[发明专利]一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法

说明书

本发明提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；所述炉腔内设置有测温设备和加热设备，控温设备根据测温设备的输出温度对加热设备进行控制；所述炉腔中部设置有坩埚，所述坩埚底部带有多个气孔；所述进气设备将气体输送至坩埚底部气孔处；所述密封盖上设置有排气设备，炉腔内的气体通过排气设备排出。与现有技术相比，采用本发明提供的装置能够直接固态还原钒钛磁铁矿，而且本发明提供的钒钛磁铁矿的处理装置对钒钛磁铁矿的还原效果好、碳化率高，能够有效利用钒钛磁铁矿。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，其中，钒具有众多优异的物理性能和化学性能，有金属“维生素”之称，应用范围极为广泛，涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。钛的化学性质稳定，具有耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度的物理化学性质，能与铁、铝、钒或钼等元素熔成合金，造出高强度的轻合金，在航天、军事、化工、汽车、农产食品、医学、厨房用具、运动用品等多个领域有着广泛的应用。我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，保有储量约100亿吨，是我国目前最大的钒钛磁铁矿矿床，极具综合利用价值。

钒钛磁铁矿原矿经选矿后可获得两种产品，一是钒钛磁铁精矿，铁含量高(TFe含量52％～53％)，钛含量相对较低(TiO₂含量12％～13％)；一是钛精矿，铁含量较低(TFe含量35％～36％)，钛含量高(TiO₂含量47％～48％)。

针对钒钛磁铁精矿的处理，目前，高炉-转炉流程仍是主流方法，但随着社会的发展进步，此传统方法也面临着与日俱增的能源与环保压力，特别是对焦煤的依赖成为制约其发展的瓶颈。更为重要的是，高炉-转炉流程处理钒钛磁铁精矿只能回收其中的铁和钒，而钛元素进入到高炉渣中，由于钛品位较低(高炉渣中TiO₂含量为22％～25％)，目前仍无有效方法加以利用，造成宝贵钛资源的浪费。此外，也可采用直接还原-电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿，如新西兰钢铁公司、南非海威尔德钢钒公司均采用回转窑直接还原-电炉熔分工艺处理钒钛矿，该工艺可获得含钒铁水和含钛熔分渣，其中钒可通过向含钒铁水中吹氧提取钒渣的方式进行回收，而钛进入熔分渣，渣中TiO₂含量为30％～35％，虽然比高炉渣中的钛含量有所升高，但仍存在含钛熔分渣利用困难的技术难题。同时，该工艺还存在电炉冶炼工序能耗高、经济性差的问题，受资源、能源的限制，该工艺大范围推广难度很大。

针对钛精矿的处理，可直接作为硫酸法钛白的原料生产钛白粉，或者先经电炉冶炼生产高钛渣，高钛渣再作为硫酸法或者氯化法等不同工艺的原料使用。硫酸法工艺流程长，污染大，产品质量不高，正在被氯化法逐步取代，氯化法生产过程三废少，环境污染得到控制，产品质量高，然而，该工艺必须使用较高质量的原料，如高钛渣、金红石等，因此，钛精矿必须首先经电炉冶炼得到富集TiO₂的高钛渣后才能衔接氯化法工艺，工艺流程相对较长，经济性变差。

可以看出，钒钛矿资源采选处理后的两大主体含钛产品在现行工艺条件下均存在一定程度的不足。因此，研发新设备提升钒钛磁铁矿的产品附加值以及利用率，简化工艺降低能耗成为本领域技术人员研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法，采用本发明提供的处理装置能够使钒钛磁铁矿被有效利用。

本发明提供了一种钒钛磁铁矿的处理装置，包括：炉体、控温设备和进气设备；

所述炉体由密封盖、保温隔热层，设置在保温隔热层外部的炉壁形成；

所述密封盖和保温隔热层形成的封闭空间为炉腔；