[发明专利]一种钒钛铁矿粉清洁高效利用的方法

说明书

一种钒钛铁矿粉清洁高效利用的方法，按以下步骤进行：(1)将钒钛铁矿粉与粘结剂混合均匀，喷淋水制成湿球团；(2)送入带式焙烧机，焙烧制成焙烧球团；(3)与还原剂粒煤和熔剂同时从窑尾进入回转窑，经混合、加热和预还原，获得预还原混合料；(4)排出后送入矿热炉，在电弧高温下深还原，熔化形成含钒铁水和钛渣；分层后分别排出。本发明的方法能量利用率高，可大幅度降低能耗，并使铁、钒、钛得到高效回收利用，可实现全流程无尾排放。

技术领域

本发明属于矿物加工冶金技术领域，特别涉及一种钒钛铁矿粉清洁高效利用的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种主要含铁、钒、钛等有价元素的复合矿；其中，钒、钛具有优良的物理化学性能，广泛运用于航空航天、机械制造、医学、军事等方面；钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生钒、钛等多种组分，具有很高的综合利用价值。

目前，高炉冶炼是处理钒钛磁铁矿最常用的方法，但高炉冶炼流程长，能耗高；钒回收率低(约45％左右)，且炉渣中的钛无法得到回收利用，存在明显弊端；因此，钒钛磁铁矿石的高效综合利用工艺与技术仍有待研发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒钛铁矿粉清洁高效利用的方法，通过对钒钛铁矿石采用回转窑预还原和矿热炉再还原、熔分，同步实现钒钛磁铁矿的熔融还原与炉渣的分层分离，得到含钒铁水和钛渣，并对钛渣进行选矿富集，获得高品位钛精矿和尾渣，尾渣作为水泥等建筑原料，使矿石中的铁、钒和钛资源得到综合回收利用，在提高资源利用率的同时降低生产成本。

本发明的钒钛铁矿粉清洁高效利用的方法按以下步骤进行：

1、将钒钛铁矿粉与粘结剂置于混料机中进混合均匀，获得的混合物料在喷淋水的条件下经圆盘造球机制成湿球团；

2、将湿球团送入带式焙烧机，经烘干、预热和焙烧，制成焙烧球团；

3、带式焙烧机通过管道与回转窑的窑尾连通，焙烧球团与还原剂粒煤和熔剂同时从窑尾给入回转窑，并在回转窑内混合形成混合物料；通过回转窑窑头的粉煤烧嘴燃烧煤粉，对混合物料进行加热和预还原，获得预还原混合料；

4、预还原混合料从回转窑的窑头出料口排出，通过回转窑窑头与矿热炉之间的连接管道送入矿热炉，然后在矿热炉内电弧产生的高温下进行深还原，并熔化形成含钒铁水和钛渣；在钛渣与含钒铁水密度差异作用下，含钒铁水沉积在下层，钛渣浮在上层，最后分别从铁水出口和排渣口排出，获得含钒铁水和钛渣。

上述方法获得的含钒铁水作为螺纹钢原料。

上述的钛渣空冷至常温，经破碎和磨矿后，用摇床、螺旋溜槽或离心机进行选别，获得富钛料和尾渣，尾渣作为水泥的原料。

上述的钒钛铁矿粉按质量百分比含TFe 52～62％，V₂O₅ 0.5～2.2％，TiO₂ 8～15％，粒度在0.074mm以下的部分占总质量≥65％。

上述的步骤1中，粘结剂为膨润土，用量为钒钛铁矿粉总质量的1.5～3.0％。

上述的步骤1中，喷淋水时水的喷淋量为钒钛铁矿粉总质量的7～11％。

上述的湿球团的粒径为8～16mm。

上述的步骤2中，焙烧温度为1200～1350℃，焙烧时间15～30min，获得的焙烧球团的抗压强度为500～1500N/个。

上述的步骤3中，粒煤的用量为焙烧球团总质量的28～36％，粒煤的粒径≤8mm；熔剂为石灰石或白云石，粒径≤8mm；熔剂的用量按混合物料的碱度＝0.8～1.2，碱度为混合物料中CaO+MgO与SiO₂+Al₂O₃的质量比。