[發明專利]一種自釩鈦磁鐵礦中提取鐵、釩、鈦的方法

無效

• 申請號: 201010232651.5
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN101906531A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 鄭海燕;沈峰滿;魏國;盧金文;孫瑜
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/08
• 分類號: C22B1/08;C22B34/22;C22B34/12;C21B13/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 安宇宏;王青芝

技術領域

本申請涉及一種釩鈦磁鐵礦綜合利用的技術方法，具體涉及的是一種利用氯化物自釩鈦磁鐵礦中提取鐵、釩、鈦的方法。

背景技術

當前，我國釩鈦磁鐵礦的綜合利用主要是依靠的傳統的冶煉工藝，即，以高爐為主體設備，通過焦炭和含鐵礦物在高溫下發生氧化還原反應，冶煉出含釩鐵水，再經轉爐吹煉獲得釩渣和半鋼，然后由釩渣提釩、半鋼進一步煉鋼，這已經是多年的成熟工藝，并在攀枝花鋼鐵公司得到了充分的實施。但是原礦中的鈦資源僅僅是通過選礦流程少量回收，大部分的鈦元素隨釩鈦鐵精礦進入高爐，經冶煉后又幾乎全部進入高爐渣中，且高爐渣中的TiO₂含量偏低(約22％)，回收利用比較困難。以攀鋼為例，目前其高爐流程中的鐵、釩、鈦元素回收率分別為60％、39％和10％，鈦回收率明顯偏低，釩的回收率也不十分高。

另外，現行鈦生產工藝主要利用“克勞爾法”工藝技術，該種工藝需要對鈦礦石進行氯化處理，而在實際處理過程中必將產生大量的氯化廢棄物，如要對這些氯化廢棄物進行無害化處理，需要花費大量的資金；如不處理，則對環境造成很大的污染，危害人的健康和生命。

發明內容

本申請提出了利用包括工業氯化廢棄物的氯化物氯化處理釩鈦磁鐵礦的工藝流程，目的在于通過該工藝不僅可以實現鐵、釩、鈦的綜合回收，而且可使氯化廢棄物得到無害化處理，從而實現資源的有效節約和環境的充分友好。

眾所周知，在1100K溫度條件下的Ti-V-Fe-Cl-O五元體系優勢區域圖(見圖1)中，存在著一個Ti-V-Fe-Cl-O五元體系的VOCl₃(g)與TiO₂(s)、Fe₂O₃(s)化合物共同穩定存在的區域，這一區域即為圖1中的陰影區域A。由此可見，氯化提釩時在1100K溫度條件下控制氣氛使之處于A區之內，即，VOCl₃(g)與TiO₂(s)、Fe₂O₃(s)化合物共同穩定存在的區域，可使釩元素以VOCl₃氣體形式從固相TiO₂、Fe₂O₃化合物中分離出來，即，實現釩元素V與鐵元素Fe、鈦元素Ti的有效分離。

本項發明采用的是氯化提釩的工藝流程，具體包括：

1.經選礦獲得釩鈦磁鐵精礦和尾礦，并從尾礦中按照常規方法提取鈦精礦進而制備鈦白；

2.將釩鈦磁鐵精礦、氯化劑和少許石墨粉混合壓塊，這里所說的氯化劑是指所有的氯化物或工業氯化廢棄物，其中，以FeCl₃和含有FeCl₃成分較高的工業氯化廢棄物為宜；依靠一定比例的石墨粉還原劑以其控制氧勢，改變氯化物的添加量以其控制氯勢；另外，為了使原料能很好的成型，還需要配加一定比例的熔劑，其中以CaCl₂為宜；

一般而言，為了達到比較理想的氯化效果，造塊時物料中的氯化劑、熔劑同釩鈦磁鐵精礦中所含有的V₂O₅按摩爾比為3∶3∶1，同時為了控制氧勢還需加入與V₂O₅含量為等摩爾當量的還原劑石墨粉，即氯化劑∶熔劑∶V₂O₅∶石墨粉之間的摩爾比應為3∶3∶1∶1較為合理；

3.氯化提釩焙燒。在氬氣保護下，1100K～1300K的溫度區間對釩鈦磁鐵精礦進行2～3小時的氯化提釩焙燒，使釩鈦磁鐵精礦中的釩元素被氯化成VOCl₃氣體并收集起來，而鐵、鈦元素以Fe₂O₃和TiO₂兩種固體氧化物狀態存在，即，通過氯化過程使釩元素與鐵元素、鈦元素實現有效分離；

4.將經氯化提釩處理后的含鈦鐵礦在1373K～1400K溫度下通入氫氣H₂等還原性氣體進行中溫固態還原，制得海綿鐵；

5.把鐵與含有TiO₂≥50wt％的高鈦渣在1800K～1850K下進行高溫熔化分離。

附圖說明