[发明专利]一种钒钛磁铁矿综合利用的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒钛磁铁矿综合利用的工艺。

背景技术

目前含钒钛磁铁矿非高炉处理方法大致如下：

煤制气流化床还原+电炉熔分，如申请号为CN201110027410.1的专利公开了一种煤制还原气流化床还原钒钛磁铁矿粉的方法,煤制还原气系统生产的高温煤气与来自还原乏气净化系统的气体混合成为还原气体,顺次进入三级、二级和一级还原流化床；预热后的钒钛磁铁矿粉依次进入一级、二级和三级还原流化床,在逆向而上的还原气体的作用下,实现流态化并发生还原反应；得到的直接还原铁压块成型并除去钛渣、提取钒渣后,生产出合格钢水。

气基竖炉还原+电炉熔分：如申请号为CN201310216599.8的专利公开了公开了一种气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺,包括以下步骤：a.制成品球团；b.将成品钒钛矿球团作为原料装入直接还原竖炉内,并向竖炉内通入还原气,还原球团矿得到热态直接还原铁；c.将热态直接还原铁热送至熔分电炉进行还原熔分,分离出钛渣并得到含钒铁水；d.将含钒铁水转运至转炉内进行吹炼,分离出钒渣和半钢。以及公开号为CN201210377607.2的专利公开了一种用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合制成氧化球团,在温度为900～1200℃、压力为0.2～0.3MPa的气基竖炉内还原4～6小时,还原气H2+CO≥90％,H2与CO摩尔比为1～3,还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。能使钛得到有效的提取利用；无需焦炭,不消耗炼焦煤,缓解炼焦煤资源日趋紧张的局面。

隧道窑还原+磨选分离：如申请号为CN201110367255.8专利公开了一种从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，包括如下步骤：a、配料：按重量配比将钒钛磁铁矿100份,与添加剂15～20份和碳质还原剂15～25份混匀,其中,所述的添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中至少一种；b、装料、还原：a步骤中混匀后的混合物进行装料,然后于隧道窑中加热温度至920～980℃并保温5～60h,得到还原锭；c、分离：还原锭破碎、磁选分离,得到还原铁粉和富钒钛料。

转底炉还原+燃气炉熔炼：如申请号为CN201210208871.3的专利公开了一种转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,首先将钒钛磁铁矿、还原煤及粘结剂混匀后压成球团,干燥后装入转底炉内加热到1150～1350℃,还原30～40分钟；得到的高温金属化球团直接送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔化分离,控制燃气熔分炉温度在1500-1620℃,得到含钒铁水和钛渣；钛渣用于生产钛白粉的原料,或经过浮选工艺生产富钛料；含钒铁水进入转炉中吹氧得到钒渣和半钢,除去钒渣后半钢继续冶炼成钢水。

总结目前还原钒钛磁铁矿的方法，大致可分为气基法和煤基法，气基法需要使用昂贵的天然气资源，不适合我国国情；而以煤制气替代天然气作为还原气，虽然我国有大量的煤资源，但是煤制气用作还原气存在诸多技术难题，短期内无法实现工业化大规模生产，且生产成本高，仅煤制气一项成本就需要950元/tDRI。煤基法多采用转底炉或隧道窑，转底炉由于料层较薄，产能受到限制，尤其是，以内配碳团块为原料，还原剂灰分进入产品，造成产品金属化率低、含S高(＞0.10％)。而隧道窑隧道窑法因热效率低，能耗高(耗煤约1t/t，其中还原用煤450～550kg/t，加热用煤400～550kg/t)，生产周期长(48～76小时)；污染严重(还原煤灰、废还原罐等固体废弃物多，粉尘多)，单机生产能力小等问题不可能成为今后处理钒钛磁铁矿的主流方向。

通过还原得到的金属化球团通常有两种处理方式，一种是电炉熔分，一种是磨选分离。熔分又分为两种，一种是钒和钛同时进入炉渣；另一种是钛进入炉渣，大部分钒进入铁水，再进行铁水提钒生产钒渣。熔分时需加入助熔剂和造渣剂，CaO、SiO₂与钒钛同时进入炉渣，渣中钒含量相对降低，目前没有经济可行的技术路线，处于试验研究阶段。而铁水提钒生产钒渣时造成铁的损失、半钢中发热元素减少和温度降低，给炼钢带来不利影响，同时钒渣中CaO、SiO₂含量高，无法生产高品级钒渣，给下一步五氧化二钒的生产带来困难。

发明内容