一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種處理釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝，其特征在于包括以下步驟：(1)釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)破碎、拋尾、細(xì)磨、弱磁選、強磁選、搖床分選后得到鈦精礦和高釩鐵精礦；(2)高釩鐵精粉配入粘結(jié)劑混勻造球、干燥后，與煤粉或焦粉混勻，經(jīng)布料，在煤基豎爐內(nèi)進行使V不被還原的控制性還原得到海綿鐵，煤粉等還原劑用量占高釩鐵精粉重量的30％～70％，還原溫度850℃～1060℃，還原時間10?18h，得到海綿鐵；(3)得到的海綿鐵在弱還原性氣氛的中頻/工頻電爐中，于1050℃內(nèi)加熱0.5?1.0h后，升溫至1500℃以上熔分，釩進入渣中，得到高品級釩渣和高純鐵水。本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦多種有價元素的有效分離和高附加值利用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝。
技術(shù)介紹
目前含釩鈦磁鐵礦非高爐處理方法大致如下：煤制氣流化床還原+電爐熔分，如申請?zhí)枮镃N201110027410.1的專利公開了一種煤制還原氣流化床還原釩鈦磁鐵礦粉的方法,煤制還原氣系統(tǒng)生產(chǎn)的高溫煤氣與來自還原乏氣凈化系統(tǒng)的氣體混合成為還原氣體,順次進入三級、二級和一級還原流化床；預(yù)熱后的釩鈦磁鐵礦粉依次進入一級、二級和三級還原流化床,在逆向而上的還原氣體的作用下,實現(xiàn)流態(tài)化并發(fā)生還原反應(yīng)；得到的直接還原鐵壓塊成型并除去鈦渣、提取釩渣后,生產(chǎn)出合格鋼水。氣基豎爐還原+電爐熔分：如申請?zhí)枮镃N201310216599.8的專利公開了公開了一種氣基豎爐直接還原—電爐熔分釩鈦磁鐵礦的工藝,包括以下步驟：a.制成品球團；b.將成品釩鈦礦球團作為原料裝入直接還原豎爐內(nèi),并向豎爐內(nèi)通入還原氣,還原球團礦得到熱態(tài)直接還原鐵；c.將熱態(tài)直接還原鐵熱送至熔分電爐進行還原熔分,分離出鈦渣并得到含釩鐵水；d.將含釩鐵水轉(zhuǎn)運至轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行吹煉,分離出釩渣和半鋼。以及公開號為CN201210377607.2的專利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。隧道窯還原+磨選分離：如申請?zhí)枮镃N201110367255.8專利公開了一種從釩鈦磁鐵礦中分離鐵和釩鈦的方法，包括如下步驟：a、配料：按重量配比將釩鈦磁鐵礦100份,與添加劑15～20份和碳質(zhì)還原劑15～25份混勻,
其中,所述的添加劑為氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉中至少一種；b、裝料、還原：a步驟中混勻后的混合物進行裝料,然后于隧道窯中加熱溫度至920～980℃并保溫5～60h,得到還原錠；c、分離：還原錠破碎、磁選分離,得到還原鐵粉和富釩鈦料。轉(zhuǎn)底爐還原+燃?xì)鉅t熔煉：如申請?zhí)枮镃N201210208871.3的專利公開了一種轉(zhuǎn)底爐還原-燃?xì)馊蹮挔t熔分綜合利用釩鈦磁鐵礦的方法,首先將釩鈦磁鐵礦、還原煤及粘結(jié)劑混勻后壓成球團,干燥后裝入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)加熱到1150～1350℃,還原30～40分鐘；得到的高溫金屬化球團直接送入用煤氣作燃料的蓄熱式燃?xì)馊鄯譅t進行熔化分離,控制燃?xì)馊鄯譅t溫度在1500-1620℃,得到含釩鐵水和鈦渣；鈦渣用于生產(chǎn)鈦白粉的原料,或經(jīng)過浮選工藝生產(chǎn)富鈦料；含釩鐵水進入轉(zhuǎn)爐中吹氧得到釩渣和半鋼,除去釩渣后半鋼繼續(xù)冶煉成鋼水。