[发明专利]高钛、高铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼与钒钛铬同步利用的工艺

权利要求书

1.高钛、高铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼与钒钛铬同步利用的工艺，包含以下步骤：

(1)使用高钛、高铬型钒钛磁铁精矿，包含普通富矿，所述钒钛磁铁精矿配比数量范围70～100％wt；

(2)高炉冶炼使用CO、CO₂、H₂、O₂组合的富碳加氢控氮型热风，热风温度高，负载热量大，在风口携带煤粉一起通入炉内，其中氧气作为氧化剂参与碳的燃烧反应，释放的热量强化吸热的碳气化反应，促使CO₂转化为CO，加快炉身氧化铁的间接还原，缩短还原周期；同时，上升的CO气又加速炉内料柱气/液/固三相间的逆向流动与传质传热，提升冶炼反应速率；

所述富碳加氢控氮型热风的O₂含量范围是5～40％，CO₂含量范围是5～20％，H₂含量范围5～20％，N₂含量是0～20％，其余为CO，所述含量均为体积；

(3)构建高炉采用富碳加氢控氮型热风冶炼高钛、高铬型钒钛磁铁矿的数学模型，基于数值模拟，综合设计、调控炉内温度场分布、还原度分布、炉顶煤气温度及CO气体利用率、H₂气体利用率以及CO和H₂的还原气体综合利用率，选择鼓风操作参数，优化冶炼工艺条件，使得高炉运行稳定、顺行、通畅，状态与传统操作时一致；

(4)高炉冶炼排出高热值煤气、高钒铬铁水和高钛型炉渣；

(5)高炉排放富CO、少或无氮的高热值煤气，一方面可作为燃料，在热风炉与O₂充分燃烧，提供高温热风，而燃烧排出的富CO₂、无或少氮尾气，又可作化工原料或转化为燃料；另一方面，净化后的高炉煤气与氧气、氢气重组富碳加氢控氮型热风替代常规空气热风进入高炉，循环利用CO₂；

(6)高炉产出的高钒铬铁水先经CO₂弱氧化预处理，除掉铁水中硅、钛杂质，之后在转炉强氧化吹炼，得到优质钒渣或铬渣，并进一步增值用于制备低成本氮化钒铁、氧化钒、氧化铬高档制品；

(7)高钛型高炉熔渣先通过选择性富集、长大的在线改性预处理，之后从改性的凝渣中分离出高品质钛精矿，并进一步增值，用于制备生产高档钛白的富钛料制品；

高铬型钒钛磁铁矿中含0.61％的Cr₂O₃，精矿中含1.5％的Cr₂O₃，在高炉-转炉冶炼过程铬随钒一起进入钒渣中的铬为10～40％的Cr₂O₃。

2.根据权利要求1所述的高钛、高铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼与钒钛铬同步利用的工艺，其特征在于：步骤(3)中高炉冶炼高钛、高铬型钒钛磁铁矿，风口回旋区温度2000～2400℃，富碳加氢控氮型热风温度1150～1300℃，压力3～6kg，热风通入量为900～1200m³/thm.Fe，煤粉携带量0～250kg/thm.Fe。

3.根据权利要求1所述的高钛、高铬型钒钛磁铁矿高炉冶炼与钒钛铬同步利用的工艺，其特征在于：步骤(5)中的煤气，CO含量范围是30～70％、H₂含量范围是5～15％、H₂O含量范围是4～8％，其余为CO₂，所述含量均为体积。