專利名稱：一種用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種釩鈦鐵精礦綜合利用的處理方法， 特別是一種從釩鈦鐵精礦中提取鐵、釩和鈦的方法，屬于冶金領域。
二背景技術：
我國攀西地區(qū)蘊藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦資源，釩鈦磁鐵礦中 釩的儲量(按V20s計算)有1570萬噸，占全國的60%以上，列國內 第一位；占世界的11.6%，列世界第四位；鈦資源儲量(以Ti02計)為 8.7億噸，占國內儲量的90.54%,占世界的35.17%，列世界第一位。 目前，對攀西釩鈦鐵精礦的利用主要是通過高爐煉鐵，獲得鐵水，經(jīng) 過轉爐吹釩，實現(xiàn)釩鐵分離，而含鈦高爐渣棄之，鈦沒有得到利用， 造成了鈦資源的浪費。此外，對攀西釩鈦鐵精礦的利用也有經(jīng)過還原、 電爐冶煉生鐵獲得分別獲得含釩鐵水和鈦渣，鐵水經(jīng)過搖包提釩，然 后煉鋼，但由于電爐冶煉存在能耗高、污染大等缺點，致使電爐冶煉 廠面對巨大的壓力。
汪云華等人在《金屬礦山》2006年第4期報道了通過微波加熱 還原含碳復合釩鈦鐵精礦球團，經(jīng)過25min便可將溫度升至115(TC， 在該溫度下保溫1.5h，其金屬化率達到90%,還原料通過磨選所獲得 的TFe含量為98.24%。汪云華等人在《南方金屬》2005年第5期公 開了傳統(tǒng)加熱還原釩鈦鐵精礦，其還原溫度1230°C，還原時間 180min，還原效果達到了微波加熱90min的還原效果。但傳統(tǒng)加熱還 原，存在還原時間長的問題，帶來的問題是能耗增加，相應的處理成 本升高。
申請?zhí)枮?00510020117.7的中國專利申請所述的"從釩鈦磁鐵礦 中分離提取金屬元素的方法"的工藝步驟包括礦粉造塊、金屬化還原 及分離提取，即將釩鈦磁鐵礦礦粉、還原劑、添加劑、粘結劑混合后
壓制成直徑為10 25mm的球塊，于80 90'C溫度下干燥后裝入轉 底爐內還原得到金屬化產品，最后將制得的金屬化產品熱裝入電爐熔 化分離，得到鐵水及釩鈦渣熔分，再提取釩鉻渣熔熔分，得到釩鉻的 氧化物，提取釩鉻后剩余的鈦渣作為鈦白粉生產的原料。該方法存在 電爐熔煉金屬化球團能耗高、鐵與釩鈦分離效果差、釩鈦走向分散、 釩鈦收率低等缺陷。
申請?zhí)枮?9115348.0的中國專利申請"綜合利用釩鈦磁鐵礦新工 藝"中所述的冷固球團直接還原為細磨釩鈦磁鐵礦精礦后添加符合 黏結劑造球，精礦細度-200目80~85%，添加總重量1.0~1.7%的復合粘 結劑，復合粘結劑由腐植酸鈉+糊精按3 9: l配成，添加1% (重量) Na2S04 (固體)+l%Na2C03 (固體)作為添加劑，造球水分8.5~10%, 生球干燥固結溫度150 250'C,干燥風速0.6 0.9m/s,還原劑用褐煤、 次煙煤，還原溫度1100 115(TC，還原時間180 240min， C/Fe比為 0.5~0.6。該還原時間較長，導致能耗增加，另夕卜，配入鈉鹽，影響球 團強度。
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種用隧道窯還原含碳釩鈦鐵精礦球團生產鐵 粉及聯(lián)產鈦渣和五氧化二釩的方法。釩鈦鐵精礦破碎制團后入隧道窯 還原，經(jīng)濕磨和磁重選后得品位為92%以上的鐵粉和尾礦，尾礦經(jīng)酸 浸，鈉化焙燒，銨鹽沉釩等工藝得到鈦品位60%以上的鈦渣和品位達 到99%以上的五氧化二釩成品
