[发明专利]一种钒钛磁铁矿综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒钛磁铁矿综合利用的方法，属于冶金行业中直接还原炼铁新工艺领域。利用转底炉高温还原熔分生产高钛渣及珠铁技术，高钛渣经提钒后，得到的高品位钛渣和钒渣，以达到综合回收利用钒钛磁铁矿中铁、钒、钛等有价元素的目的。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主并伴生有少量铬、镓、钪、钴、镍、铂族等多种组分的矿物，具有重要的综合利用价值。

矿石中主要金属矿物有：钛磁铁矿(系磁铁矿、钛铁晶石、铝镁尖晶石和钛铁矿片晶的矿物相)和钛铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿；硫化物以磁黄铁矿为主，另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钴矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等，矿物组成复杂，综合提取难度较大。

目前，钒钛磁铁矿处理的主要工艺流程是将选矿富集的铁精矿利用现有的烧结—高炉—转炉流程及铁水吹炼提钒工艺，进行铁、钒、钛的分离；选铁尾矿则进一步选矿获得钛精矿。但以原矿计，铁的回收率只有70%左右，钒的回收率只有50%左右，钛的回收率不超过10%。总体来说，铁、钒、钛利用程度偏低，同时，由于存在烧结工序，整体冶炼过程的综合能耗较高，环境污染严重。

除上述现流程外，我国对钒钛磁铁矿的综合利用还组织了多次攻关，取得了明显进展，开发了许多新流程，可归纳为南北流程。北方流程主要为“钒钛磁铁精矿钠化焙烧—水浸提钒—直接还原—电炉熔分、炼钢—钛渣制取钛白”。南方流程主要为“钒钛磁铁精矿球团—竖炉直接还原—电炉熔分—铁水炼钢、熔渣提钒和提钛”。但这两种流程均存在一些缺陷，北方流程是钠化剂耗量大，钠化提钒后的球团还原粉化严重；南方流程避免了北方流程的不足，但技术难点在于电炉熔分过程中，钒的走向难以控制，两类流程均处于研究阶段。

申请号为200510020117.7号的中国专利申请所述的“从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法”提出的钒钛磁铁矿转底炉直接还原—电炉熔分工艺，在一定程度上提高了铁、钒、钛的回收率，但工艺中存在金属化球团的再氧化现象，同时熔分过程中加入的大量造渣材料及熔渣对炉衬的侵蚀导致钛渣品位不高，降低了钛的经济提取价值；同时由于电炉熔分过程的存在，能量消耗相对较高，不利于钒钛磁铁矿资源的综合回收。

发明内容

为此，本发明旨在克服上述缺陷，提供一种将钒钛磁铁矿造块，用转底炉高温还原熔分生产高钛渣和珠铁的方法。应用本方法处理钒钛磁铁矿，不仅可以有效解决钛、钒资源的回收问题，还可以得到质量合格的供电炉炼钢的珠铁，充分利用了钒钛磁铁矿中的铁、钒、钛等有价元素。

本发明的技术方案是：一种钒钛磁铁矿综合利用的方法，具体方法包括：钒钛磁铁矿造球、转底炉高温还原、磁选分离；

1.造球工艺：将钒钛磁铁矿精矿与还原剂、粘结剂、熔剂按一定比例混合，配置成混匀原料，其中：钒钛磁铁矿的质量百分含量为74～80%，还原剂的质量百分含量为15～20%，粘结剂的质量百分含量为0.5～3%，熔剂的质量百分含量为2～5%；

将上述配置成混匀原料通过压球机压制成18-25mm的团块；

2.转底炉高温还原：将上述制成的团块经过200-300℃干燥后，加入转底炉内，采用液体燃料或气体燃料加热至1350-1500℃的温度下，还原15-45min，得到初步分离的高钛渣和珠铁。

3.磁选分离：将转底炉生产的初步分离的高钛渣和珠铁，通过磁选机进一步分离，高钛渣经提钒后，得到的高品位钛渣用于硫酸法生产钛白，钒渣用于提钒，珠铁用作电炉炼钢的原料。

所述钒钛磁铁矿主要指二氧化钛品位达到8%及以上的钒钛磁铁精矿，以及钛精矿和其它复合的含铁精矿。

所述还原剂包括无烟煤、烟煤或褐煤等煤粉，也包括塑料、废轮胎等其它含碳物料。还原剂的配入量以所含碳量与钒钛磁铁矿中氧原子的配比为1.0-1.3配加。

所述粘结剂主要指有机粘结剂，如玉米面、聚乙烯醇或腐殖酸钠等。

所述熔剂是指促进还原或熔分的钠类或钙类熔剂。

该工艺与转底炉还原—电炉熔分法、冷固结球团直接还原法、高温还原法相比，具有以下显著特点：

1.本发明采用转底炉高温还原—磁选分离生产高钛渣和珠铁的工艺，优于转底炉还原-电炉熔分工艺，本发明设备简单，投资少，取消了电炉熔分工序，降低了能耗，降低了生产成本，能够得到高品位的钛渣；同时，转底炉排放的废气可用于球团干燥和转底炉燃料，能量利用更合理。