總結(jié)目前還原釩鈦磁鐵礦的方法，大致可分為氣基法和煤基法，氣基法需要使用昂貴的天然氣資源，不適合我國國情；而以煤制氣替代天然氣作為還原氣，雖然我國有大量的煤資源，但是煤制氣用作還原氣存在諸多技術(shù)難題，短期內(nèi)無法實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本高，僅煤制氣一項成本就需要950元/tDRI。煤基法多采用轉(zhuǎn)底爐或隧道窯，轉(zhuǎn)底爐由于料層較薄，產(chǎn)能受到限制，尤其是，以內(nèi)配碳團塊為原料，還原劑灰分進入產(chǎn)品，造成產(chǎn)品金屬化率低、含S高(＞0.10％)。而隧道窯隧道窯法因熱效率低，能耗高(耗煤約1t/t，其中還原用煤450～550kg/t，加熱用煤400～550kg/t)，生產(chǎn)周期長(48～76小時)；污染嚴(yán)重(還原煤灰、廢還原罐等固體廢棄物多，粉塵多)，單機生產(chǎn)能力小等問題不可能成為今后處理釩鈦磁鐵礦的主流方向。通過還原得到的金屬化球團通常有兩種處理方式，一種是電爐熔分，一種是磨選分離。熔分又分為兩種，一種是釩和鈦同時進入爐渣；另一種是鈦進入爐渣，大部分釩進入鐵水，再進行鐵水提釩生產(chǎn)釩渣。熔分時需加入助熔劑和造渣劑，CaO、SiO2與釩鈦同時進入爐渣，渣中釩含量相對降低，目前沒有經(jīng)濟可行的技術(shù)路線，處于試驗研究階段。而鐵水提釩生產(chǎn)釩渣時造成鐵的損失、半鋼中發(fā)熱元素減少和溫度降低，給煉鋼帶來不
利影響，同時釩渣中CaO、SiO2含量高，無法生產(chǎn)高品級釩渣，給下一步五氧化二釩的生產(chǎn)帶來困難。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種處理釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝，解決釩鈦磁鐵礦經(jīng)濟、高附加值、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化利用的問題。本專利技術(shù)首先對釩鈦磁鐵礦進行分選得到高釩鐵精粉，再采用煤基豎爐對高釩鐵精粉進行控制性(使V不被還原)還原得到海綿鐵，得到的海綿鐵進行電爐熔分得到高純鐵水和高品級釩渣，實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦多種有價元素的有效分離和高附加值利用。本專利技術(shù)解決上述問題采用的技術(shù)方案為：一種處理釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝，其特征在于包括以下步驟：(1)釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)破碎、拋尾、細(xì)磨、弱磁選、強磁選、搖床分選后得到鈦精礦和高釩鐵精礦；(2)高釩鐵精粉配入1—3％粘結(jié)劑混勻造球、干燥后，與煤粉或焦粉混勻，經(jīng)布料，在煤基豎爐內(nèi)進行使V不被還原的控制性還原得到海綿鐵，煤粉或焦粉用量占高釩鐵精粉重量的30％～70％，還原溫度850℃～1060℃，還原時間10-18h，得到海綿鐵。(3)得到的海綿鐵在中頻/工頻電爐中進行弱還原性氣氛中加熱，于1050℃內(nèi)加熱0.5-1.0h，升溫至1500℃以上熔分，釩進入渣中，得到高品級釩渣和高純鐵水,Fe達(dá)99％以上,V回收率99％以上)。本專利技術(shù)還包括：釩渣用于提釩，高純鐵水進一步用于生產(chǎn)高純鐵塊、霧化鐵粉或煉鋼。所述的粘結(jié)劑由淀粉和纖維素按0.5-0.8：0.5-0.2混合而成。分選出的鈦精礦用于進一步生產(chǎn)鈦白。本專利技術(shù)原理：1)對釩鈦磁鐵礦進行分選，得到高釩鐵精礦粉；2)在煤基豎爐內(nèi)用煤粉或焦粉等作還原劑進行控制性還原，在還原溫度
