[发明专利]一种利用钒钛铁精矿融态还原冶炼酸溶性钛渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛渣冶金领域，更具体地讲，涉及一种能够利用钒钛铁精矿来冶炼酸溶性钛渣的方法。

背景技术

我国攀西地区盛产钒钛铁精矿。通常，钒钛铁精矿为标准产品，且其中的钛含量按二氧化钛(TiO₂)重量百分比计为8％～13％，全铁(TFe)含量约为54wt％左右，FeO含量约为33wt％左右。由于钒钛铁精矿中的钛含量较低，因此，钒钛铁精矿主要用于高炉炼铁的原料，经高炉炼铁工艺处理之后钛元素进入高炉渣中。在现有技术中，对高炉渣中的钛元素进行回收和利用的工艺通常存在成本高、回收利用工艺复杂等不足，这就造成了钒钛铁精矿中的钛元素没有合理、经济的得到回收利用。此外，由于含钛高炉渣通常采取堆放的方式处理，因此，也造成了一定的环境问题。

另外，在现有技术中，钒钛铁精矿也可用作直接还原法等非高炉炼铁工艺的原料。例如，采用转底炉还原、电炉熔分生产深还原钛渣和提钒半钢，所得深还原钛渣中TiO₂品位在45％左右，目前难以被硫酸法钛白厂家接受，整个流程处于试验阶段。

在现有技术中，使用电炉冶炼钛渣的工艺通常采用钛精矿、碳质还原剂和粘结剂等为原料。通常，钛精矿的主要组成是TiO₂和FeO，其余为SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃和V₂O₅等，而且钛精矿中的TiO₂的重量百分比约为45％以上(例如，为47％)。然而，由于钛精矿原料的TiO₂品位高，所以其冶炼过程处于渣多铁少的状态，冶炼过程的大部分时间是在高温状态下熔渣，从而每炉次还原时间周期需要大约2～3.5小时，且在还原过程中容易出现翻渣和塌料等现象。而且，整个工艺还原时间长，过分使用精料，造成低品位资源浪费，技术经济指标落后。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种冶炼酸溶性钛渣的方法，以解决上述问题中的一个或多个。

本发明提供了一种冶炼酸溶性钛渣的方法，所述方法包括以下步骤：将钒钛铁精矿与钛精矿混合，加入碳质还原剂和粘结剂，形成混合料；对所述混合料进行还原，然后进行渣铁分离处理，以得到半钢和钛渣；对经渣铁分离处理得到钛渣的表面进行喷水，以使钛渣的温度在降温过程中迅速跨越600℃～850℃温度区间，形成酸溶性钛渣。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述钒钛铁精矿中钛元素的含量可以按TiO₂重量百分比计为8％～13％，所述钛精矿中钛元素的含量可以按TiO₂重量百分比计不小于45％。此外，所述钒钛铁精矿与钛精矿混合后形成的混合含钛物料中钛元素的含量可以按TiO₂重量百分比计为31％～40％。例如，所述钒钛铁精矿与钛精矿的重量比可以在1/4与2/3的范围内。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述碳质还原剂的加入量可以按其中固定碳的重量计占钛精矿与钒钛铁精矿重量之和的15％～25％，所述粘结剂按重量计可以占所述混合料重量的0.5％～0.7％。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述还原步骤可以包括在750℃～1150℃范围内的固态直接还原阶段和在1300℃～1550℃温度范围内的融态还原阶段。此外，所述还原步骤的时间可以为150～210分钟。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述渣铁分离处理时的温度可以为1600℃～1750℃。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述渣铁分离处理还可包括补加碳质还原剂的步骤。

根据本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法，其中，所述碳质还原剂可以为焦粉、碳粉或煤粉，所述粘结剂可以为沥青、废纸浆、石油焦或重油。

与现有技术相比，本发明的冶炼酸溶性钛渣的方法具有以下优点：

(1)本发明可以有效回收利用钒钛铁精矿中的Fe和TiO₂，有助于解决钒钛铁精矿TiO₂的利用问题，增加了钛精矿以外的TiO₂供给，使钛、钙、镁和铁的还原保持适中水平，同时兼顾钛渣酸解中热需求和有效钛需求，生产的酸溶性钛渣可直接用于钛白生产。