[发明专利]闪速还原处理钒钛矿的方法

说明书

本发明提供了一种闪速还原处理钒钛矿的方法。该方法为：将钒钛磁铁矿粉与还原气体一同从闪速反应炉的炉顶进料喷孔中喷入闪速炉膛内，控制炉内温度为800～1500℃，进行闪速还原反应；将反应产生的混合还原矿粉降落到与闪速反应炉下部连通的熔分炉内，进行熔融分离处理，得到熔融钢水和高钛渣。本发明提供的方法采用闪速还原‑熔融分离的工艺实现了钒钛磁铁矿粉高金属转化率(达到88％以上)和钛渣直接与铁粉直接分离的有益效果，该工艺方法具备工序简单，成本低廉的优点。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种闪速还原处理钒钛矿的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛等多种有价元素的共生复合矿，也是重要的钒、钛资源，是世界范围内广泛分布的一种矿产资源。但是，钒钛磁铁矿的利用目前是一个世界性难题，其综合利用难度大。目前，冶炼钒钛磁铁矿的工艺主要有传统高炉工艺和回转窑直接还原工艺两种。然而，常用的高炉冶炼工艺造成钒钛磁铁矿中的钛大部分进入炉渣中，从炉渣中回收钛的技术难度大且成本较高，造成大量钛资源丢失。而回转窑直接还原工艺可以有效提高渣中钛的品位，有利于提高钒、铁和钛的综合利用，但该工艺仍需进行造球，并且对原料的成分要求较高，其存在规模小、成本高以及球团矿粉化、回转窑结圈、还原时间长等问题。

针对传统高炉炼铁和回转窑直接还原工艺存在的技术缺陷，粉矿直接熔融还原炼铁技术能够摆脱传统炼铁工艺对球团和烧结矿的依赖，充分利用矿石资源，并且能够减少对焦炭的需求，不仅降低能耗和成本，还可以降低钢铁生产对环境的污染。

公开号为CN110438277A的发明专利公开了一种旋风闪速还原直接炼钢系统及工艺。所述工艺为：电化学还原二氧化碳制取一氧化碳和氧气，与铁矿粉、熔剂喷入旋风闪速还原炉，在900～1500℃下还原，得到金属化率为70％的预还原铁粉/铁滴，进入电热熔分炉进行熔分和终还原，还原及熔炼尾气依次预热/预还原铁矿粉和熔剂、除尘、预热氧气后分离，得到一氧化碳和二氧化碳，分别返回旋风炉和二氧化碳还原装置循环使用。

公开号为CN104673954B的发明专利公开了一种含铁矿粉的直接还原炼铁方法及系统。该含铁矿粉的直接还原炼铁方法包括：步骤S1，800～1000℃下，使用还原气体对含铁矿粉进行闪速还原，在20～120s内完成还原反应得到包含直接还原铁和尾气的混合物；步骤S2，对混合物进行气固分离，分别得到直接还原铁与尾气；其中，还原气体中氢气和一氧化碳体积之和大于还原气体总体积的70％。

公开号为CN110423854A的发明专利公开了一种电能全氢闪速还原直接炼钢系统及工艺。该工艺为：水电解制取还原气氢气和氧气，氧气与炼钢粉料喷入旋风闪速还原炉，同时下部喷吹氢气，气固两相在旋风炉内逆流运动过程中500～1500℃下发生还原反应，得到金属化率80％的预还原铁粉/铁滴，进入电热熔分炉熔分，底吹氢气搅拌并熔融终还原，进行连续炼钢，还原及熔炼尾气预热/预还原粉料并除尘净化，净化尾气预热氧气并冷凝分离，氢气返回旋风闪速还原炉，冷凝水返回电解水制氢。

但是，上述方法基本都是针对普通的赤铁矿粉，相对于钒钛磁铁矿来说，其脉石成分更低，还原性更好，在冶炼过程中与普通赤铁矿粉存在较大的差异。有鉴于此，有必要提供一种闪速还原处理普通钒钛磁铁矿的方法，用以提高直接钒钛磁铁矿还原过程中的铁金属化率以及铁和钛金属分离效果。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种闪速还原处理钒钛矿的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种闪速还原处理钒钛矿的方法，包括如下步骤：

S1，将加热预处理后的钒钛磁铁矿粉与载气的混合物、还原气体一同从闪速反应炉的炉顶进料喷孔中喷入闪速炉膛内，控制炉内温度为800～1500℃，所述还原气体和所述钒钛磁铁矿粉在炉内下落的过程中完成闪速还原反应；