[发明专利]铌粗精矿还原-熔分两段生产高品位铌精矿的方法

说明书

本发明公开了一种铌粗精矿还原‑熔分两段生产高品位铌精矿的方法，包括如下步骤：将铌粗精矿、造渣剂、还原剂、粘结剂按质量比进行混合配料，制成含碳球团烘干备用；将含碳球团布在熔炼炉的炉底上，铺碳质粉末，以调节炉内气氛和促进金属铁生成，含碳球团在炉内经预热、还原、高温熔分；通过控制配料组成及炉内氧势，并监控熔炼产出物的组分、球团的金属化率来调整炉内氧势及CaO/SiO₂质量比至合适的范围；炉渣CaO/SiO₂质量比控制在0.3～0.7；将熔分渣‑铁用出料器排出炉外，经冷却、磨细后进入浮选工序，获得到高品位铌精矿。本发明工艺简单，操作易行，成本低，可利用铌粗精矿生产高品位铌精矿。

技术领域

本发明属于铌资源利用领域，具体涉及以低品位铌粗精矿生产高品位铌精矿的冶金方法。

背景技术

铌是一种重要的战略金属，广泛应用于钢铁、航空航天、电子信息等领域，是国民经济和国防建设重要的战略资源。自2005年起，我国已成为世界最大的铌消费国，但我国的铌需求却极度依赖进口，对外依存度超过97％。然而，实际上我国铌资源并不短缺，其中包头白云鄂博铁-铌-稀土(Fe-Nb-REE)多金属矿作为我国最大的铌资源基地，其已探明Nb₂O₅储量达214万吨，远景储量估计超660万吨。因此，实现多金属矿中铌资源的经济利用对缓解我国铌的供需矛盾具有十分重要的意义。

铁-铌-稀土多金属矿含铌矿物种类多、多达20种，且成分复杂，低含铌矿物(铌铁金红石、易解石)占比高，高含铌矿物(铌钙矿、烧绿石)含量少，而且其嵌布粒度细，大部分小于20μm，并与其它矿物密切共生。这导致常规的选矿工艺只能获得低品位的铌精矿，其Nb₂O₅品位难以超过10％，远低于铌铁生产用高品位(Nb₂O₅50％～60％)铌精矿的要求。这种中/低品位铌精矿采用一步冶炼产出的铌铁合金铌含量远低于国家中级铌铁标准要求；而采用“两步法”冶炼，铌铁合金的铌含量虽有明显提高，但仍低于国家标准要(Nb＞50％)。

经过多年的探索，人们认识到铌精矿中铌的品位与铌铁品质密切相关，高品位铌精矿是生产合格高级铌铁的重要保证。为此，由铌粗精矿生产高品位铌精矿已成为近年来人们研究的重点，涉及的具体方法可分为如下两类：

(1)磁化焙烧/还原焙烧-磁选脱铁富铌的工艺，其原理在于：通过磁化焙烧或还原焙烧将难选铁矿物转化为易于磁选分离的矿物，经磁选除铁即可提高磁选尾矿中的铌品位。如中国专利CN104498737A公开了一种高温焙烧-弱磁选富集铌的方法，对含TFe43.5％、Nb₂O₅5.75％的铌粗精矿进行选择性还原，通过铁氧化物的还原破坏原有矿物中铌铁金红石的矿物结构，再将还原矿球磨后弱磁选，得到金属铁粉和含TFe 7.8％、Nb₂O₅12.76％的富铌料(也可称为铌精矿)。但是，这类工艺生产的富铌料Nb₂O₅品位仍然较低，不足15％，依然无法满足高级铌铁生产的需要。此外，这种方法获得的铌精矿产品Nb₂O₅品位与原料中的铌品位密切正相关，对于低品位铌粗精矿(Nb₂O₅1.77％-2.76％)经处理后只能提高到仅5.01％-6.91％。