[發明專利]一種非高爐冶煉釩鈦磁鐵礦的鐵精礦的方法

在審

• 申請號: 201510080684.5
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104651561A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 孫志國;李樹奎;孫志生;孫晟博;周長云;張立志;劉永吉;高明;王力賀;王亞洲
• 申請（專利權）人: 朝陽金工釩鈦科技有限公司
• 主分類號: C21B11/00
• 分類號: C21B11/00;C21C5/52;C21C5/28
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本發明涉及一種非高爐冶煉釩鈦磁鐵礦的鐵精礦的方法。

背景技術

對釩鈦磁鐵礦的鐵精礦目前世界上已經工業化生產的工藝流程根據回收的元素不同，分為兩種工藝路線。

一種是只回收釩鈦磁鐵礦中釩的工藝。南非、澳大利亞等國家對含釩較高的釩鈦磁鐵礦(精礦中V₂O₅＞1％)，采用只回收其中的釩的工藝。例如：南非使用的釩鈦磁鐵礦原礦成分(％)53-57TFe,1.4-1.9V₂O₅,12-15TiO₂,1.0-1.8SiO₂，2.5-3.5Al₂O₃。采用回轉窯將精礦氧/鈉化焙燒、水浸、沉淀得到五氧化二釩，而其他元素不回收。

另一種是只回收釩和鐵兩種元素的工藝。南非、新西蘭等國家采用回轉窯-電爐流程，回收釩鈦磁鐵礦中的釩和鐵兩種元素，不回收鈦的工藝：先將釩鈦磁鐵礦在回轉窯中預還原，然后將得到的預還原產品熱裝進入電爐繼續還原，得到含釩鐵水，南非用震動罐，新西蘭用鐵水包吹取得到釩渣，作為提取五氧化二釩的原料，吹釩后得到的半鋼用轉爐冶煉成鋼水。電爐得到的電爐渣含TiO232％左右，丟棄或作為鋪路材料。俄羅斯、中國(攀鋼、承鋼)等國家采用高爐-轉爐工藝回收釩和鐵兩種元素，鈦等其它元素不回收的工藝。

為了回收釩鈦磁鐵礦中的鈦，提高資源綜合利用水平，國內外做過大量的試驗研究工作。我國在上世紀60-80年代，曾組織全國的科技力量進行攻關，提出了如下幾種工藝流程進行了不同規模的試驗研究。

(1)釩鈦磁鐵礦造球-回轉窯預還原-電爐深度還原工藝，得到含釩鐵水和鈦渣，含釩鐵水吹釩得到釩渣，作為提取五氧化二釩的原料，半鋼煉鋼，鈦渣作為制取鈦白的原料。該流程在10Kt/a回轉窯-電爐裝置上進行了試驗。

(2)釩鈦磁鐵礦精礦造球-回轉窯預還原-電爐熔化分離，得到鐵水煉鋼，釩和鈦富集在熔分渣中，作為提釩和提鈦的原料。

(3)釩鈦磁鐵礦精礦造球-豎爐氣體還原-電爐熔化分離，得到鐵水煉鋼，釩和鈦富集在熔分渣中，作為提釩和提鈦的原料。該流程在5m³豎爐裝置進行了試驗。

(4)釩鈦磁鐵礦+鈉鹽造球，回轉窯氧化焙燒-水侵，提取五氧化二釩，水浸后球團-回轉窯還原-電爐熔化分離得到鐵水和鈦渣，鈦渣作為提鈦原料。此外，根據不同的還原設備不提出了流化床、隧道窯等各種還原裝置的工藝流程。

上述各種工藝流程在不同程度上進行不同規模的試驗，但是至今沒有產業化，主要是技術經濟指標均不能與高爐相比，因此被擱置。

國外研究釩鈦磁鐵礦非高爐冶煉新工藝流程工作，主要是原蘇聯莫斯克巴依柯夫冶金研究院和烏拉爾黑色金屬研究院等單位，曾研究過釩鈦磁鐵礦非高爐冶煉的新流程。使用的釩鈦磁鐵礦精礦成份(％)58.6TFe,0.77V₂O₅,其工藝流程為：首先制成球團，球團用回轉窯或豎爐還原得到金屬化率90％的金屬化球團，再在電爐內熔分，得到含(V)0.1-0.2％的低碳鐵水，直接冶煉成含釩低合金鋼；熔分得到的釩鈦渣含(FeO)＞10％、(V₂O₅)3-3.5％、(TiO₂)50％；釩鈦渣先用水法提取V₂O₅，殘余的鈦渣采用鹽酸浸出雜質，再經過除硅后，得到含TiO₂＞90的人造紅金紅石，作為制取TiCl₄的原料。至今還沒有產業化的報導。

釩鈦磁鐵的直接還原過程具有如下兩個特點：

一是難還原。由于釩鈦磁鐵礦中的礦物結構非常復雜，與普通鐵礦不同，其中的鐵在礦物中的存在形式不是單一的鐵氧化物，而鐵要與許多元素結合成多種礦物，如鈦磁鐵、鈦鐵礦、鈦鐵晶石等，同時還被其它多種元素取代，緊密共生在一起，其還原難度比普通鐵礦大得多，因此還原溫度高，時間長，釩鈦磁鐵礦難還原是第一個難關。

二是低溫還原膨脹。釩鈦磁鐵礦球團在(700±)從Fe₂O₃-Fe₃O₄還原階段膨脹嚴重，膨脹后強度急劇下降，因此很容易粉化，在還原爐(回轉窯、豎爐)中粘結，使爐況惡化，無法順利進行下去。因此釩鈦磁鐵礦低溫還原階段的膨脹、粉化問題是技術上的第二個特點。

發明內容