[發(fā)明專利]釩鈦礦與含鐵粉塵耦合還原工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210680835.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN114959151B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞;唐恩;王坤;孔祥威;王小芳;胡一迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C21B13/00
• 分類號(hào): C21B13/00;C21B13/02;C22B1/242;C22B5/10;C22B34/22;C22B34/12
• 代理公司: 溫州聯(lián)贏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33361
• 代理人: 傅光偉

本發(fā)明公開了一種釩鈦礦與含鐵粉塵耦合還原工藝，包括以下步驟，步驟S1、混勻：將釩鈦磁鐵精礦粉、含鐵粉塵和粘結(jié)劑混勻制備混勻料；步驟S2、壓制成型：將混勻料送往壓球機(jī)壓制成生球，所造生球再進(jìn)入烘干機(jī)中干燥，得到高堿度內(nèi)配碳球團(tuán)；步驟S3，還原：將干燥后的生球布入還原爐內(nèi)進(jìn)行高溫還原；步驟S4，冷卻分離：產(chǎn)品經(jīng)成品冷卻機(jī)冷卻至常溫，最后通過機(jī)械篩進(jìn)行篩分后獲得含釩鐵粒和鈦渣。本發(fā)明將釩鈦磁鐵礦與冶金固廢含鐵粉塵耦合使用制備高堿度內(nèi)配碳球團(tuán)，通過配料控制球團(tuán)堿度在一定的范圍，結(jié)合內(nèi)配碳自還原技術(shù)，在高溫下自還原后冷卻至常溫，通過簡單的物理手段實(shí)現(xiàn)渣鐵自然分離，即可制取含釩高品位鐵粒和鈦渣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及釩鈦礦與含鐵粉塵耦合還原工藝。

背景技術(shù)

釩鈦礦具有礦物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部分鐵氧化物與鈦結(jié)合結(jié)構(gòu)致密、較難還原、低溫還原膨脹等一系列冶煉特點(diǎn)。由于資源的特殊性，目前已開發(fā)的釩鐵磁鐵精礦加工利用的各種方法大多存在著技術(shù)難度大、成本高、資源利用率低等問題。在直接還原技術(shù)方面，世界上普通鐵礦直接還原廠己建廠投產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行多年；電爐冶煉技術(shù)方面，鈦精礦電爐冶煉高鈦渣技術(shù)也己實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中為減少高爐內(nèi)有害元素鋅的富集，高爐瓦斯灰/泥、電爐灰等含鋅較高塵泥可通過轉(zhuǎn)底爐脫鋅處理后再返回使用；轉(zhuǎn)爐灰/泥等煉鋼塵泥可直接冷壓成球后作煉鋼冷卻劑，形成煉鋼系統(tǒng)內(nèi)部的短流程循環(huán)利用；無鋅和低鋅塵泥可作為含鐵原料混勻調(diào)質(zhì)后作為含鐵原料進(jìn)入燒結(jié)重新利用。上述含鐵粉塵有60%以上已能很好的在鋼鐵廠內(nèi)循環(huán)回收利用，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，但仍有40%左右的含有諸如K、Na、Pb、Zn等有害元素的復(fù)雜成分的粉塵的回收利用一直困擾著冶金工作者。目前主流的轉(zhuǎn)底爐工藝具有原料適應(yīng)性好、時(shí)間短等特點(diǎn)，但由于粉塵自身品位低、雜質(zhì)元素含量高、還原后強(qiáng)度低、易粉化的特點(diǎn)，需要適當(dāng)加入高品位的氧化鐵皮作為提高品位及保證金屬化球團(tuán)強(qiáng)度。國外曾經(jīng)一度較為炙熱的ITMK3工藝?yán)砟钕冗M(jìn)，但工藝實(shí)施對(duì)裝備、成本均造成了很大挑戰(zhàn)。

目前主流的高爐+轉(zhuǎn)爐、直接還原+電爐熔分的技術(shù)路線具有流程長、能耗高等缺陷，因此，在直接還原過程中縮短工藝流程、降低能耗、提高內(nèi)配碳球團(tuán)直接還原金屬化率和整體還原效率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種釩鈦礦與含鐵粉塵耦合還原工藝，將釩鈦磁鐵礦與冶金固廢含鐵粉塵耦合使用制備高堿度內(nèi)配碳球團(tuán)，通過配料控制球團(tuán)堿度在一定的范圍，結(jié)合內(nèi)配碳自還原技術(shù)，在高溫下自還原后冷卻至常溫，通過簡單的物理手段實(shí)現(xiàn)渣鐵自然分離，即可制取含釩高品位鐵粒和鈦渣。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：釩鈦礦與含鐵粉塵耦合還原工藝，包括以下步驟，

步驟S1、混勻：將釩鈦磁鐵精礦粉、含鐵粉塵和粘結(jié)劑按一定比例加入混勻機(jī)制備成混勻料，混勻料中SiO₂與CaO的摩爾比為1.8～2.2：1，碳鐵摩爾比為1.0～1.3:1；釩鈦磁鐵精礦粉的成分為TFe≥55%，SiO₂≤5%，細(xì)度為-200目＞90%；含鐵粉塵的成分為TFe=?40～50%，CaO≥10%，C≥20%，細(xì)度為-200目≥90%；粘結(jié)劑為膨潤土或有機(jī)粘結(jié)劑。釩鈦磁鐵精礦粉、含鐵粉塵和粘結(jié)劑三者重量的混合比例為1:1:0.01～0.04。

步驟S2、壓制成型：將混勻料送往壓球機(jī)壓制成生球，所造生球再進(jìn)入烘干機(jī)中干燥，將生球的水分降至2%wt以下，得到高堿度內(nèi)配碳球團(tuán)；

步驟S3，還原：將干燥后的生球布入還原爐內(nèi)進(jìn)行高溫還原：還原爐為隔焰加熱豎爐，豎爐內(nèi)從上到下依次設(shè)置預(yù)熱段、還原段、冷卻段和快冷段，其中預(yù)熱段溫度為0～1000℃；還原段溫度為1000～1350℃，還原時(shí)間為8～12h；冷卻段溫度為1350～600℃；快冷段溫度為600～400℃；預(yù)熱段的預(yù)熱時(shí)間為3～4h，冷卻段的冷卻時(shí)間為3～5h，快冷段對(duì)產(chǎn)品的冷卻速度≥150℃/h。