从高钛型钒铁精矿中提取铁钛钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种从高钛型钒铁精矿中提取铁钛钒的方法，通过该方法生产钢、精ＴｉＣｌ↓［４］和Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］，具有工艺流程简捷合理、能源消耗低、铁钛钒收率高和三废少的优点。该方法包括如下步骤：炼铁，采用高炉或者电炉炼铁，生产含钒铬铁水和附产含钒富钛渣，钒还原入铁率为６０～７８％；单渣炼钢，含钒铬铁水在转炉中吹氧单渣直接炼钢，附产含钒铬钢渣；电炉熔融选择还原碳化，生产碳化率为８０～９５％的碳化钛钒铬渣；碳化钛钒铬渣流化床低温选择氯化，制取含钒ＴｉＣｌ↓［４］和附产含ＣｒＣｌ↓［３］的氯化残渣；钒钛分离，用环烯烃或者环烷酸直接还原溶于ＴｉＣｌ↓［４］中ＶＯＣｌ↓［３］，生成不溶于ＴｉＣｌ↓［４］的ＶＯＣｌ↓［２］，而精制ＴｉＣｌ↓［４］并附产富钒ＴｉＣｌ↓［４］泥浆；从富钒ＴｉＣｌ↓［４］泥浆中提取Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多金属矿物的处理方法，特别适合于从高钛型钒铁精矿和类似矿物中分离4失4太钒的方法。
技术介绍
高钛型钒铁精矿是一种含有铁、钛、钒和铬的多金属矿产品。对该矿 产品的开发利用，国内工业规模生产的工艺是普通高炉冶炼生产含钒铬 铁水附产110222-24%的含钒富钛渣。含钒铬铁水采用转炉氧气吹炼钒铬 渣——半钢转炉炼钢，从含钒铬铁水到商品钒铬渣钒的收率为70%,钒铬 渣成分为V20518. 7%、 TFe35. 0°/。、 Cr203l. 0%、 CaOO. 7°/。，标准钒铬渣(含 V2O510°/。)的生产费用为1. 5吨生铁价值/t'标准钒铬渣。这种钒铬渣氧化 钠化焙烧水法提钒，钒铬渣的费用占V20s生产成本的75%,从钒铁精矿 至产品V205,钒的实收率仅为50%,提钒产生的废渣废水数量大，难于 处理。附产的含钒富钬渣仅替代砂石料使用，渣中的钛和钒未得到回收利 用。南非海维尔德钢钒公司和新西兰钢铁公司则采用回转窑预还原---金 属化料电炉再还原生产含钒铬铁水附产110232%的含钒富钛渣。含钒铬铁 水南非采用摇包法吹炼钒铬渣，新西兰采用铁水包加盖吹炼钒铬渣，半钢 均采用转炉炼钢。从钒铁精矿到V20s产品，钒的实收率突破50%。含钒 铬铁水无"i仑采用什么方法吹炼钒铬渣---半钢炼钢均存在使铁水炼钢过程 复杂化，设备投资额度增加，炼钢综合能耗高，铁钢比增加、钒铬渣生产 费用高、钒的实收率低等问题。从提钒尾液中提取铬流程长、化学试剂用 量大。在专利号为CN87107488. 5的专利技术专利申请^Hf说明书中公开了 一种 含钛高炉渣制取四氯化钛的方法，该方法的扩大试验虽已成功，但还存在 碳化钛钒铬渣低温氯化工业流化床启动和氯化作业床层温度控制、含钒 TiCl4精制和钒回收难等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种从高钛型钒铁精矿中提取铁 钛钒的方法，通过该方法生产钢、精TiCl4和V20s，具有工艺流程简捷合 理、能源消耗低、铁钛钒收率高和三废少的优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术的从高钛型钒铁 精矿中提取铁钛钒的方法，包括如下步骤① 炼铁，采用高炉或者电炉炼铁，生产含钒4各铁水和附产含钒富钛渣， 冶炼过程中加入CaO脱石克调渣，使钒适度还原，钒还原入铁率为60~ 78%;② 单渣炼钢，含钒铬铁水在转炉中吹氧单渣直接炼钢，附产含钒铬钢 渣，控制4失水比钢渣等于1000 : 70 ~90;③ 电炉熔融选择还原碳化，将加入碳粉的含钒铬钢渣与含钒富钛渣在 电炉中熔融选择还原碳化，生产碳化率为80~95%的碳化钛钒铬渣，控制 还原碳化温度为1450 175(TC;④ 碳化钛钒铬渣流化床低温选择氯化，制取含钒TiCU和附产含Cr Cl3 的氯化残渣；⑤ 钒钛分离，用环烯烃或者环烷酸直接还原溶于TiCl4中的V0C13, 生成不溶于TiCU的VOCl2,实现钒钛分离，从而精制TiCL)并附产富钒 TiCU泥浆；⑥ 从富钒TiCl4泥浆中4是取V205。本专利技术的有益效果是，以往废弃的钛以钛工业最重要的中间产品 TiCU得以回收，其实收率达80%左右，生产成本与高品位富钛料生产的 TiCU相当；V205的生产成本约为含钒^4失水吹炼钒渣水法提钒的50%, 而钒的实收率提高约30%;含钒铬铁水转炉吹氧单渣炼钢与含钒铬铁水转 炉吹炼钒渣——半钢炼钢相比，生产效率提高近一倍，铁钢比和综合能耗 均有所下降，铁损由原来的7%下降到4%;分离提取铁钒钛生产过程产生 三废的种类和数量都少，且易于处理，社会效益好。 