[發(fā)明專利]釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法及裝置

在審

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111961782A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 王云;李東波;陳學剛;郭亞光;裴忠冶;馬登
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C21B11/00
• 分類號: C21B11/00;C21C7/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

本發(fā)明提供了一種釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法及裝置。釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法包括以下步驟，A)利用還原劑、燃料和富氧空氣對釩鈦磁鐵礦進行還原熔煉處理，以便得到含釩鐵液和液態(tài)爐渣；B)提高所述含釩鐵液的含碳量，以便得到增碳鐵液；C)對所述液態(tài)爐渣和所述增碳鐵液進行還原處理，以便得到含釩鐵水和鈦渣液。本發(fā)明的釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法具有能耗低、成本低、防止還原鐵液在爐底凍結(jié)和鐵元素與釩元素回收率高等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬冶煉領域，具體涉及釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法及裝置。

背景技術

目前釩鈦磁鐵礦冶煉較成熟工藝為高爐流程，但該工藝僅可回收鐵和部分釩，鈦則完全不能被提取應用，此外含鈦高爐渣因TiO2含量高(20～25％)也無法像普通高爐渣一樣作為建材原料，被大量堆存。非高爐法主要包括預還原-電爐法、還原-磨選法和鈉化焙燒-預還原-電爐法等幾類。非高爐工藝僅有預還原-電爐法開展了生產(chǎn)規(guī)模的試驗研究，其他研究基本都停留在實驗室研究和擴大試驗研究階段。預還原-電爐法雖然流程短、環(huán)境友好、生產(chǎn)效率高，但存在能耗高、高鈦渣冶煉困難、釩鈦回收率較低等問題，尤其是深度還原階段碳氮化鈦形成惡化冶煉操作的問題尤為突出，目前該工藝難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；還原磨選法操作溫度低、釩鈦鐵綜合利用率高，但由于工藝流程長、磨礦成本高、生產(chǎn)規(guī)模小，經(jīng)濟性遠不如預還原電爐法；鈉化焙燒預還原爐法具有釩鈦回收率高，但存在鈉化劑加入量大。

相關技術中，使用側(cè)吹還原方式可以利用廉價的煤作為還原劑和燃料，但在側(cè)吹還原化料區(qū)域還原出的金屬碳低、熔點高，容易出現(xiàn)爐底凍結(jié)，若要保持過高溫度則會嚴重侵蝕耐熱材料。側(cè)吹燃燒放熱區(qū)主要在渣層，冶煉過程中上部爐渣溫度比下部金屬熔池溫度高，上部爐渣含鐵高、熔點低，而下部金屬含碳低、熔點高，冶煉過程中易出現(xiàn)下部金屬熔池凍結(jié)的問題。若要保持過高溫度則會嚴重侵蝕耐材，容易出事故，耐火材料要求高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的實施例提出一種釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法。

根據(jù)本發(fā)明實施例的釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法，包括以下步驟：

A)利用還原劑、燃料和富氧空氣對釩鈦磁鐵礦進行還原熔煉處理，以便得到含釩鐵液和液態(tài)爐渣；

B)提高所述含釩鐵液的含碳量，以便得到增碳鐵液；

C)對所述液態(tài)爐渣和所述增碳鐵液進行還原處理，以便得到含釩鐵水和鈦渣液。

因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的釩鈦磁鐵礦還原熔煉的方法具有能耗低、成本低、防止還原鐵液在爐底凍結(jié)和鐵元素與釩元素回收率高等優(yōu)點。

在一些實施例中，在步驟B)中，向所述含釩鐵液中加入含碳鐵水，以便得到所述增碳鐵液，所述含碳鐵水的含碳量大于所述含釩鐵液的含碳量，所述含碳鐵水的溫度大于所述含釩鐵液的溫度。

在一些實施例中，對所述含釩鐵水的一部分進行增碳以便得到所述含碳鐵水；可選地，向所述含釩鐵水的所述一部分加入廢石墨電極，對加入所述廢石墨電極的所述含釩鐵水的所述一部分進行保溫以便進行所述增碳。

在一些實施例中，其特征在于，所述含碳鐵水的含碳量大于等于4wt％且小于等于6wt％，可選地，所述含碳鐵水的含碳量大于等于4.5wt％且小于等于5.5wt％，可選地，所述含碳鐵水的含碳量為5.23wt％。

在一些實施例中，所述釩鈦磁鐵礦和加入到所述含釩鐵液中的所述含碳鐵水的質(zhì)量比為1：(0.2-0.3)。

在一些實施例中，所述含碳鐵水的溫度大于等于1500℃且小于等于1650℃，可選地，所述含碳鐵水的溫度為1500℃。

在一些實施例中，在所述步驟A)中，所述液態(tài)爐渣的溫度為1300℃-1450℃；

在所述步驟B)中，所述增碳鐵液的溫度為1400℃-1500℃；