850～1060℃下還原得到的海綿鐵金屬化率高，達(dá)到90％以上，熔分后釩的回收率高，達(dá)到99％以上；同時，由于煤基豎能夠精確控制還原溫度在850～1060℃以內(nèi)，能有效還原鐵，同時抑制Si、Mn、Ca、Mg、Al、V、Cr、B的還原，有效保證了熔分后鐵水的純凈度和釩的收得率。3)采用控制性加熱(弱還原性氣氛加熱，防止海綿鐵在加熱時氧化)和升溫熔分，熔分后未還原物進入熔渣，形成釩渣，鐵進入鐵水，得到的釩渣品級高，形成的鐵水質(zhì)量純，F(xiàn)e達(dá)99％以上,V回收率99％以上,實現(xiàn)了鐵和釩的有效分離和高附加值利用。本專利技術(shù)的有益效果：解決了現(xiàn)有工藝中的如下技術(shù)難題：1)現(xiàn)有技術(shù)熔分后形成Si、Mn、V高的鐵水，釩難以高效分離的技術(shù)難題，本方法實現(xiàn)了鐵、釩的高效分離和高價值利用；2)解決了目前已有的釩鈦磁鐵礦非高爐冶煉—電爐熔分難以規(guī)模化、工業(yè)化、低成本生產(chǎn)的難題，本方法生產(chǎn)成本低，能耗低，可規(guī)模化、工業(yè)化生產(chǎn)；3)舍去了已有金屬化球團熔分形成含釩鐵水，再對鐵水進行提釩得到釩渣的的復(fù)雜工藝。電爐熔分一步制取高品級釩渣和高純度鐵水，提高了釩鈦磁鐵礦利用的經(jīng)濟價值。同時本方法具有如下有益效果：1)采用煤基豎爐處理釩鈦磁鐵礦，充分利用國內(nèi)豐富的煤炭資源，熱效率高，生產(chǎn)成本低廉，技術(shù)成熟，易實現(xiàn)大規(guī)模、工業(yè)化生產(chǎn)；與轉(zhuǎn)底爐相比，轉(zhuǎn)底爐由于料層較薄，產(chǎn)能受到限制，尤其是以內(nèi)配碳團塊為原料，還原劑灰分進入產(chǎn)品，造本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種處理釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝，其特征在于包括以下步驟：(1)釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)破碎、拋尾、細(xì)磨、弱磁選、強磁選、搖床分選后得到鈦精礦和高釩鐵精礦；(2)高釩鐵精粉配入1—3％粘結(jié)劑混勻造球、干燥后，與煤粉或焦粉混勻，經(jīng)布料，在煤基豎爐內(nèi)進行使V不被還原的控制性還原得到海綿鐵，煤粉或焦粉用量占高釩鐵精粉重量的30％～70％，還原溫度850℃～1060℃，還原時間10?18h，得到海綿鐵。(3)得到的海綿鐵在中頻/工頻電爐中進行弱還原性氣氛中加熱，于1050℃內(nèi)加熱0.5?1.0h，升溫至1500℃以上熔分，釩進入渣中，得到高品級釩渣和高純鐵水。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種處理釩鈦磁鐵礦綜合利用的工藝，其特征在于包括以下步驟：(1)釩鈦磁鐵礦原礦經(jīng)破碎、拋尾、細(xì)磨、弱磁選、強磁選、搖床分選后得到鈦精礦和高釩鐵精礦；(2)高釩鐵精粉配入1—3％粘結(jié)劑混勻造球、干燥后，與煤粉或焦粉混勻，經(jīng)布料，在煤基豎爐內(nèi)進行使V不被還原的控制性還原得到海綿鐵，煤粉或焦粉用量占高釩鐵精粉重量的30％～70％，還原溫度850℃～1060℃，還原時間10-18h，得到海綿鐵。(3)得到的海綿鐵在中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李森蓉，李雄，
申請(專利權(quán))人：武漢桂坤科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42