一种从钒钛磁铁矿中回收钒钛铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钒钛磁铁矿回收钒钛铁的方法，工艺过程包括矿粉、煤粉与粘结剂一起造块，在转底炉还原，得到金属化产品，然后热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和二氧化钛ＴｉＯ↓［２］＞５０％的钛渣。将含钒铁水吹钒得到钒渣，半钢在转炉炼钢；将钛渣可直接作为提钛的原料。本发明专利技术的方法对钒钛磁铁矿还原温度高、时间短、环境保护好、工艺简单、铁钒钛收率高，达到了钒钛铁综合回收利用的目的，该工艺有良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钒钛磁铁矿中回收钒钬铁的方法，特别是涉及用煤基直接还原 -电炉熔化分离得到含钒铁水和钛渣的方法。
技术介绍
目前国内外传统工业化处理钒钬^兹铁矿有如下几种工艺1、 高炉-转炉法冶炼工艺。采用高炉冶炼钒钬磁铁矿的企业如俄罗斯下塔 吉尔钢铁公司、秋索夫钢铁厂、攀枝花钢铁公司、承德钢铁公司等。该工艺通 过高炉使钒还原进入铁水，然后用转炉吹炼使钒氧化得到钒渣，钒渣经化学处 理生产得到钒氧化物，直到冶炼得到钒铁等含钒合金，而吹钒后的半钢再入转 炉冶炼成钢。该工艺在产业化中反应出的问题是首先，钒钛磁铁矿中的钛进 入高炉渣(Ti02含量15%~22%左右)，不能回收利用其中的钬；第二，高炉 必须使用焦炭，但是目前炼焦煤全世界都紧张，而且需要相应的炼焦设备厂配 套；第三，钒钛磁铁矿需要经过烧结制块，需要相应的烧结厂配套；第四，该 工艺炼焦、烧结及高炉冶炼过程中大量的粉尘、有害气体放出，严重污染环境。2、 回转窑-电炉法冶炼工艺。采用此工艺处理钒4tf兹4^矿的企业如南非海 维尔德钢钒公司、新西兰钢铁公司等。该工艺先用回转窑预还原钒钬磁铁矿， 然后在电炉中冶炼含钒铁水，再吹炼钒渣，吹钒后的半钢再用转炉冶炼成钢， 此工艺的主要问题是钒钬磁铁矿中的钛在电炉渣中(TiO2含量30。/。左右)， 无法回收利用电炉渣中的钛。3 、 我国曾经长期针对钒钛磁铁矿中回收铁钒钛试验研究过多种处理工 艺，主要有竖炉-电炉分离工艺、流态化-电炉分离工艺、回转窑-电炉分离工艺和隧道窑-选矿分离等工艺技术，但是这些传统工艺的主要问题是由于钒钬磁 铁矿矿物结构的特点决定了它是难还原的复合矿石，加上钒钬》兹铁矿在低温还 原阶段(即从Fe203还原到Fe304阶段)发生膨胀现象，因此在还原过程中容 易粉化和粘结，使得上述还原过程金属化率太低，没有经济价值，因此难于工 业化。例如竖炉还原，对普通铁矿是容易还原的，而且还原过程不发生粘结， 世界上已经有成熟的工业化的先例，但是钒钛》兹铁矿用竖炉-电炉分离还原，即 使还原温度达到1200'C^金属化率只能达到66%~83%，更严重的是球团粉化、 粘结使操作无法正常进行。再如普通铁矿用回转窑还原较容易进行，国内外也 有很多工业化的成功经验，但是钒钛磁铁矿用回转窑-电炉分离还原，即使还原 温度达到1020°C，金属化率只能达到66%左右，有1/3与钛结合的铁氧化物在 此温度下难于还原成金属铁，同时由于球团粉化及煤的灰分熔化点底，造成了 结圈，难以正常运行。用隧道窑-选矿分离工艺还原钒钛^兹铁矿(例如 CN1069110C)，由于炉料在罐内不动，还原可以顺利进行，但是金属化球团 是用选矿方法命离的，钒和钛在非磁性部分，而不是在铁粉中。而且隧道窑生 产效率太低，污染严重，也限制了其推广使用。