[发明专利]全钒钛矿直接还原‑磁选的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及全钒钛矿直接还原-磁选的系统和方法。

背景技术

钒钛矿作为一种复合铁矿资源，具有极高的综合利用价值，如何用好钒钛矿，发挥资源的最大优势，全面回收铁钒钛一直是冶金界科研工作者努力的目标。

传统高炉流程以及国外非高炉流程冶炼钒钛矿，只回收了铁和钒，钛进入高炉渣，由于钛品位太低暂无经济合理的回收价值，造成钛资源的大量流失。

相关技术领域中，利用煤粉、焦粉等颗粒作为还原剂直接与钒钛矿颗粒混合制备球团并进行氧化、还原等处理，会因带入灰分而影响高钛炉渣二氧化钛的富集，降低二氧化钛品位。此外，现有技术钒钛矿直接还原-磁选工艺，细磨效率低、生产率低、产品中非磁性物中脉石含量高，增加了钒钛回收的原材料成本和能量的消耗，同时晶粒长大过程透气性差，易粘结，晶粒长大时间长。

因此，现有钒钛矿的处理技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统和方法，采用该系统粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统，根据本发明的实施例，所述系统包括：

预处理装置，预处理装置具有全钒钛矿入口和全钒钛矿颗粒出口；

混合成型装置，混合成型装置具有全钒钛颗粒入口、粘结剂入口、添加剂入口、水入口和混合球团出口，全钒钛矿颗粒入口与全钒钛矿颗粒出口相连；

氧化单元，氧化单元具有混合球团入口和氧化球团出口，混合球团入口与混合球团出口相连；

还原装置，还原装置具有氧化球团入口、还原气入口和金属化球团出口，氧化球团入口与氧化球团出口相连；

加热装置，加热装置具有金属化球团入口和铁晶粒球团出口，金属化球团入口与金属化球团出口相连；

水淬装置，水淬装置具有铁晶粒球团入口和水淬球团出口，铁晶粒球团入口与铁晶粒球团出口相连；

粉碎-磁选装置，粉碎装置具有水淬球团入口、磁性物出口和非磁性物出口，水淬球团入口与水淬球团出口相连。

由此，根据本发明实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统通过将全钒钛矿送至预处理装置进行预处理得到全钒钛矿颗粒，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，从而增加后续在混合成型装置中全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，得到混合球团；混合球团经过氧化单元的氧化作用后混合球团中的低价铁、钒和钛被充分氧化成高价铁氧化物、高价钒氧化物和高价钛氧化物，得到氧化球团；接着氧化球团在还原装置中的还原气作用下发生还原反应，使得大多数高价铁化合物还原为金属铁及少量浮士体，得到疏松多孔、透气性好且热交换效率高的金属化球团，将金属化球团进一步加热处理，使得铁晶粒进一步长大，得到铁晶粒长大后的金属化球团，经水淬处理后，金属化球团性能变脆，成为水淬球团，可显著降低后续粉碎-磁选处理的成本。由此，采用该系统粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

另外，根据本发明上述实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述氧化单元包括依次相连的干燥装置、预热装置和焙烧装置。由此，有利于混合球团充分氧化，从而提高后续铁、钒、钛的回收率。

在本发明的再一个方面，本发明还提出了一种采用上述全钒钛矿直接还原-磁选的系统实施全钒钛矿直接还原-磁选的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将全钒钛矿供给至所述预处理装置中进行预处理，以便得到全钒钛矿颗粒；

(2)将所述全钒钛矿颗粒、粘结剂、添加剂和水供给至所述混合成型装置中进行混合成型处理，以便得到混合球团；

(3)将所述混合球团供给至所述氧化单元进行处理，以便得到氧化球团；

(4)将所述氧化球团和还原气供给至所述还原装置中进行还原处理，以便得到金属化球团；

(5)将所述金属化球团供给至加热装置中进行加热处理，以便得到铁晶粒球团；

(6)将所述铁晶粒球团供给至所述水淬装置中进行水淬处理，以便得到水淬球团；