本發(fā)明的另一個目的是采用隧道窯還原含碳釩鈦鐵精礦球團以及濕 磨和磁重選、尾礦經(jīng)酸浸、鈉化焙燒和銨鹽沉釩的工藝，摒棄了電爐熔 煉成本高、釩鈦分離^:果差、釩鈦走向難控制以及轉爐吹煉鐵水提釩鈦 收率低等缺陷；提高了釩、鈦、鐵回收率，資源利用高；生產過程中所 需能耗90%由煤提供，僅需要少量的電力作為動力用，因此生產成本較
低。為釩鈦鐵精礦綜合利用幵辟了一條可行的新途徑。
本發(fā)明按以下步驟完成原料釩鈦鐵精礦經(jīng)破碎、加入碳質還原 劑和粘結劑進行潤磨后制成球團，經(jīng)干燥，置于隧道窯中進行還原， 還原后，進行破碎，然后進行濕法球磨后再進行磁選和重選，便得到 高品位的鐵粉，可作為煉鋼原料，磁選和重選獲得的尾礦，其含五氧
化二釩1.0~2.0%、 二氧化鈦30~40%，可作為提釩和鈦的原料，采用 酸浸尾礦，除去尾礦中殘余的鎂和鐵等雜質，浸出后，過濾，烘干， 得到的物料，其含五氧化二釩2.5~3.5%、 二氧化鈦45~70%，加入鈉 鹽進行鈉化焙燒，焙燒結束后采用水浸出，過濾，洗滌，分別得到高 鈦渣和釩酸鈉溶液，再對釩酸鈉溶液甩固體硫酸銨進行沉釩，經(jīng)結晶、 洗滌、干燥、煅燒，便得到高品質的五氧化二釩產品。
1. 所述的碳質還原劑用量為原料重量的18 25%、碳質還原劑為 煤粉、焦碳和木炭中的一種或幾種；粘結劑為木質素磺酸鈣，用量為 原料重量的1-5%;
2. 所述潤磨后制成直徑為10 40mm球團；
3. 所述隧道窯中進行還原的條件為溫度1000~1300°C、時間 8~24h，還原后進行破碎至粒度范圍為一60+120目；
4. 所述的濕法球磨為礦漿重量百分濃度50~80%，球磨時間 0.5-1.5h;
5. 所述的磁選中磁場強度為1000-3000高斯；
6. 所述酸浸尾礦是采用重量百分濃度為18~25%的鈦白廢酸；
7. 加入重量百分含量為10~30%的碳酸鈉、氯化鈉和硫酸鈉中的 一種進行鈉化焙燒，其焙燒條件為溫度600-1050°C，時間4 8h;
8. 焙燒結束后采用水浸出，其重量百分濃度為20~50%;
9. 所述的原料為為釩鈦鐵精礦、鐵精礦和鈦精礦。 本發(fā)明與公知技術相比具有的優(yōu)點及積極效果
1.與回轉窯、豎爐、轉底爐還原比較，本發(fā)明具有操作簡單、
設備運行穩(wěn)定、設備檢修方便、處理量大、生產效率高、釩、鈦和鐵 收率高、等優(yōu)點，避免了回轉窯還原過程結圈等存在的缺陷；
2. 由于本發(fā)明的添加劑為鐵粉以及還原時間較長，促使還原出 來的鐵晶粒長大，為后續(xù)磨選創(chuàng)造了條件；本發(fā)明只需加入還原劑、 粘結劑與破碎的釩鈦鐵精礦經(jīng)潤磨、制團、千燥、隧道窯還原、破碎 和濕法球磨，經(jīng)磁選和重選，獲得鐵粉和尾礦，實現(xiàn)鐵與釩鈦分；
3. 采用鈦白廢酸浸出尾礦除去殘余的鎂和鐵，浸出結束后，過 濾，烘干，得到的物料加入鈉鹽進行鈉化焙燒，焙燒結束后采用水浸 出，過濾，洗滌，分別得到高鈦渣和釩酸鈉溶液。再對釩酸鈉溶液采 用銨鹽沉釩，經(jīng)結晶、洗滌、干燥、煅燒，便得到高品質的五氧化二 釩產品；
4. 由于采用濕法球磨，是金屬鐵與脈石解離，經(jīng)磁選和重選工 序，可獲得含鐵高的鐵粉和含釩鈦高的尾礦，實現(xiàn)了鐵與釩鈦有效分 離，摒棄了直接還原-電爐熔分存在釩鈦分散嚴重的問題；
5. 另外，采用豐富的鈦白廢酸浸出尾礦，可獲得含二氧化鈦高 的鈦渣，避免了傳統(tǒng)采用硫酸浸出帶來酸耗高和成本高的問題。
