[发明专利]利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法

说明书

本发明涉及钒钛磁铁矿冶炼技术领域，提供了一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法，将经过预热和预还原后的钒钛磁铁矿通过HIsmelt熔融还原炉的矿枪直接喷吹入炉，控制热风温度、热风含氧量、矿粉喷吹量、煤粉喷吹量以及熔剂喷吹量，控制炉渣中FeO百分比含量，遏制TiO₂的过还原反应，降低炉渣与铁水中碳化钛TiC、氮化钛TiN以及碳氮化钛TiCN的生成。本发明可避免铁水和炉渣中高熔点固体质点碳化钛、氮化钛以及碳氮化钛的生成，从而实现全钒钛矿冶炼这个目前高炉炼铁长流程方式尚未实现的目标，有利于大规模利用钒钛磁铁矿资源，解决目前高炉渣中TiO₂由于品位较低而无法继续利用的技术难题。

技术领域

本发明涉及HIsmelt熔融还原技术领域以及钒钛磁铁矿冶炼技术领域，特别涉及一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法。

背景技术

我国攀枝花-西昌地区钒钛磁铁矿储量巨大，已探明储量达到150亿吨以上，占全国钒钛磁铁矿资源的90%以上，占世界钒钛磁铁矿资源的35%以上。目前我国利用钒钛磁铁矿的方式为传统高炉长流程冶炼，但是由于钒钛磁铁矿特殊的成分构成，会导致铁水中Ti含量以及炉渣中TiO₂含量增加，TiC、TiN含量上升，进而引起渣铁粘度增加，高炉生产技术经济指标下降等问题。因此目前的高炉炼铁流程只能采用钒钛磁铁矿与普通铁矿混合使用的方式，来降低渣铁中钛元素含量，而无法实现大规模使用钒钛磁铁矿或全钒钛磁铁矿冶炼的目标。

HIsmelt熔融还原工艺从1980年开始研发，经历了初期的试验炉试验以及两个阶段的试验厂阶段后，于2003年在澳大利亚奎纳纳地区建造了年产80万吨的世界首家商业工厂，2008年实现设计产能85%。由于受世界金融危机影响，生铁市场低迷，HIsmelt奎那那示范厂2008年年底停产关闭且不再复产。我国山东某公司在2012年引进了HIsmelt的技术及大部分工厂设备，并通过进一步优化工艺流程，已经可以稳定高效生产。经过三十多年的研究开发和生产实践， HIsmelt工艺技术逐渐成熟，但是利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼我国储量巨大的钒钛磁铁矿仍然是技术空白。

由于HIsmelt采取喷射冶金方式，直接将煤粉与铁矿石喷入熔池中生产液态生铁，炉内氧化性气氛较浓，具备破坏TiC、TiN的反应条件。因此，通过本发明提出的方法，非常适合于冶炼钒钛磁铁矿，可以实现大规模冶炼钒钛磁铁矿乃至全钒钛磁铁矿冶炼的技术目标，且可以有效提高炉渣中TiO₂品位，利于我国钒钛磁铁矿资源的综合高效利用。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的方法，解决了我国钒钛磁铁矿资源无法大规模或全钒钛应用于现有高炉炼铁长流程冶炼的问题，采用本发明可以灵活调整钒钛磁铁矿的使用比例，并可以实现全钒钛磁铁矿冶炼的技术目标；此外，本发明也可以提高炉渣中TiO₂的富集品位，利于后续含钛炉渣中钛资源的高效综合利用。

钒钛磁铁矿指的是分布在我国攀枝花、西昌、承德等地的钒钛磁铁矿岩矿，以及分布在新西兰、东南亚等地的海砂矿，煤粉是指烟煤、无烟煤或是半焦粉末，熔剂是指石灰或白云石。利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼钒钛磁铁矿的应用方法，在于将钒钛磁铁矿取代部分普通铁矿石或者取代全部普通铁矿石应用于HIsmelt熔融还原炼铁工序中（现有技术主要是利用高炉处理钒钛磁铁矿，极限配加量在70%左右；本申请是用HIsmelt流程处理钒钛磁铁矿，覆盖钒钛磁铁矿配加量为10-100%，因可以突破传统的极限配加量70%，具有重要推广价值），得到质量合格的铁水和高钛渣，实现大规模应用钒钛磁铁矿或全钒钛磁铁矿冶炼的技术目标。

本发明的技术方案如下：