦和硫化物，礦物組成具有如下特點(diǎn)： 1.鐵鈦釩致密共生，鈦、銀、絡(luò)、鎵、鈷、鎳、錯、鎂等元素取代了磁鐵礦中鐵的相應(yīng)位置 呈類質(zhì)同相存在。磁鐵礦中〇~14%的鈦鐵晶石分子，礦石中90%以上的釩賦存于鈦磁鐵礦 中，各礦區(qū)含鉻量相差較大。
[0005] 2.含鈦礦物主要是粒狀鈦鐵礦和鈦鐵尖晶石。鈦鐵礦中Ti02含量約53%，鈦鐵尖 晶石中Ti02含量約36%。粒狀鈦鐵礦可單獨(dú)回收，是提鈦的主要對象，而存在于鈦磁鐵礦中 的鈦鐵尖晶石所含的110 2不能用選礦分離的方法回收。
[0006] 3.欽磁鐵礦中含有4~7%的儀錯尖晶石進(jìn)入鐵精礦，使鐵精礦中含有$父尚的MgO 和A1203;鈦鐵礦中也含有鎂鋁尖晶石，使鈦精礦中MgO含量較高，不利于生產(chǎn)高級富鈦料。
[0007] 4.釩鈦磁鐵礦中共、伴生元素除釩鈦外，還有鈷、鎳、鉻、鎵、鈧等可回收利用，鈮、 鉭、鉑族、銅、錳等其它共、伴生組分含量低，分散度高，經(jīng)濟(jì)有效利用困難。
[0008] 5.硫化物相是綜合利用鈷、鎳、銅、硫等元素的主要礦物，但礦物量少，種類多，較 分散，硫化物中鈷、鎳、銅的含量差別大，分離提取難度大。
[0009] 針對釩鈦磁鐵礦資源的難選冶特性，世界各國根據(jù)本國釩鈦磁鐵礦資源的特點(diǎn)， 對釩鈦磁鐵礦的分選富集主要采用傳統(tǒng)的破碎磨礦一弱磁選鐵一浮選選鈦工藝技術(shù)，有 的只選鐵而不選鈦，其鐵品位為TFe多55% ;有的只選鈦而不選鐵，鈦精礦的品位為Ti02 42%~45%。由于各國礦石性質(zhì)的不同，選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦物質(zhì)組成也不相同，特 別是主要有益元素釩、鈦、鐵含量的差異，形成了不同的利用途徑，但都沒有實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵 礦中鐵、釩、鈦的同時高效回收利用。主要利用途徑有如下三種： 1.作為提釩原料。釩鈦磁鐵礦原礦含釩較高，經(jīng)選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦含V2〇5> 1% (-般在1. 6%左右，甚至更高)，采用回轉(zhuǎn)窯或多膛爐將釩鐵精礦進(jìn)行鈉化焙燒，提取五 氧化二釩，其它元素不回收。如芬蘭、南非、澳大利亞等國家。
[0010] 2.作為煉鐵原料，附帶回收釩。原礦經(jīng)選礦獲得釩鈦磁鐵礦精礦，然后采用電爐或 高爐還原熔煉獲得含釩生鐵，生鐵氧化得到釩渣，作為提釩原料，提釩后的半鋼用作煉鋼， 電爐渣或高爐渣含Ti0230%左右，沒有進(jìn)行鈦的回收利用。典型工藝有南非、新西蘭等國家 采用的回轉(zhuǎn)窯-電爐流程，俄羅斯、中國等國家采用的高爐-轉(zhuǎn)爐流程。
[0011] 3.作為提鈦原料，附帶回收鐵。經(jīng)選礦獲得的釩鈦磁鐵礦精礦含Ti02很高，采用 電爐還原熔煉獲得高鈦渣，主要目的是回收利用鈦，鐵作為副產(chǎn)品回收。如加拿大的QIT公 司。
[0012] 國內(nèi)對釩鈦磁鐵礦資源的開發(fā)利用主要以攀鋼和承鋼為代表，采用的是高爐-轉(zhuǎn) 爐流程，主要目的是回收利用鐵，附帶回收釩和鈦。