因此，本發(fā)明為處理釩鈦鐵精礦提供了一種新的方法，實現(xiàn)環(huán)境 效益、社會效益和經(jīng)濟效益三者統(tǒng)一，具有潛在的工業(yè)應用前景。
四.
圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
五.具體實施方式
實施例一
l.釩鈦鐵精礦的化學成分重量百分比為TFe 58.44~59.13%、 Ti02 10.47 12.83% 、 V203 0.61-0.81% 、 Cr203 0.078-0.084% 、 Si02 2.31~2.58%、 Al2032.36~2.64%、 CaO 1.24~1.40% 、 MgO 2.37~2.55%、 MnO 0.18~0.23°/。、 S 0.03~0.05%和P 0.0014-0.0018%，余為灰份 或其它微量成分，總量100%。
2.工藝條件釩鈦鐵精礦5000g破磨到-120+200目，其中-160+200 目的占75%、加入原礦重量20%的粒度為-160目占85%煤粉和加入 原礦重量2%的固體木質素磺酸鈣粘結劑與釩鈦鐵精礦進行潤磨
0. 5.，用球蛋成型機制成直徑為25 30mm球團，在25(TC干燥4h， 采用隧道窯還原，溫度控制在1150-1200°C，時間12h。還原后，進 行粗破(粒度為-60+120目)，然后進行濕法球磨，礦漿重量百分濃度 60%，球磨時間0.5h，球磨后，采用2000高斯的磁選機進行磁選， 磁選獲得的物料，其含二氧化二釩1.05%、 二氧化鈦30%。采用搖床 進行重選，便得到高品位的鐵粉。磁選和重選獲得的尾礦，其含二氧 化二釩1.28%、 二氧化鈦35.61%。采用濃度為20%的鈦白廢酸浸出 除去殘余的鎂和鐵，浸出溫度9(TC，浸出時間4h，浸出結束后，過 濾，烘干，得到的物料加入20%碳酸鈉，在IOO(TC進行鈉化焙燒6h， 采用水浸(礦漿濃度為30%)出3h，過濾，洗滌，分別得到鈦渣， 其二氧化鈦60.47%和含二氧化二釩16.25g/L釩酸鈉溶液。最后對釩 酸鈉溶液采用銨鹽沉釩，經(jīng)結晶、洗滌、干燥，在50(TC煅燒4h脫 去氨，可獲得高品質的五氧化二釩產品。在此工藝條件下達到的技術 經(jīng)濟指標鐵粉品位達到92.18%,鐵直收率達到92.5%,鈦渣中鈦 品位60.47%，五氧化二釩品位達到99.04%，鈦收率達到87.82%,釩 收率達到78.90%。
實施例二
1. 釩鈦鐵精礦的化學成分重量百分'比為TFe 57.01~58.82%、 Ti02 11.31~12.14% 、 V203 0.61~0,65% 、 Cr203 0.054~0.067% 、 Si02 2.12 2.45%、 Al2O32.02~2.49%、 CaO 1.14~1.58%、 MgO 2.67 2.89%、 MnO 0.12~0.20%、 S 0.02~0.04%和P 0.0013~0.0016%，余為灰份或 其它微量成分，總量100%
2. 工藝條件釩鈦鐵精礦10000g破磨到-160+200目占75%、加入原 礦重量18%的粒度為-180目占80%焦碳和加入原礦重量3%的固伴木
質素磺酸鈣粘結劑與釩鈦鐵精礦進行潤磨l.Oh，用球蛋成型機制成直 徑為30 40mm球團，在25(TC干燥4h，采用隧道窯還原，溫度控制 在1200-1250°C，時間12h。還原后，進行粗破(粒度為-60+120目)， 然后進行濕法球磨，礦漿濃度70%，球磨時間l.Oh,球磨后，采用 1500高斯的磁選機進行磁選，磁選獲得的物料，其含二氧化二釩
