[發明專利]閃速還原處理釩鈦礦的方法

有效

• 申請號: 202011517693.3
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112779376B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李楊;倪紅衛;張華;張爽;馮好;陳昌;陳旭芳
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 董夢娟

本發明提供了一種閃速還原處理釩鈦礦的方法。該方法為：將釩鈦磁鐵礦粉與還原氣體一同從閃速反應爐的爐頂進料噴孔中噴入閃速爐膛內，控制爐內溫度為800～1500℃，進行閃速還原反應；將反應產生的混合還原礦粉降落到與閃速反應爐下部連通的熔分爐內，進行熔融分離處理，得到熔融鋼水和高鈦渣。本發明提供的方法采用閃速還原?熔融分離的工藝實現了釩鈦磁鐵礦粉高金屬轉化率(達到88％以上)和鈦渣直接與鐵粉直接分離的有益效果，該工藝方法具備工序簡單，成本低廉的優點。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種閃速還原處理釩鈦礦的方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦是一種以鐵、釩、鈦等多種有價元素的共生復合礦，也是重要的釩、鈦資源，是世界范圍內廣泛分布的一種礦產資源。但是，釩鈦磁鐵礦的利用目前是一個世界性難題，其綜合利用難度大。目前，冶煉釩鈦磁鐵礦的工藝主要有傳統高爐工藝和回轉窯直接還原工藝兩種。然而，常用的高爐冶煉工藝造成釩鈦磁鐵礦中的鈦大部分進入爐渣中，從爐渣中回收鈦的技術難度大且成本較高，造成大量鈦資源丟失。而回轉窯直接還原工藝可以有效提高渣中鈦的品位，有利于提高釩、鐵和鈦的綜合利用，但該工藝仍需進行造球，并且對原料的成分要求較高，其存在規模小、成本高以及球團礦粉化、回轉窯結圈、還原時間長等問題。

針對傳統高爐煉鐵和回轉窯直接還原工藝存在的技術缺陷，粉礦直接熔融還原煉鐵技術能夠擺脫傳統煉鐵工藝對球團和燒結礦的依賴，充分利用礦石資源，并且能夠減少對焦炭的需求，不僅降低能耗和成本，還可以降低鋼鐵生產對環境的污染。

公開號為CN110438277A的發明專利公開了一種旋風閃速還原直接煉鋼系統及工藝。所述工藝為：電化學還原二氧化碳制取一氧化碳和氧氣，與鐵礦粉、熔劑噴入旋風閃速還原爐，在900～1500℃下還原，得到金屬化率為70％的預還原鐵粉/鐵滴，進入電熱熔分爐進行熔分和終還原，還原及熔煉尾氣依次預熱/預還原鐵礦粉和熔劑、除塵、預熱氧氣后分離，得到一氧化碳和二氧化碳，分別返回旋風爐和二氧化碳還原裝置循環使用。

公開號為CN104673954B的發明專利公開了一種含鐵礦粉的直接還原煉鐵方法及系統。該含鐵礦粉的直接還原煉鐵方法包括：步驟S1，800～1000℃下，使用還原氣體對含鐵礦粉進行閃速還原，在20～120s內完成還原反應得到包含直接還原鐵和尾氣的混合物；步驟S2，對混合物進行氣固分離，分別得到直接還原鐵與尾氣；其中，還原氣體中氫氣和一氧化碳體積之和大于還原氣體總體積的70％。

公開號為CN110423854A的發明專利公開了一種電能全氫閃速還原直接煉鋼系統及工藝。該工藝為：水電解制取還原氣氫氣和氧氣，氧氣與煉鋼粉料噴入旋風閃速還原爐，同時下部噴吹氫氣，氣固兩相在旋風爐內逆流運動過程中500～1500℃下發生還原反應，得到金屬化率80％的預還原鐵粉/鐵滴，進入電熱熔分爐熔分，底吹氫氣攪拌并熔融終還原，進行連續煉鋼，還原及熔煉尾氣預熱/預還原粉料并除塵凈化，凈化尾氣預熱氧氣并冷凝分離，氫氣返回旋風閃速還原爐，冷凝水返回電解水制氫。

但是，上述方法基本都是針對普通的赤鐵礦粉，相對于釩鈦磁鐵礦來說，其脈石成分更低，還原性更好，在冶煉過程中與普通赤鐵礦粉存在較大的差異。有鑒于此，有必要提供一種閃速還原處理普通釩鈦磁鐵礦的方法，用以提高直接釩鈦磁鐵礦還原過程中的鐵金屬化率以及鐵和鈦金屬分離效果。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種閃速還原處理釩鈦礦的方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種閃速還原處理釩鈦礦的方法，包括如下步驟：

S1，將加熱預處理后的釩鈦磁鐵礦粉與載氣的混合物、還原氣體一同從閃速反應爐的爐頂進料噴孔中噴入閃速爐膛內，控制爐內溫度為800～1500℃，所述還原氣體和所述釩鈦磁鐵礦粉在爐內下落的過程中完成閃速還原反應；