[发明专利]铌铁矿综合利用方法

说明书

本发明提供了一种铌铁矿综合利用方法。该铌铁矿综合利用方法包括：步骤S1，将铌铁矿在侧吹炉中进行还原侧吹熔炼，得到铁水、炉渣和含磷烟气；步骤S2，对炉渣在电炉中进行深度还原，得到铌铁、富稀土渣和电炉烟气。本申请首先对铌铁矿进行还原侧吹熔炼实现了磷铁的分离，所得铁水和炉渣中含磷较低，减轻了后续提取铌和稀土过程中原料中磷含量高带来的问题，且还原侧吹熔炼和深度还原均为低成本熔炼方式，因此有效控制了铌铁矿中金属回收的成本。同时，侧吹炉余热可回收利用，产出的电能可用于后续电炉中的深度还原，减少对外部电能资源的依赖。深度还原阶段，添加含铁物料作为外加铁源实现深度还原，形成铌铁水。

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，具体而言，涉及一种铌铁矿综合利用方法。

背景技术

目前铌、铁、磷及稀土等多种元素伴生的矿物一般采用选矿、还原焙烧-磁选、还原焙烧-电炉熔分、高炉还原等的方式对有价元素进行分离和富集。

通常选矿方法需多种选矿工艺联合，包括重选、磁选、浮选等选矿方法，选矿流程长、用水量大、设备较多，尤其不适合缺水区域和水处理环保要求高的区域，且选矿方法一般元素回收率较低。还原焙烧-磁选工艺是将铌铁矿在回转窑、竖炉、转底炉或流化床等预还原设备中进行还原焙烧，产物经破碎后磁选分离出含铁、磷物料和含铌、稀土物料，该方法并没有实现磷和铁的分离，也没有实现铌和稀土的分离，元素提取分离不彻底。还原焙烧-电炉熔分方式也是将铌铁矿在回转窑、竖炉、转底炉或流化床等预还原设备中进行还原焙烧，产物可热态投入至电炉中进行深度还原，分离出含磷、铌、铁的高磷铌铁和富稀土炉渣，所得的高磷铌铁后续脱磷难度较大，铌回收工序较长。高炉还原铌铁矿工艺是将铌铁矿烧结造块，并在高炉内进行还原，所得产品也为高磷铌铁和富稀土炉渣，同样存在铌铁后续脱磷难度大、铌回收工序较长的问题。

申请公布号为CN101787450A的中国专利申请公开了一种从稀有金属矿石中富集钽铌、稀土元素、铁和磷的方法，将矿物、熔剂和还原剂按比例混合压球后焙烧，焙烧产物再经磁选将铁、磷富集到磁性物质中，钽、铌及稀土等元素富集在渣中，该工艺元素分离不彻底，含铁物质中磷含量约10%，铁物料中含磷较高，且钽、铌及稀土等多种有价元素仍未能有效分离出。

申请公布号为CN105154659A的中国专利申请公开了一种白云鄂博低品位矿同步提取铁和铌的方法，含铌矿物预还原后熔融，分离出铁水和含铌渣，炉渣在经氯化得到铌的氯化物，实现提取铌的目的，本方法使用氯气成本较高、毒性大、含氯炉渣也难以处理。

申请公布号为CN105907990A的中国专利申请公开了一种转底炉预还原-电炉熔分的生产铌铁的方法，但该方法不具有脱磷作用，所得铌铁磷含量较高，仅能处理含磷较低的原料。

可见，现有选矿方式工艺流程长、用水量大、设备较多，尤其不适合缺水区域和水处理环保要求高的区域，且选矿方法一般元素回收率较低。而还原焙烧-磁选、还原焙烧-电炉熔分、高炉还原等方式均存在磷、铁、铌及稀土等元素分离不彻底的问题，尤其是磷难以分离出去，导致后续处理工序脱磷难度大，所得铌铁产品价值不高。还原焙烧-磁选、还原焙烧-电炉熔分、高炉还原等工艺还存在预处理流程长，需要造球或烧结工序，且高炉还原的方法还存在大量消耗焦炭的问题。还原焙烧-电炉熔分工艺需要额外消耗电能，能耗成本高，尤其对于缺电或用电成本较高区域更不适合。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铌铁矿综合利用方法，以解决现有技术中的铌铁矿回收成本高、磷铁难分离的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铌铁矿综合利用方法，包括：步骤S1，将铌铁矿在侧吹炉中进行还原侧吹熔炼，得到铁水、炉渣和含磷烟气；步骤S2，对炉渣在电炉中进行深度还原，得到铌铁、富稀土渣和电炉烟气。

进一步地，上述步骤S1包括：将包括第一还原剂和铌铁矿的物料在侧吹炉中进行还原侧吹熔炼，在侧吹炉中形成炉渣层和金属熔池，炉渣层在金属熔池的上方，且在还原侧吹熔炼的过程中向侧吹炉中喷入燃料和富氧气体。