[发明专利]处理钒钛磁铁矿的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于化工冶金技术领域，具体而言，本发明涉及处理钒钛磁铁矿的系统和方法。

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目标。

采用传统的高炉流程以及国外的非高炉煤基直接还原流程冶炼钒钛矿，只回收了铁和钒，钛进入高炉渣，其中的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。同时，采用高炉必须用焦炭，但是全世界炼焦煤资源紧张，且炼焦过程会产生大量粉尘和有害气体，严重污染环境；而采用非高炉流程一方面还原气压力较高，对设备的承压能力要求高，另一方面整个流程能耗高、工艺流程长，经济性不明显。

因此现有处理钒钛磁铁矿的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处理钒钛磁铁矿的系统和方法。该系统将煤化工与冶金生产有机结合，既可以实现钒铁钛资源的高效回收，还可显著降低生产成本，使得生产成本降低26元/吨海绵铁以上，生产设备投入减少25％以上，能耗降低10％以上。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理钒钛磁铁矿的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

破碎装置，所述破碎装置具有原料煤入口和原料煤颗粒出口；

细磨装置，所述细磨装置具有钒钛磁铁矿入口和钒钛磁铁矿颗粒出口；

快速热解装置，所述快速热解装置具有原料煤颗粒入口、钒钛磁铁矿颗粒入口、尾气出口以及含有半焦和钒钛海绵铁混合物料出口，所述原料煤颗粒入口与所述原料煤颗粒出口相连，所述钒钛磁铁矿颗粒入口与所述钒钛磁铁矿颗粒出口相连；

磁选装置，所述磁选装置具有混合物料入口、钒钛海绵铁出口和半焦出口，所述混合物料入口与所述含有半焦和钒钛海绵铁混合物料出口相连。

根据本发明实施例的处理钒钛磁铁矿的系统通过煤和钒钛磁铁矿供给至快速热解装置中，采用煤热解产生的热解气中的还原气对钒钛磁铁矿进行还原，不仅可以制备得到高品质的半焦产品，而且可以实现钒钛铁资源的高效回收。由此，采用该系统既实现了钒钛磁铁矿中钒钛铁资源的高效回收，还可显著降低生产成本，使得生产成本降低26元/吨海绵铁以上，生产设备投入减少25％以上，能耗降低10％以上，显著提高了本技术的生产竞争力。

另外，根据本发明上述实施例的处理钒钛磁铁矿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，所述快速热解装置为热解炉，优选辐射管电或气加热式热解炉。由此，可以实现钒钛磁铁矿中钒钛铁资源的高效回收。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述处理钒钛磁铁矿的系统处理钒钛磁铁矿的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将原料煤供给至所述破碎装置进行破碎处理，以便得到原料煤颗粒；

(2)将钒钛磁铁矿供给至所述细磨装置进行细磨处理，以便得到钒钛磁铁矿颗粒；

(3)将所述原料煤颗粒供给至所述快速热解装置中进行热解处理，以便得到热解气和半焦，然后将所述钒钛磁铁矿颗粒供给至所述快速热解装置中与所述热解气接触发生还原反应，得到尾气和钒钛海绵铁；

(4)将步骤(3)得到的含有半焦和钒钛海绵铁的混合物料供给至所述磁选装置中进行磁选分离，以便得到半焦和钒钛海绵铁。

根据本发明实施例的处理钒钛磁铁矿的方法通过煤和钒钛磁铁矿供给至快速热解装置中，采用煤热解产生的热解气中的还原气对钒钛磁铁矿进行还原，不仅可以制备得到高品质的半焦产品，而且可以实现钒钛铁资源的高效回收。由此，采用该方法既实现了钒钛磁铁矿中钒钛铁资源的高效回收，还可显著降低生产成本，使得生产成本降低26元/吨海绵铁以上，生产设备投入减少25％以上，能耗降低10％以上，显著提高了本技术的生产竞争力。

另外，根据本发明上述实施例的处理钒钛磁铁矿的方法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，在步骤(1)中，所述原料煤颗粒的粒径为0.5-4mm。由此，有利于提高原料煤颗粒的热解效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述原料煤为选自高阶煤、中阶煤和低阶煤中的至少之一。由此，有利于提高本工艺的适用范围。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述钒钛磁铁矿颗粒的粒径为10-150微米占比80％以上。由此，有利于提高钒钛磁铁矿颗粒的还原效率。