[发明专利]高铬钒钛磁铁矿中铁、钒、钛、铬分离的方法

说明书

本发明涉及高铬钒钛磁铁矿高效综合利用的方法，具体涉及一种高铬钒钛磁铁矿铁、钒、钛、铬分离的方法。本发明解决的技术问题是提供一种高铬钒钛磁铁矿中铁、钒、钛、铬分离的方法。该方法，包括破碎筛分、氢化还原、熔分、酸浸、氯化和精馏分离等步骤。本发明方法，能够从高铬钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛、铬等元素，且铁、钒、钛、铬可以分别得以有效利用。本发明方法具有流程短、硫和磷含量低、碳排放低、酸的用量少、环保效果明显、收得率高的特点。

技术领域

本发明涉及高铬钒钛磁铁矿高效综合利用的方法，具体涉及一种高铬钒钛磁铁矿铁、钒、钛、铬分离的方法。

背景技术

攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，由红格、太和、白马和攀枝花四个矿区组成，其中红格矿区储量约36亿吨，是攀西地区最大的钒钛磁铁矿矿床。红格南矿区是以铁为主的综合性特大型多金属矿床，铬含量很高，精矿中三氧化二铬最高达1.8％，是一个极具经济价值的多金属综合利用矿床。因钒铬化学性质相近，从禀赋钒铬的矿物中高效、经济、清洁地提取并分离钒铬一直是世界性技术难题，也是红格南矿区高铬钒钛磁铁矿开采和利用亟待解决的关键问题之一。

目前，从高铬钒钛磁铁矿分离提取钒铬的方法主要是通过碳热还原，然后从渣中分离钒铬。如专利CN110343866A提出了一种从钒铬还原渣中分离钒铬的方法，包括以下步骤：将钒铬还原渣与水、氧化剂、钠化合物、石灰混合打浆，加热反应，固液分离，得到液体和固体。该方法能够很好地分离钒铬还原渣中的钒和铬。专利CN114703363A提出了一种高铬体系中钒铬分离的方法，包括：向高钒高铬溶液中加入水解剂，保温熟化后固液分离得到多聚钒酸钠和含铬溶液；将得到的含铬溶液，加入除杂剂后保温熟化，再次固液分离得到纯净铬液和除杂渣；将得到的纯净铬液进行蒸发浓缩，再经冷却结晶后固液分离，得到重铬酸钠晶体产品；向多聚钒酸钠加入水制浆，再加入氢氧化钠溶液进行溶解，溶解后得到高钒溶液；向得到的高钒溶液中加入硫酸进行pH值调节，加入高效提纯沉钒剂，经加温搅拌保温熟化后进行固液分离，得到纯净水合五氧化二钒，水合五氧化二钒再经烘干煅烧后获得合格五氧化二钒产品。然而，上述方法均未解决钒钛磁铁矿在碳还原后铁残留多，钒铬渣成分复杂的问题，因此，采用上述方法，无法很好的分离回收钒钛磁铁矿中的钒和铬。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种高铬钒钛磁铁矿中铁、钒、钛、铬分离的方法。

本发明高铬钒钛磁铁矿中铁、钒、钛、铬分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)破碎筛分：将高铬钒钛磁铁矿破碎至粒度为325目以下，得到筛下物；

2)氢化还原：筛下物置于氢化炉中进行氢还原处理，反应温度为600～1100℃，反应时间为0.5～4h；得到氢化后的物料；

3)熔分：氢化后的物料加热熔分，形成铁水和熔渣；

4)酸浸：熔渣经盐酸浸泡、过滤、固体烘干，得到富钒钛渣；

5)氯化：富钒钛渣配石油焦进行氯化处理，渣焦比为1:0.15～0.5，氯化剂为氯气，反应温度为550～850℃，反应时间为1～3h；然后过滤，滤渣为氯化铬；尾气冷凝-蒸馏后得到氯化钛和氯化钒的混合液体；

6)分离：精馏法将混合液体中氯化钛和氯化钒进行分离。

在一个具体的实施方式中，步骤1)中，高铬钒钛磁铁矿的组分以重量百分比计包括：TiO₂ 8～14、TFe 50～59％、CaO 1～5％、SiO₂ 3～5.5％、Al₂O₃ 2～4％、V₂O₅ 0.4～0.8％，Cr₂O₃0.9～1.7％。

在本发明一个优选实施方式中，步骤2)中，反应温度为750～950℃。