近年来，国外研究和试验了釆用转底炉针对普通不含钒钬的铁矿直接还 原的新工艺，然而我国富含钒钬磁铁矿资源，这种复合矿与处理普通铁矿石的 工艺原料及回收对象均不同，面临的技术问题和采取的解决措施也完全不同。 为了综合回收利用钒钬磁铁矿中的铁钒钛，本专利技术人曾成功地研究和开发出了 转底炉-电炉工艺技术(中国专利CN1264993C)，并且正在产业化试制中。本 专利技术与中国专利CN1264993C的目的相同，都是为了回收钒钬磁铁矿中的铁钒 钛，主要设备都是采用转底炉-电炉，但是本专利技术采用了不同的工艺路线，虽然 都是用转底炉还原钒钛磁铁矿，但是在电炉熔分过程中钒的走向有着本质区 别。中国专利CN1264993C的电炉熔分是将90%以上的大部分钒分离到钛渣中， 得到的铁水只是冶炼成钢，而得到的含钒钬渣，再分别提取钒和钛。虽然该专 利将钒钛磁铁矿中的钒分离到钛渣中的主要好处是钒的回收率高，即从钒钬渣 的钒回收率可达到90%以上，但是在工业化过程中，我们发现为了使钒进入渣 相，必须保证渣中含有较高的氧化铁(FeO),于是导致金属铁的回收率低， 同时渣中存在较高的氧化铁(FeO)，对熔分电炉的炉衬腐蚀较严重，需要额渣中含钒量较低(2°/。~2.5% V205)， 因此处理量很大，导致要从钒钬渣中分别处理回收钒和钛，技术上有较大难度， 此外，提钒后剩下的钛渣不能直接作为钛白原料，还需要重新还原进一步进行 处理才能作为提钛的原料，增加了成本和能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述将大部分钒分离到渣相中的已有工艺技术的不 足，提供一种钒钬磁铁矿回收钒钬铁的新工艺路线，用煤基直接还原-电炉熔化 分离得到含钒铁水和钛渣，从含钒铁水中吹炼出钒渣，简化了富集钒的处理， 吹钒后半钢在转炉内炼钢。由于熔分渣主要是钛渣，而且渣中氧化铁(FeO)的含 量很低，从而提高了铁的回收率，而所述钛渣可直接作为提钛的原料用于回收 钛。为了达到上述目的，本专利技术在采用转底炉-电炉处理钒钬磁铁矿回收钒钬 铁的工艺基础上进行改进，即在电炉熔分过程中，将钒大部分(85%以上)分 离到铁水中，使熔分渣主要是钬渣。本专利技术从钒钬》兹铁矿回收钒钛铁的工艺方 法包括以下步骤将钒钬磁铁矿的矿粉与煤粉、粘结剂一起混合后压制成球(块)状，将上 述球(块)作为炉料装入转底炉内，加热到1300。C ~ 1400。C ，还原15 ~ 20min, 还原得到金属化产品；接着将得到的金属化产品直接热装进入电炉熔化分离， 得到含钒铁水和钛渣；将电炉输出的含钒铁水在转炉内吹炼得到钒渣，作为提 钒的原料；吹钒后得到的半钢在转炉内冶炼成钢水。将电炉输出的钛渣直接作 为硫酸法钛白原料，或经过选矿分离得到黑钛石富钛料，作为氯化法钛白的原 料；或将钛渣氧化成金红石之后再用选矿方法分离得到人造金红石，作为氯化 法4太白的原料。所述的钒钬磁纟失矿成分Tfe54.5% ~ 57.5%, Ti02l 1.8% ~ 3.5%, V2O50.55 ~ 0.64%，所述矿粉粒度为<120目，煤粉粒度〈lmm。所迷的粘结剂为有机粘结 剂，例如糖浆、聚乙烯醇、羧曱基纤维素等，粘结剂用量为糖浆是矿和煤粉 总重量的5%~8%，聚乙烯醇和羧曱基纤维素是矿和煤粉总重量的0.2%~0.4%,得到的含钒铁水在 转炉内吹炼出的钒渣含五氧化二钒V205为12% ~ 18% ，吹炼钒渣后所得到的半 钢，铁水含-灰[C]量为3.2% ~ 3.6%。电炉熔分得到的钛渣含氧化铁[FeO] < 2%, 二氧化钛Ti02 > 50%。所述钛淦可直接用作^i酸法钛白的原料。