[0013] 由于釩鈦磁鐵礦中鐵、釩、鈦緊密共生，甚至同屬一種礦物，如釩絕大部分以類質(zhì) 同象賦存于鈦磁鐵礦中，而鈦主要存在于鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中。因此，磁選獲得的鐵精礦并 非單一的鐵精礦，而是含鐵、釩、鈦等金屬的多金屬混合精礦。這種鐵釩鈦混合精礦高爐還 原熔煉時，釩、鐵共還原進(jìn)入生鐵，生鐵經(jīng)轉(zhuǎn)爐氧化吹煉分別獲得釩渣和半鋼，釩渣用作為 提釩原料，半鋼用于煉鋼，而鈦進(jìn)入高爐煉鐵渣，高爐渣Ti02含量20%-30%，品位低難利用， 只能堆放，致使占資源量50%的鈦流失于高爐煉鐵渣中，大大降低了釩鈦磁鐵礦資源中鈦 的利用率。
[0014] 針對現(xiàn)流程存在的問題，國內(nèi)主要做了兩個方面的研究工作，一是完善現(xiàn)流程。即 對現(xiàn)流程高爐煉鐵產(chǎn)生的含鈦(含Ti0220%~30%)爐渣開展利用技術(shù)研究；二是開發(fā)新流 程，根據(jù)資源特點(diǎn)，開展新的利用工藝技術(shù)研究，以期提高鐵、釩、鈦三個主要金屬的回收利 用率，重點(diǎn)提高鈦的回收率。
[0015] 如何有效提取利用高爐煉鐵渣中的鈦，是世界性的技術(shù)難題。自從攀枝花鋼鐵公 司1970年投產(chǎn)以來，我國科技工作者就對高爐法產(chǎn)生的含鈦高爐渣利用做了大量研究工 作，通過40年的攻關(guān)研究，取得了一些突破和研究成果，主要技術(shù)途徑有生產(chǎn)建材水泥、制 取娃鈦復(fù)合合金或其他功能材料、高溫碳化-低溫氯化制取TiCl4、含鈦組分富集-分選、酸 浸法制取鈦白粉等。許多工藝在推廣應(yīng)用時，尚存一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)難題，至今含鈦高爐渣的利 用仍是世界難題。
[0016] 新流程的開發(fā)以釩鈦磁鐵礦精礦(簡稱鐵精礦）中鈦的利用為重點(diǎn)，避開了對含鈦 爐渣流動性要求較高的高爐冶煉設(shè)備，開展了多種非高爐煉鐵工藝的研究，其中研究較多 的是鐵精礦直接還原工藝，力求通過鐵精礦的直接還原，提高煉鐵渣鈦的含量，實(shí)現(xiàn)鈦的利 用。早在上世紀(jì)60~80年代，我國就組織全國科技力量對該工藝進(jìn)行了大量研究，其技術(shù) 路線為鐵精礦一直接還原一電爐熔分一鈦渣酸浸一鈦白粉。還原設(shè)備有回轉(zhuǎn)窯、豎爐、流化 床、隧道窯、斜坡爐等（目前已引入轉(zhuǎn)底爐)，還原后的爐料渣鐵分離采用磁選分離或電爐熔 分，獲得的含鈦爐渣Ti02含量35%-50%，無論采用物理選礦方法還是濕法冶金方法，均很難 將渣中110 2含量富集提高到70%左右，渣中的鈦難以得到合理利用。因此，該流程盡管進(jìn) 行了不同規(guī)模的試驗(yàn)，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不理想，至今無法產(chǎn)業(yè)化。
[0017][0018] 以上述專利文獻(xiàn)為代表的現(xiàn)有技術(shù)，雖然提到可以采用鈉鹽與爐渣一起焙燒，使 其中的釩、鈦轉(zhuǎn)化為釩酸鈉和鈦酸鈉，然后進(jìn)行水浸和酸浸；這樣的技術(shù)方案，仍然存在以 下問題： 1、加入鈉鹽的時機(jī)是在還原鐵后的爐渣中加入鈉鹽，焙燒溫度在800-900攝氏度，目 的是提取含鈦爐渣中的五氧化二釩，提釩后的爐渣中雜質(zhì)較多，鈦品位較低，用常規(guī)方法提 取鈦的技術(shù)難度大，成本高。
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