[發(fā)明專利]一種釩鈦磁鐵礦的還原方法

有效

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113293283B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉秉國;劉鵬;宇文超;郭勝惠;周俊文
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B1/242
• 分類號: C22B1/242;C22B1/02;C22B1/26;C22B3/04;C22B34/12;C22B34/22;C21B13/12
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

本發(fā)明涉及一種釩鈦磁鐵礦的還原方法，涉及釩鈦磁鐵礦技術領域。通過將釩鈦磁鐵礦和還原劑、添加劑、粘結劑混合均勻，再經(jīng)造球后進行氧化焙燒，將釩鈦磁鐵礦中低價態(tài)的不可溶于水的釩化合物氧化，變成高價態(tài)的易溶于水的釩酸鹽(釩酸鈉)，焙燒渣經(jīng)過水浸得到含釩溶液，再經(jīng)過提釩和煅燒等步驟，可獲得V₂O₅成品，將水浸后的球團經(jīng)過處理后重新放入還原設備中，通過直接還原?電爐熔分。分離出鐵水和鈦渣，從而實現(xiàn)了鐵、鈦、釩三種有價金屬的回收和利用。

技術領域

本發(fā)明涉及釩鈦磁鐵礦技術領域，具體涉及一種釩鈦磁鐵礦的還原方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦是一種多金屬元素的復合共生礦，除去鐵以外還含有鈦、釩、銻、錫、鎳、銅、鎘、鈷等30多種有價元素，是一種重要的含鐵資源，同時目前絕大部分的釩產(chǎn)品也是由釩鈦磁鐵礦冶煉而來。因此，釩鈦磁鐵礦的開發(fā)和還原利用極具經(jīng)濟價值。

目前，釩鈦磁鐵礦冶煉的較成熟工藝為高爐流程，該方法是先將釩鈦磁鐵礦通過選礦的方法選出精礦，再經(jīng)過造球、燒結等程序，得到釩鈦磁鐵礦球團，最后將球團送入高爐中進行冶煉，在高溫還原狀態(tài)下大部分釩被還原進入鐵水中，形成含釩鐵水，而鈦幾乎全部進入高爐渣中，將含釩鐵水倒入轉爐中進行吹煉，使得大部分釩被氧化到渣相中，獲得半鋼以及含釩鋼渣，在轉爐內半鋼再次脫碳變成鋼水，可用于合金鋼等產(chǎn)品的制作，而含釩鋼渣可用來加工成含釩產(chǎn)品。高爐法處理釩鈦磁鐵礦的主要優(yōu)點是生產(chǎn)效率高、規(guī)模大；主要缺點有兩方面：一是生成大量的高鈦型高爐渣；二是生產(chǎn)工藝流程長，需以焦炭作為還原劑，煉焦環(huán)境污染嚴重，同時增加了生產(chǎn)成本，這就限制了高爐法的發(fā)展。同時在高爐法冶煉過程中還會有一些其他的問題存在，爐渣變粘，渣中帶鐵等問題，這些情況都或多或少阻礙了釩鈦磁鐵礦的利用。高爐冶煉釩鈦磁鐵礦的生產(chǎn)效率高、規(guī)模大，但高爐鈦渣(TiO₂的品位22％～25％)品位低，其中的鈦資源由于經(jīng)過高溫處理活性變低而導致不能利用，故該工藝處理釩鈦磁鐵礦的綜合利用率不高。因此，為高效地綜合利用釩鈦磁鐵精礦中的鐵、釩、鈦資源，提供一種高效的非高爐冶煉技術成為還原釩鈦磁鐵精礦的研究熱點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術目的在于提供一種釩鈦磁鐵礦的還原方法，通過將釩鈦磁鐵和還原劑、添加劑、粘結劑混合均勻，再經(jīng)造球后，在微波反應器內進行氧化焙燒，將釩鈦磁鐵礦中低價態(tài)的不可溶于水的釩化合物氧化，變成高價態(tài)的易溶于水的釩酸鹽(釩酸鈉)，焙燒渣經(jīng)過水浸得到含釩溶液，再經(jīng)過提釩和煅燒等步驟，可獲得V₂O₅成品，將水浸后的球團經(jīng)過處理后重新放入還原設備中，通過直接還原-電爐熔分。分離出鐵水和鈦渣，從而實現(xiàn)了鐵、鈦、釩三種有價金屬的回收和利用。

一種釩鈦磁鐵礦的還原方法，包括以下步驟：

(1)將還原劑、釩鈦磁鐵礦、添加劑、粘結劑混勻加水制成球團后進行微波氧化焙燒；

(2)經(jīng)過微波氧化焙燒的球團轉入水中急冷浸漬得浸漬液和球團；

(3)經(jīng)過急冷浸漬的浸漬液經(jīng)提釩和常規(guī)煅燒獲得五氧化二釩成品；

(4)經(jīng)過急冷浸漬的球團分為兩份，第一份球團經(jīng)烘干研磨粉碎后和還原劑、粘結劑加水制成漿料后將第二份球團進行重新包裹后熱處理制得二次球團；

(5)二次球團經(jīng)直接還原-電爐熔融分離出鐵水和鈦渣。

進一步地，所述步驟(1)中：釩鈦磁鐵礦、還原劑、添加劑、粘結劑的混合質量比為100∶(5-10)∶(10-15)∶(2-5)。

進一步地，所述步驟(1)中釩鈦磁鐵礦為釩鈦磁鐵精礦，還原劑為煤粉，添加劑為氫氧化鈉，粘結劑為膨潤土、聚乙烯醇、淀粉溶液中的一種或多種；球團尺寸：長徑10-20mm，短徑8-15mm的橢球型。

進一步地，步驟(1)中還原劑、釩鈦磁鐵礦、添加劑、粘結劑混勻后進行球磨至100目以下再加水制成球團。