[发明专利]一种钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒钛矿的利用方法，更具体地讲，涉及一种钒钛矿中铁、钒 和钛的分离方法。

背景技术

攀西钒钛磁铁矿资源丰富，如何实现铁钒钛资源的高效分离是最紧迫的 研究课题。目前主要采用选矿分离铁和钛、高炉炼铁、转炉提钒炼钢的传统 工艺，工艺流程长，中间副产物较多，对环境影响较显著，而且可用资源的 回收利用率较低，钛的利用率仅45％左右。针对传统工艺资源利用率较低的 特点，攀钢开展了钒钛矿转底炉预还原、电炉熔分分离铁钒钛的工艺，并建 成了10万吨规模的中试线，但该工艺能耗较高，而且电炉炉衬侵蚀较快，存 在较多不足。

国内钒钛磁铁矿资源综合利用研究工作上世纪六十年代就已经开展，主 要攻关钒钛磁铁矿的高炉强化冶炼，目前通过原料优化搭配，钒钛磁铁矿高 炉冶炼技术已经成熟，但该工艺钛资源分布在高炉渣中，无法对钛进行回收 利用，即使回收利用，技术难度较大，经济性较差。同时也开展过钒钛磁铁 矿钠化球团氧化焙烧先提钒，后预还原金属铁、熔分分离铁钛的研究，工艺 流程较长，设备技术限制较多，最终没有实现产业化。

2006年，攀钢开展了钒钛磁铁矿矿煤球团转底炉还原、电炉熔分、铁水 脱硫提钒的工艺研究，打通了工艺流程，可以实现铁钒钛的有效分离，并建 成了年处理10万吨铁精矿规模的中试线，成功开展了多轮试验，效果理想。 但该工艺仍然存在能耗较高，设备不成熟的特点。

在国外，新西兰和南非都采用回转窑还原铁精矿、电炉熔分的工艺，只 回收了铁和钒，钛留在渣中用于其它建筑用途或堆放处理。

在国内的现有技术中，例如，中国专利申请CN1814813A公开了一种从钒 钛磁铁矿中分离提取铁、钒和钛的方法以及中国专利申请CN101619371A公开 了一种从钒钛磁铁矿中回收钒钛铁的方法，二者均公开了将钒钛磁铁矿通过 制矿煤球团→转底炉还原→熔分炉深还原熔分工艺来分离铁钒钛的工艺，该 工艺已经在攀钢和龙蟒集团建成中试线，但存在能耗高，熔分炉炉衬侵蚀严 重等特点，需要改进。而中国专利CN102061397B则公开了一种从钒钛磁铁矿 中回收利用钒、铬、钛、铁的方法，包括将矿石或精矿破碎后配入钠盐、氧 化焙烧，将钒和铬转化为可溶于水的钒酸钠和铬酸钠，水浸到溶液中，从溶 液中分离钒铬得到五氧化二钒和三氧化二铬产品。浸出后残渣可配入煤粉造 球，在转底炉内还原，磁选分离铁和钛，得到磁性铁粉可作为粉末冶金或炼 钢的原料，和含TiO₂大于50％的非磁性产品作为提钛的原料。该工艺为传统 北方流程，多次的焙烧使得流程长，能耗高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒钛矿中铁、钒和钛同时分离提取的方法， 以简化工艺流程并降低能耗和成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法， 所述分离方法包括以下步骤：将80～100份钒钛矿、5～30份硫酸钠、15～ 30份还原剂和1～8份粘结剂混合并压制成矿煤球团，将所述矿煤球团干燥 后装入转底炉内并在1000～1300℃下焙烧20～60分钟得到金属化球团，其 中，所述转底炉中为中性或微氧化性气氛；将所得的金属化球团破碎后进行 浸出，浸出温度为70～90℃，pH值控制为3～5，然后将浸出液过滤澄清得 到钒液；将浸出剩余物通过球磨制浆并控制粒度在0.045mm以下，然后在磁 场强度为0.3～0.5T的条件下进行一次磁选分离，得到的非磁性物料为第一 富钛料；再将所得的磁性物料在磁场强度为0.02～0.04T的条件下进行二次 磁选分离，得到的磁性物料为第一富铁料；最后将二次磁选分离所得的非磁 性物料通过球磨制浆和重选分离得到第二富铁料和第二富钛料。

根据本发明的钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法的一个实施例，所述钒钛 矿为钒钛磁铁精矿或钛精矿，所述钒钛矿的粒度<0.1mm。

根据本发明的钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法的一个实施例，所述还原 剂为焦粉、无烟煤粉或褐煤粉，所述还原剂的粒度<0.1mm。

根据本发明的钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法的一个实施例，所述硫酸 钠为纯度为90～99％的工业硫酸钠，所述工业硫酸钠的粒度<0.1mm。

根据本发明的钒钛矿中铁、钒和钛的分离方法的一个实施例，所述粘结 剂为多糖类粘结剂、聚醇类粘结剂、羟甲基纤维素或碱金属水玻璃。