[發(fā)明專利]一種從釩鈦磁鐵礦選擇性提取鐵、鈦和釩的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110263182.1
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113046577B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 王哲;焦樹強;王京秀
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B34/22;C21B13/00;B03C1/30
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發(fā)明提供了一種從釩鈦磁鐵礦選擇性提取鐵、鈦和釩的方法，包括如下步驟：1)將釩鈦磁鐵礦和還原劑混合料在設定溫度和氣氛下進行還原處理；2)將反應完成后的樣品在惰性氣氛下進行冷卻，然后進行破碎、磁選分離；4)將富釩鈦料進行低溫流態(tài)化氯化處理，尾氣冷凝?蒸餾后得到氯化鈦和氯化釩的混合液體；5)通過化學吸附法將混合液體中氯化鈦和氯化釩進行分離。該方法具有流程短、能耗低、收得率高的有益效果，相對于傳統(tǒng)的高爐熔煉法中回收鐵、鈦、釩，本發(fā)明的技術(shù)方案中鐵、鈦、釩的回收率分別在81％以上、73％以上、70％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種釩鈦磁鐵礦高效綜合利用的方法，具體涉及一種從釩鈦磁鐵礦選擇性提取鐵、鈦和釩的方法。

背景技術(shù)

釩鈦磁鐵礦是一種以鐵、鈦、釩為主的復合共生礦。我國攀西地區(qū)蘊藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦資源，儲量約為100億噸，其共生的鈦占全國鈦總儲量的90.5％、世界鈦總儲量的35.2％，釩約占全國釩總儲量的62.6％、世界釩總儲量的7.3％，具有極高的綜合利用價值。

我國釩鈦磁鐵礦利用的方法主要為高爐法。該方法是將釩鈦磁鐵精礦先經(jīng)造塊處理后送高爐冶煉得到含釩鐵水與含鈦高爐渣。含釩鐵水再經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉，大部分釩被選擇性氧化進入爐渣，所得含釩爐渣或用傳統(tǒng)的水法提釩工藝制取或用于冶煉釩鐵合金。針對含鈦高爐渣(TiO₂含量約20-25％)中TiO₂利用問題，攀枝花鋼鐵公司成功開發(fā)了“高溫碳化-低溫氯化”工藝，將含鈦高爐渣與碳還原劑混合后加入密閉電爐在1600-1800℃高溫下碳化，碳化高爐渣在流化床中低溫下氯化制取TiCl₄。

釩鈦磁鐵礦高爐冶煉可以實現(xiàn)對釩鈦磁鐵礦規(guī)模化利用，但存在的缺點是不能忽視的。首先，釩鈦磁鐵礦中鐵、鈦、釩三種元素的回收分別要采取“高爐-轉(zhuǎn)爐”、“高溫碳化-低溫氯化”及“轉(zhuǎn)爐提釩”三種方法，工藝過程復雜，流程長，效率低；第二，能量消耗大，例如在提取鈦過程中，物料首先在高爐中經(jīng)歷1600℃以上高溫還原及熔分，之后在電爐中經(jīng)歷1600-1800℃的高溫碳化，物料的多次高溫處理大大降低了高爐法能量效率；第三，高爐冶煉必須用價格高的焦碳作為還原劑；第四，物料在進入高爐熔煉前，需要添加熔劑造塊，熔劑在熔煉后進入高爐渣降低了高爐渣中TiO₂品位，增加了后續(xù)TiO₂提取的難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)存釩鈦磁鐵礦利用方法中的種種問題，本發(fā)明提供了一種從釩鈦磁鐵礦選擇性提取鐵、鈦和釩的方法，旨在達到工藝流程短和還原時間短、還原溫度低、鐵鈦釩綜合利用率高的有益效果。

本發(fā)明提供的一種從釩鈦磁鐵礦選擇性提取鐵、鈦和釩的方法，包括如下步驟：

1)將釩鈦磁鐵礦和還原劑按照一定比例混合后，球磨至所述釩鈦磁鐵礦和還原劑粒度在200目以下得到混合料；

2)將混合料在設定溫度和氣氛下進行還原處理，反應溫度為1250-1400℃，反應氣氛為氮氣氣氛或者氫氣與氮氣混合氣氛，反應時間為2-4小時；

3)將反應完成后的樣品在惰性氣氛下進行冷卻，然后進行破碎、磁選分離得到還原鐵粉和富釩鈦料；

4)將富釩鈦料進行低溫流態(tài)化氯化處理，氯化劑為氯氣，反應溫度為200-500℃，反應時間1-4小時，尾氣冷凝-蒸餾后得到氯化鈦和氯化釩的混合液體；

5)通過化學吸附法將混合液體中氯化鈦和氯化釩進行分離。

進一步的，所述釩鈦磁鐵礦的組分以重量百分比計包括：TiO₂ 12-14、FeO 31-34、Fe₂O₃ 40-43、CaO 1-2.5、MgO 3-4.6、SiO₂ 3-5、Al₂O₃ 4-6、V₂O₅ 0.56-1.57。