[发明专利]处理钒钛矿的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及处理钒钛矿的方法和系统。

背景技术

矿石分选是钒钛矿资源开发利用过程中的重要组成部分，其主要目的是将矿石中的有价矿物富集成适于高炉冶炼的精矿(人造富矿)，同时回收各种金属产品。然而，传统高炉流程以及国外非高炉流程冶炼钒钛精矿，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。以攀钢为例，每年开采钒钛磁铁矿约1150万吨，其中含TiO₂约120万吨，开采出的钛资源中，约52％(近70万吨TiO₂)伴随铁矿进入高炉中，生成结构致密难以回收利用的钙钛矿(含23％TiO₂)型高炉渣固废被抛弃。攀钢高炉投产至今，年产钙钛型高炉渣300多万吨固废(已堆积了上亿吨)，造成钛资源大量流失，冶炼加工的能耗、物耗、成本都很高，同时，难以满足高效低碳绿色生产的要求。因此，如何提高钒钛矿中有用成分的回收率，实现钒钛矿资源经济效益最大化是目前亟待解决的难题。

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了处理钒钛矿的方法和系统，利用该方法和系统可以有效提高资源利用率，降低生产成本及能耗，尤其能够显著克服现有技术中精矿品位低，钛资源浪费大等技术困难，最终获得高品质精矿和钛渣，实现钒钛矿的绿色低碳化处理。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理钒钛矿的方法，包括：将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉；将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内并在富氧环境下进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物；将氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内并在富氢环境下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物；以及将磁化焙烧产物进行磨矿-磁选处理，以便得到钛渣和精矿。由此，采用该方法可以得到高品质的精矿和钛渣，并有效提高钒钛矿的资源利用率，降低生产成本及能耗。

根据本发明上述实施例的处理钒钛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，富氧环境通过向氧化焙烧流化床内鼓入富氧率为3-10％的高温富氧空气实现。由此，可以显著提高氧化焙烧处理的效率。

在本发明的一些实施例中，氧化焙烧处理是在900-1100℃下进行18-35min完成的。由此，可以将钒钛矿粉中的铁全部氧化为三价铁，显著提高氧化焙烧的效率。

在本发明的一些实施例中，富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1。由此可以进一步提高磁化焙烧处理效率。

在本发明的一些实施例中，磁化焙烧处理是在750-900℃下进行30-60min完成的。由此，可以使磁化焙烧产物中的Fe₂O₃被有效地还原为具有磁性的Fe₃O₄，进而提高精矿产率和品位。

在本发明的一些实施例中，磁化焙烧处理的气固比为10-30L：100g。由此，可以进一步提高磁化焙烧处理的效率。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种用于实施上述处理钒钛矿的方法的系统，包括：磨矿装置、氧化焙烧流化床、磁化焙烧流化床和磨矿-磁选装置。其中，磨矿装置具有钒钛矿入口和钒钛矿粉出口；氧化焙烧流化床具有钒钛矿粉入口、富氧空气入口和氧化焙烧产物出口，钒钛矿粉入口与钒钛矿粉出口相连；磁化焙烧流化床具有氧化焙烧产物入口、富氢混合气体入口和磁化焙烧产物出口，氧化焙烧产物入口与氧化焙烧产物出口相连；磨矿-磁选装置具有磁化焙烧产物入口、钛渣出口和精矿出口，磁化焙烧产物入口与磁化焙烧产物出口相连。由此，通过采用该处理钒钛矿的系统可以进一步提高处理钒钛矿的效率，获得高品质精矿和钛渣，并有效提高钒钛矿的资源利用率。

根据本发明上述实施例的处理钒钛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，上述实施例的处理钒钛矿的系统进一步包括：磁选装置，磁选装置设置在磨矿装置与氧化焙烧流化床之间，磁选装置适于对钒钛矿粉进行粗选处理。由此，可以降低后续氧化焙烧和磁化焙烧能耗。

在本发明的一些实施例中，上述实施例的处理钒钛矿的系统进一步包括：预热流化床，预热流化床设置在磁选装置与氧化焙烧流化床之间，预热流化床适于对经过粗选处理后的钒钛矿粉进行预热处理。由此，可以进一步降低氧化焙烧处理能耗，提高生产效率。