[發(fā)明專利]一種釩鈦磁鐵礦無鈣低溫還原制備鐵及釩鈦分離方法

有效

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• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113481342B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 郭培民;孔令兵;王磊;林萬舟;周強
• 申請（專利權）人: 鋼研晟華科技股份有限公司;中國鋼研科技集團有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/24;C22B7/04;C22B34/12;C22B34/22
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 程虹

本發(fā)明公開了一種釩鈦磁鐵礦無鈣低溫還原制備鐵及釩鈦分離方法，屬于釩鈦磁鐵礦的綜合利用技術領域，解決了現(xiàn)有還原釩鈦磁鐵礦的方法的釩鈦的回收率低的問題。包括：將釩鈦磁鐵礦粉、碳質還原劑、粘結劑混勻后冷壓成型得到球團，將球團干燥后放入間接加熱還原裝置內進行加熱還原得到金屬化球團，反應溫度1000℃～1150℃，時間20min～80min；金屬化球團熱出熱裝進熔分電爐，將金屬化球團熔化分離鐵水和爐渣；爐渣細化后在稀硫酸中浸出，將硫酸鐵、硫酸鋁、V₂O₅溶解進入溶液中，固液分離后，固體為含鈦渣；沉釩，過濾后，再沉鐵，固液分離后，沉鋁，固液分離后，剩余的濾液蒸發(fā)結晶得到元明粉。本發(fā)明的方法可低煤耗實現(xiàn)釩鈦磁鐵礦的釩、鈦、鐵的綠色高效利用。

技術領域

本發(fā)明涉及釩鈦磁鐵礦的資源綜合利用技術領域，尤其涉及一種釩鈦磁鐵礦無鈣低溫還原制備鐵及釩鈦分離方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦是我國重要的礦產資源，經過幾十年研究，已可用高爐進行回收，但目前高爐處理釩鈦磁鐵礦后含鈦渣品位只有20％左右，含鈦渣不好利用，另外釩的綜合收得率也只有70％～80％水平。

國內外自上個世紀開始研究釩鈦磁鐵礦的預還原+電爐熔分方式，其中預還原的方式包括回轉窯還原法、豎爐還原法、轉底爐還原法等?；剞D窯還原法的優(yōu)點是預還原率較高，但產能較低，能耗高。豎爐還原法適宜天然氣資源比較豐富且價格相對低廉的國家，我國的天然氣資源匱乏，價格高，不宜采用。轉底爐是最近10年用于釩鈦磁鐵礦的預還原試驗，但是轉底爐的特殊氣氛，難以得到金屬化率高的球團，使電爐的冶煉能耗與成本增加，特別是對電爐耐火材料的侵蝕，工藝難以連續(xù)順行，幾家大型試驗裝備已停止試驗。隧道窯鈉化還原方法帶來的問題是碳化硅的使用次數(shù)只有幾次，生產成本過高，另外揮發(fā)出來的堿還對隧道窯的耐材產生了極強的腐蝕性；另外隧道窯還原能耗過高，一噸金屬鐵還原煤耗達到1000公斤以上，并需6GJ以上的燃氣補充加熱，進一步降低了該技術經濟性。這種工藝已在國內不少單位進行嘗試，但未能生產。

發(fā)明內容

鑒于上述的分析，本發(fā)明提供一種釩鈦磁鐵礦無鈣低溫還原制備鐵及釩鈦分離方法，至少能夠解決以下技術問題之一：(1)隧道窯還原釩鈦磁鐵礦能耗過高；(2)目前還原釩鈦磁鐵礦的方法的釩鈦的回收率低。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種釩鈦磁鐵礦無鈣低溫還原制備鐵及釩鈦分離方法，包括：

步驟S1、將釩鈦磁鐵礦粉、碳質還原劑、粘結劑按照質量比100：14～25：2～6配料、混勻后冷壓成型得到球團，將球團干燥；

步驟S2、加熱還原：將干燥后的球團放入間接加熱還原裝置內進行加熱還原得到金屬化球團，間接加熱還原裝置內的反應溫度為1000℃～1150℃，反應時間20min～80min；

步驟S3、金屬化球團熱出熱裝進熔分電爐，在1450～1550℃將金屬化球團熔化分離鐵水和爐渣；

步驟S4、爐渣細化后在稀硫酸中浸出，浸出過程加入氧化劑，將硫酸鐵、硫酸鋁、V₂O₅溶解進入溶液中，固液分離后，固體為含鈦渣，含鈦渣中TiO₂含量大于40％；

步驟S5、將濾液pH值控制在1.5～2.0，加硫酸銨沉釩，過濾后，再用NaOH將pH控制在2.8～3.2沉鐵，固液分離后，調pH至4.5～5，沉鋁，固液分離后，剩余的濾液蒸發(fā)結晶得到元明粉。

進一步的，所述步驟S1中，球團為橢球，球團的粒徑為30～50mm。

進一步的，所述步驟S1中，干燥后的球團水分控制在2％以下。

進一步的，所述步驟S2中，間接加熱還原裝置內球團受熱方向厚度不超過60mm。