附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。参照图1,本专利技术，包括如下步骤① 炼铁，采用高炉或者电炉炼铁,生产含钒铬铁水和附产含钒富钛渣,冶炼过程中加入CaO脱硫调渣，使钒适度还原，钒还原入铁率为60 - 78%。 高炉或者电炉炼铁附产含钒富钛渣时，加入CaO脱除铁水中的硫和 调整炉渣成份，以利改善铁水质量和渣铁分离，控制钒还原入铁率在60 ~ 78% (宜优选为65 ~ 75% )，这样既可确保氧化《失得到充分还原，提高金属 回收率和铁水的含碳量，又不因钒过度还原而增加炼铁能耗，设备的生产 能力也得到充分的发挥。炼铁过程中，炉渣碱度控制在0.6 < 〔(CaO+MgO ) / ( Si02+ A1203 )〕《1 。 含钒富钛渣中含Ti0218 ~ 45%。② 单渣炼钢，含钒错4失水在转炉中吹氧单渣直接炼钢，附产含钒铬钢 渣，控制铁水比钢渣等于1000 : 70 ~90(宜优选1000 : 75 ~85)。铁水中 的钒铬元素被氧化富集于钢渣之中，是为含钒铬钢渣。与目前所采用的"含 钒铬铁水转炉吹炼钒渣——半钢炼钢，'方法相比，生产效率提高近一倍， 铁钢比和综合能耗均有所下降，铁损由原来的7%下降到4%。③ 电炉熔融选择还原碳化，将加入碳粉的含钒铬钢渣与含钒富钛渣在 电炉中熔融选择还原碳化，生产碳化率为80~95%的碳化钛钒铬渣，控制 还原碳化温度为1450 ~ 1750°C (优选为1500 ~ 1650°C )。先确定含钒富钛渣质量含钒铬钢渣质量碳粉质量=800: ( 0~ 170):还原含钒富钛渣和含钒铬钢渣中铁钛钒铬氧化物所需碳粉质量的 比例，将一定数量的含钒铬钢渣与与碳粉(-100目占80%的无烟煤粉或焦 粉)按上述原则确定的比例混合，压制成20 ~ 30mm的钢渣碳粉球烘干， 含钒富钛渣与钢渣碳粉球也按上述原则确定的比例，在电炉中熔融选择还 原碳化生产^5友化碳化钛钒铬渣。④ 碳化钛钒铬渣流化床低温选择氯化，制取含钒TiCU和附产含Cr Cl3 的氯化残渣。碳化钛钒铬渣中的TiC、 V2C、 Cr4C (Cr)和Fe与氯气的反应均为强 烈放热反应，且氯化反应一经开始就相当迅速的猛烈。经计算 〔TiC+V2C+Cr4C (Cr) +l/2Fe〕的质量百分数为14%的碳化钛钒铬渣在 绝热条件下氯化所放出的热量足以将反应物料和产物加热到1650 °C以 上。此温度远高于碳化钛钒铬渣中含氧化钙及氧化4美矿物大量氯化和氯化生成的CaCl2、 MgCb熔化的溫度，大量生成和熔化的CaCl2、 MgCl2会使 床内物料颗粒粘连或粘结失去流动而死床。为实现碳化钛钒铬渣流化床选择氯化TiC、 V2C、 Cr4C (Cr)生产含 钒TiCU和附产含Cr Cl3的氯化残渣的氯化作业工艺顺行，流化床氯化作 业期间采取连续加料连续排渣(可短时间断)，挥发处理粗TiCU生产过 程产生的TiCU泥浆，在床层浓相区设置高镍不锈钢水(汽)冷却器移出 多余的反应热，将床层浓相区温度控制在低于碳化钛钒铬渣中含氧化钓及 氧化镁矿物大量氯化和氯化生成的CaCl2、 MgCl2熔化的温度，以及高于 TiC、 V2C、 Cr4C (Cr)起始氯化的温度范围内，即400 600。C (可优选 为450 ~ 550°C )的范围内，确保氯化作业期间床内物料具有良好的流化 性能，使工艺顺行，TiC、 V2C、 Cr4C (Cr)得以充分地被氯化，而含氧 化钙和氧化镁的矿物很少被氯化。在床层浓相区设置的高镍不锈钢水(汽)冷却器的换热面积用下式计F换二本文档来自技高网...

【技术保护点】
从高钛型钒铁精矿中提取铁钛钒的方法，包括如下步骤：①炼铁，采用高炉或者电炉炼铁，生产含钒铬铁水和附产含钒富钛渣，冶炼过程中加入ＣａＯ脱硫调渣，使钒适度还原，钒还原入铁率为６０～７８％；②单渣炼钢，含钒铬铁水在转炉中吹氧单渣直 接炼钢，附产含钒铬钢渣，控制铁水比钢渣等于１０００∶７０～９０；③电炉熔融选择还原碳化，将加入碳粉的含钒铬钢渣与含钒富钛渣在电炉中熔融选择还原碳化，生产碳化率为８０～９５％的碳化钛钒铬渣，控制还原碳化温度为１４５０～１７５０℃； ④碳化钛钒铬渣流化床低温选择氯化，制取含钒ＴｉＣｌ↓［４］和附产含ＣｒＣｌ↓［３］的氯化残渣；⑤钒钛分离，用环烯烃或者环烷酸直接还原溶于ＴｉＣｌ↓［４］中ＶＯＣｌ↓［３］，生成不溶于ＴｉＣｌ↓［４］的ＶＯＣｌ↓［２］，实现钒钛分 离，从而精制ＴｉＣｌ↓［４］并附产富钒ＴｉＣｌ↓［４］泥浆；⑥从富钒ＴｉＣｌ↓［４］泥浆中提取Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣禄，
申请(专利权)人：张荣禄，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]