[發明專利]實現磁性和非磁性物質分離的方法

無效

• 申請號: 201210132086.4
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102641777A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 荀勇
• 申請（專利權）人: 攀枝花市尚億科技有限責任公司
• 主分類號: B03C1/02
• 分類號: B03C1/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 王睿

技術領域

本發明涉及一種實現磁性和非磁性物質分離的方法。

背景技術

攀枝花市的釩鈦磁鐵礦(TFe為55％左右，TiO₂為8～12％)資源豐富，但其利用效果不好。目前，釩鈦磁鐵礦的利用途徑主要是燒結后高爐冶煉法和壓球后在轉底爐還原加電爐熔分法。高爐冶煉法是將溫度控制在1400～1600℃，加入釩鈦磁鐵礦燒結料、燃料、熔劑等進行冶煉，得到鐵水。此方法的不足就是只能利用釩鈦磁鐵礦中的鐵，而二氧化鈦完全進入到高爐渣中去了，在高爐渣中，二氧化鈦的含量也只有百分之二十幾，同時含有很多Si、Ca、Mg等雜質，很不容易分離，使大量的二氧化鈦資源隨高爐渣一起被“丟棄”掉，白白的損失了大量的鈦資源；此外還有爐溫高，耗能比較大等不足。而在轉底爐中利用釩鈦磁鐵礦進行還原，然后通過電爐冶煉熔分生產鐵水及鈦富集物的方法可以得到品位在50％左右的鈦礦。該方法雖然使釩鈦磁鐵礦得到了綜合利用，但這種生產工藝在生產時必須造球，所做的球團的硬度還要很高，且轉底爐的爐溫一般控制在1400℃左右，但金屬化率只能達到70％左右，同時還要經過電爐進一步還原與熔分，溫度在1700～1800℃，能耗較大，生產成本也較高。

因此，尋找一種既能利用釩鈦磁鐵礦中的鐵，又能回收釩鈦磁鐵礦中的鈦資源，使釩鈦磁鐵礦得到綜合利用的新方法，刻不容緩的擺在了人們的面前。對于這個問題，有人提出了用直接還原煉鐵工藝實現釩鈦磁鐵礦的冶煉。比如，“直接還原煉鐵工藝現狀及攀枝花釩鈦磁鐵礦處理工藝選擇，楊保祥，攀枝花科技與信息，第3期，第31卷，2006年”一文中就提出了采用回轉窯法和轉底爐法進行釩鈦磁鐵礦直接還原煉鐵的工藝。但該文中并未提到使用隧道窯進行釩鈦磁鐵礦的直接還原。隧道窯直接還原煉鐵雖是一種古老的方法，而目前該方法采用的原料大多都是含鐵量在60％以上的普通鐵精礦或鐵鱗，還原后所得鐵粉中TFe含量較低。

發明內容

本發明首先所要解決的技術問題是提供一種能夠有效利用釩鈦磁鐵礦中的鐵、鈦資源的釩鈦磁鐵礦的冶煉方法。其次，本發明還要提供一種可有效避免磁團聚和磁夾帶現象的干式磁選機以及實現磁性和非磁性物質分離的方法。

本發明釩鈦磁鐵礦的冶煉方法包括的步驟為：a、將釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑分層裝入還原罐；b、將搭載還原罐的窯車置于隧道窯內進行還原反應；c、反應完成后從還原罐內取出還原錠并對其進行破碎、篩分；d、對篩分后的物料進行磁選，所得的磁性物質為鐵粉，非磁性物質鈦富集物。

上述“分層”的含義是指釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑只接觸但不混合。這種將釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑分層裝入還原罐的方式不僅可以省去對釩鈦磁鐵礦進行壓球或壓塊的工序，而且還能避免碳質還原劑與釩鈦磁鐵礦的混合，為后續保障磁選精度創造條件。將上述這種分層裝料的方式與隧道窯還原技術相結合所得到的鐵粉中TFe含量和MFe含量均可達到90％左右甚至更高，效果出乎意料，而得到的鈦富集物中TiO₂可達到35％以上，達到鈦中礦的品味，可作為生產鈦白粉的原料。另外，所得鐵粉中還含有Ti、V等元素，將該鐵粉用于粉末冶金時還能提高材料的強度、耐磨性等性能。此外，隧道窯還原還具有降低能耗的效果。總之，本發明的釩鈦磁鐵礦的冶煉方法能夠實現釩鈦磁鐵礦的綜合利用。

進一步的是，還原反應包括預熱、還原、冷卻三個階段，其中：預熱階段的時間為13～18小時，預熱溫度控制在120～950℃；還原階段的時間為30～40小時，還原溫度控制在900～1100℃。其中，優選的還原溫度應控制在小于1000℃的范圍內，這樣可以在較小的溫度條件下達到同樣的還原效果，達到節能的目的。

進一步的是，實施步驟a時，將裝料模具插入還原罐內，該裝料模具具有至少兩面彼此間隔的側壁，這兩面側壁之間構成還原物料裝料倉，側壁與還原罐的內壁之間構成還原劑裝料倉，當釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑分別填充在所述還原物料裝料倉和還原劑裝料倉內后，抽出裝料模具而釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑之間則以分層的形態留在還原罐內。采用上述裝料模具能夠輕松實現將釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑分層裝入還原罐，并使釩鈦磁鐵礦更多的被碳質還原劑包覆。顯然，所述的至少兩面彼此間隔的側壁最好構成互為嵌套的同心環形結構，已達到較好的還原效果。

當然，除上述裝料模具外，也可以通過其他辦法使釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑之間以分層形態留在還原罐內。比如，一種簡單的辦法是在還原罐中安裝可抽出的隔板，先將釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑分別倒入隔板兩側，然后抽出隔板即達到使釩鈦磁鐵礦與碳質還原劑只接觸但不混合的效果。