0. 98.、 二氧化鈦34.02%。采用搖床進行重選，便得到高品位的鐵粉。 磁選和重選獲得的尾礦，其含二氧化二釩1.64%、 二氧化鈦36.98%。 采用重量百分濃度為22%的鈦白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵，浸出溫 度9(TC，浸出時間4h，浸出結束后，過濾，烘干，得到的物料加入 重量百分為20%硫酸鈉，在90(TC進行鈉化焙燒7h，采用水浸(重量 百分濃度為25%)出3h，過濾，洗滌，分別得到鈦渣，其二氧化鈦 58.45%和含二氧化二釩18.33g/L釩酸鈉溶液。最后對釩酸鈉溶液采 用銨鹽沉釩，經(jīng)結晶、洗滌、干燥，在50(TC煅燒4h脫去氨，可獲 得高品質的五氧化二釩產品。在此工藝條件下達到的技術經(jīng)濟指標 鐵粉品位達到93.04%，鐵直收率達到94.57%，鈦渣中鈦品位58.45%， 五氧化二釩品位達到99.12%，鈦收率達到82.37%，釩收率達到 76.71%。
實施例三
1. 釩鈦鐵精礦的化學成分重量百分比為TFe 56.54-58.01%、 Ti02 11.39~12.94% 、 V203 0.58~0,62% 、 Cr203 0.081-0.094% 、 Si02 2.71 2.99%、 Al2032.64~2.970/o、 CaO 1.54~1.77%、 MgO 2.64~2.98%、 MnO 0.17~0.20%、 S 0.04~0.06%和P 0.0011~0.0014%，余為灰份或 其它微量成分，總量100%。
2. 工藝條件釩鈦鐵精礦50000g破磨到-160+200目占75%、加入原 礦重量22%的粒度為-200目占60%木炭和加入原礦重量3.5%的固體 木質素磺酸鈣粘結劑與釩鈦鐵精礦進行潤磨0.5h，用球蛋成型機制成
直徑為35 40mm球團，在250'C干燥4h,采用隧道窯還原，溫度控 制在1200-1250°C，時間12h。還原后，進行粗破(粒度為-60+120目)， 然后進行濕法球磨，礦漿濃度65%，球磨時間1.5h，球磨后，采用 1950高斯的磁選機進行磁選，磁選獲得的物料，其含二氧化二釩 1.02%、 二氧化鈦33.47%。采用搖床進行重選，便得到高品位的鐵粉。 磁選和重選獲得的尾礦，其含二氧化二釩1.82%、 二氧化鈦38.02%。 采用濃度為20%的鈦白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵，浸出溫度90°C， 浸出時間4h，浸出結束后，過濾，烘干，得到的物料加入10%碳酸 鈉和10%氯化鈉，在105(TC進行鈉化焙燒8h，采用水浸(濃度為50%) 出3h,過濾，洗滌，分別得到鈦渣，其二氧化鈦62.48%和含二氧化 二釩17.09g/L釩酸鈉溶液。最后對釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩，經(jīng)結晶、 洗滌、干燥，在50(TC煅燒4h脫去氨，可獲得高品質的五氧化二釩 產品。在此工藝條件下達到的技術經(jīng)濟指標鐵粉品位達到94.06%， 鐵直收率達到90.21%，鈦渣中鈦品位62.48%，五氧二釩品位達到 99.11%，鈦收率達到80.11%，釩收率達到80.15%。
權利要求
1、一種用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法，其特征在于按以下步驟完成原料釩鈦鐵精礦經(jīng)破碎，加入碳質還原劑和粘結劑進行潤磨后制成球團，經(jīng)干燥，置于隧道窯中進行還原，還原后，進行破碎，然后進行濕法球磨后再進行磁選和重選，得到鐵粉和尾礦，采用酸浸尾礦，除去尾礦中殘余的鎂和鐵等雜質，酸浸后，過濾，烘干，得到的物料加入鈉鹽進行鈉化焙燒，焙燒結束后采用水浸出，過濾，洗滌，分別得到高鈦渣和釩酸鈉溶液，再對釩酸鈉溶液用固體硫酸銨進行沉釩，經(jīng)結晶、洗滌、干燥和煅燒，便得五氧化二釩產品。
2. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于所述的碳質還原劑為煤粉、焦碳和木炭中 的一種或幾種，其用量為原料重量的18~25%;粘結劑為木質素磺酸 鈣，用量為原料重量的1-5%。
3. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于潤磨后制成直徑為10 40mm球團。
4. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于在隧道窯中進行還原的條件為溫度 1000~1300°C,時間8 24h，還原后破碎至粒度范圍一60+120目、。
5. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于所述的濕法球磨為礦漿重量百分濃度 50 80%，球磨時間0.5-1.5h。
6. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于所述的磁選中磁場強度為1000~3000高斯。
7. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于:.所述酸浸尾礦是采用重量百分濃度為 18~25%的鈦白廢酸。
8. 根據(jù)權利要求書1所述的用隧道窯還原-磨選綜合利用釩鈦鐵 精礦的方法，其特征在于加入重量百分含量為10~30%的碳酸鈉、氯化鈉和硫酸鈉中的一種進行鈉化焙燒，其焙燒條件為溫度600~1050°C，時間4 8h。
9. 根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的用隧道窯還原-磨選綜合利 用釩鈦鐵精礦的方法，其特征在于所述的原料為釩鈦鐵精礦、鐵精礦或鈦精礦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用隧道窯還原含碳釩鈦鐵精礦球團生產鐵粉及聯(lián)產鈦渣和五氧化二釩的方法。釩鈦鐵精礦經(jīng)破碎，潤磨，制成球團，置于隧道窯中還原，再進行破碎，經(jīng)濕磨后，進行磁選和重選，得到鐵粉和尾礦，尾礦用鈦白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵，經(jīng)過濾，烘干，得到的物料加入鈉鹽進行鈉化焙燒，再采用水浸出后分別得到鈦渣和釩酸鈉溶液，最后對釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩和煅燒脫氨，便得到五氧化二釩產品。本發(fā)明摒棄了電爐熔煉能耗高、釩鈦分離效果差、釩鈦走向難控制以及轉爐吹煉鐵水提釩鈦收率低等缺陷。具有釩、鈦、鐵收率高，資源利用率高等優(yōu)點。為釩鈦鐵精礦綜合利用開辟了一條可行的新途徑。
文檔編號C22B3/04GK101113488SQ20071006617
公開日2008年1月30日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權日2007年9月10日
發(fā)明者何德武, 汪云華, 范興祥 申請人:攀枝花銳龍冶化材料開發(fā)有限公司