或者将电炉熔分得到的钛渣磨碎 到20微米以下，用浮选的方法将黑钛石相分选出来，得到含二氧化钛TI02为 85%~90%的黑钛石富钛料，作为氯化法钛白的原料。或者将电炉熔分得到的 钛渣通过氧化的方法将含钛物相氧化为金红石相，然后用浮选的方法将金红石 相分离出来，得到含二氧化钛TK)2为85%~93%的人造金红石，作为氯化法钛 白的原#+。与已有的将钒分离到钛渣中相比，本专利技术是将钒分离到铁水中，再从铁水 中吹炼出钒渣作为提钒原料，由于世界上用于提钒的钒渣生产都是用含钒铁水 吹炼出来的，对钒渣提钒可利用成熟的工业生产的经验，实现难度较小。而电 炉熔分得到的电炉渣主要含钛，由于没有污染，Ti02品位可达到50%以上，可 直接作为提钬的原料，不存在进一步处理提钒的问题，简化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从钒钛磁铁矿中回收钒钛铁的方法，其特征在于包括如下工艺步骤：　ａ）将钒钛磁铁矿的矿粉与煤粉、粘结剂一起混合后压制成球（块）状；　ｂ）将上述球（块）作为炉料装入转底炉内，加热到１３００℃～１４００℃，还原１５～２０ｍｉｎ，得到 金属化产品；　ｃ）接着将得到的金属化产品直接热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和钛渣；　ｄ）将电炉输出的含钒铁水在转炉内吹炼得到钒渣，作为提钒的原料，经吹钒后得到的半钢在转炉内冶炼成钢水；　ｅ）将电炉输出的钛渣直接作为硫酸 法钛白原料，或经过选矿分离得到黑钛石富钛料，作为氯化法钛白的原料；或将钛渣氧化成金红石之后再用选矿方法分离得到人造金红石，作为氯化法钛白的原料。

【技术特征摘要】
1.一种从钒钛磁铁矿中回收钒钛铁的方法，其特征在于包括如下工艺步骤a)将钒钛磁铁矿的矿粉与煤粉、粘结剂一起混合后压制成球(块)状；b)将上述球(块)作为炉料装入转底炉内，加热到1300℃～1400℃，还原15～20min，得到金属化产品；c)接着将得到的金属化产品直接热装进入电炉熔化分离，得到含钒铁水和钛渣；d)将电炉输出的含钒铁水在转炉内吹炼得到钒渣，作为提钒的原料，经吹钒后得到的半钢在转炉内冶炼成钢水；e)将电炉输出的钛渣直接作为硫酸法钛白原料，或经过选矿分离得到黑钛石富钛料，作为氯化法钛白的原料；或将钛渣氧化成金红石之后再用选矿方法分离得到人造金红石，作为氯化法钛白的原料。2. 根据权利要求1所述的从钒钬磁铁矿中回收钒钬铁的方法，其特征在于， 所述的步骤a)中的钒4太》兹4失矿成分Tfe54.5%~ 57.5%, Ti0211.8% ~ 3.5%, V2O50.55 ~ 0.64%，所述矿粉粒度为〈120目，煤粉粒度〈lmm。3. 根据权利要求1所述的从钒钬磁铁矿中回收钒钛铁的方法，其特征在 于，所述的步骤a)中的粘结剂为有机粘结剂，例如糖浆、聚乙烯醇、羧曱基纤 维素等，粘结剂用量为糖浆是矿和煤粉总重量的5%~8%，聚乙烯醇和羧甲 基纤维素是矿和煤粉总重量的0.2%~0.4%，使最终球(块)状炉料含水分<6%， 压制好的块料经过自然养生4h-8h或在千燥室100。C下干燥lh处理。4. 根据权利要求1所述的从钒钛》兹铁矿中回收钒钬铁的方法，其特征在 于，所述步骤b)进入转底炉的炉料含水分&...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚生，秦廷许，范先国，李家权，
申请(专利权)人：四川龙蟒集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]