[发明专利]铁二氧化钛矿石和砂的直接处理

说明书

发明领域

本发明涉及用于采用使用气体燃烧涡轮的联合循环发电(combinedcycle power generation)概念直接处理铁二氧化钛(ferrotitania)矿石和铁二氧化钛砂以制备铁锭的方法和设备。

发明概述

铁二氧化钛砂包括钒化合物，而其它的铁二氧化钛矿石可能仅还有痕量的钒值(vanadium values)或没有钒值。铁砂、铁二氧化钛矿石、铁二氧化钛砂和/或滩砂(beach sands)被冷压块以形成致密的附聚物，所述致密的附聚物含有含碳材料如煤、石油焦(petcoke)、木炭等，氧化铁(或者已经在矿石中含有的，或者以铁矿石微粉、轧制铁鳞、金属化铁微粉等的形式对混合物单独添加的)，熔剂如石灰、二氧化硅、晶石等，以及粘合剂。在附聚物中存在过量的碳，其不仅与二氧化钛或锰化合物反应，并且还原氧化铁、氧化锰等，使得熔化器气氛主要是CO，以及一些来自含碳材料例如煤的挥发的释放的H₂。体系中的硫与熔剂添加物(CaO、MgO、CaF₂等)自由结合，从而形成含硫液体炉渣。

发明目的

本发明的主要目的是提供一种从铁二氧化钛矿石和/或铁二氧化钛砂制备铁锭的方法。

本发明的另一个目的是提供一种从铁-二氧化钛矿石和/或砂回收氧化钒和氧化钛的方法。

附图简述

通过参考下列详细描述和附图，前述和其它的目的将变得更容易显而易见，在所述附图中：

图1是本方法的示意性流程图，其中参考标记是指如以下所指出的项目。

图2是处理热金属以形成钒和钛的氧化物的示意性流程图。

图3是用于回收钒和钛的氧化物的炉渣处理的示意图。

图4是显示本发明方法的备选方案的示意性流程图，其中将原料在附聚或不附聚的情况下在加热器例如旋转窑中预热，然后供给到熔化炉。

参考标记是指：

10-铁砂，或矿石浓缩物-其100％通过10目Tyler标准(TylerStandard)(1.70mm)，优选100％通过100目Tyler标准(Tyler Standard)(150微米)

12-金属铁微粉，和氧化铁微粉-100％小于(minus)25mm

14-制备的还原剂，例如煤、石油焦、木炭等，100％通过25mm，优选100％通过100目Tyler标准(150微米)

16-融合剂(fluxing agents)-CaO、MgO、CaF₂、SiO₂、Al₂O₃-100％小于25mm

18-粘合剂例如纤维素、膨润土、糖蜜(molasses)、淀粉-是有机的或无机的

20-再循环微粉

22-混合机

24-压块机(briquetter)/附聚机(agglomerator)(尺寸8至100cc)

26-水添加(优选喷射)

28-造粒机-鼓型或盘型

30-筛网-干式或滚筒式

32-半成品球(greenball)干燥器(干燥粒料至1％水分以下)

34-附聚物(块体(briquette))固化/储料斗

36-重量体系(weight system)中的进料损失

37-加压密封

38-电炉或熔化器＞1500C

40-用于液态铁的杓(ladle)A和B

42-用于脱硫的炉渣添加物

44-铁锭浇铸器(caster)

45-铁锭

46-炉渣杓(C)

48-炉渣处置/骤冷储槽(quench bunker)

50-再循环炉渣

52-废气冷却洗涤器/袋滤器

54-压缩机

56-通过燃烧将CO&H₂转化成CO₂&H₂O的组套(stack)

58-高压压缩机(100-350psig)

60-任选气流，硫移除系统，例如Selexol

62-高压气体储蓄槽

64-气体涡轮(离开气体温度600-700C)

66-发电机

68-废热锅炉交换器

70-高压蒸汽涡轮

72-发电机

74-锅炉闭路水管道

76-泵

78-气体硫移除体系上游的任选冷凝器

80-任选的补充燃料气添加