專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩鈦鐵精礦綜合利用的處理方法，特別是一種用轉(zhuǎn)底 爐還原-磨選從釩鈦鐵精礦中提取鐵、釩和鈦的方法，屬于冶金領(lǐng)域。二背景技術(shù)：
我國(guó)攀西地區(qū)蘊(yùn)藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦資源，釩鈦磁鐵礦中釩的儲(chǔ)量(按V205 計(jì)算)有1570萬(wàn)噸，占全國(guó)的60%以上，列國(guó)內(nèi)第一位；占世界的11.6%，列世界第四位； 鈦資源儲(chǔ)量(以Ti02計(jì))為8.7億噸，占國(guó)內(nèi)儲(chǔ)量的90.54%，占世界的35.17%，列世界第一 位。目前，對(duì)攀西釩鈦鐵精礦的利用主要是通過(guò)高爐煉鐵，獲得鐵水，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐吹釩，實(shí) 現(xiàn)釩鐵分離，而含鈦高的爐渣棄之，鈦沒(méi)有得到利用，造成了鈦資源的浪費(fèi)。此外，對(duì)攀 西釩鈦鐵精礦的利用也有經(jīng)過(guò)還原、電爐冶煉生鐵分別獲得含釩鐵水和鈦渣，鐵水經(jīng)過(guò)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(diǎn)，致使電爐冶煉廠(chǎng)面對(duì)巨 大的壓力。汪云華等人在《金屬礦山》2006年第4期報(bào)道了通過(guò)微波加熱還原含碳復(fù)合、釩鈦鐵 精礦球團(tuán)，經(jīng)過(guò)25min便可將溫度升至1150'C，在該溫度下保溫1.5h，其金屬化率達(dá)到90%， 還原料通過(guò)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(kāi)了傳統(tǒng)加熱還原釩鈦鐵精礦，其還原溫度1230'C，還原時(shí)間180min，還原效果達(dá)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(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，帶來(lái)的問(wèn)題是能 耗增加，相應(yīng)的處理成本升高。申請(qǐng)?zhí)枮?00510020117.7的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)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(jié)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(zhuǎn)
底爐內(nèi)還原得到金屬化產(chǎn)品，最后將制得的金屬化產(chǎn)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(chǎn)的原料。該方法存在電爐熔分金屬化球團(tuán)能耗高、鐵與釩鈦分離效果差、釩鈦?zhàn)呦?分散、釩鈦收率低等缺陷。申請(qǐng)?zhí)枮?9115348.0的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)"綜合利用釩鈦磁鐵礦新工藝"的所述的冷固球團(tuán) 直接還原為細(xì)磨釩鈦磁鐵礦精礦后添加復(fù)合粘結(jié)劑造球，精礦細(xì)度-200目80~85%，添加 總重量1.0~1.7%的復(fù)合黏結(jié)劑，復(fù)合黏結(jié)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(jié) 溫度150 250。C，干燥風(fēng)速0.6^0.9m/s，還原劑用褐煤、次煙煤，還原溫度1100 1150。C,還 原時(shí)間180 240min， C/Fe比為0.5 0.6。該還原時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致能耗增加，另夕卜，配入鈉鹽， 影響球團(tuán)強(qiáng)度。名稱(chēng)為用還原磨選法制取微合金鐵粉的方法"專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的采用隧道窯進(jìn)行直接 還原，還原溫度115(M22(TC,還原時(shí)間3 13h。由于采用隧道窯還原，溫度很難升高，存 在還原時(shí)間長(zhǎng)，還原需要的能耗增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用轉(zhuǎn)底爐還原含碳釩鈦鐵精礦球團(tuán)生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣和五氧化 二釩的方法。釩鈦鐵精礦破碎制團(tuán)后入轉(zhuǎn)底爐還原，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約70%的鈦渣和品位 達(dá)到99%以上的五氧化二釩成品；本發(fā)明的另一個(gè)目的是采用轉(zhuǎn)底爐還原含碳釩鈦鐵精礦球團(tuán)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，摒棄了還原-電爐熔煉成本高、釩鈦分離效果差、釩鈦?zhàn)呦螂y 控制以及轉(zhuǎn)爐吹煉鐵7K提釩鈦收率低等缺陷；提高了釩、鈦、鐵回收率，資源利用高；能耗低，
溫度和還原氣氛易自動(dòng)控制，生產(chǎn)成本較低。為釩鈦鐵精礦綜合利用開(kāi)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(zhì)還原劑和粘結(jié)劑進(jìn)行潤(rùn)磨 后制成球團(tuán)，經(jīng)千燥，置于轉(zhuǎn)底爐中還原后，破碎，然后加水進(jìn)行濕法球磨，再進(jìn)行磁選和重選，得到品位為90~95%的鐵粉和尾礦，鐵粉可作為煉鋼原料，尾礦含五氧化二釩 1.0~1.8%、 二氧化鈦30~45%，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(zhì)，浸出后，過(guò)濾，烘干，得到含五氧化二釩2.5~3.5%、 二氧化鈦45~70%的物 料，再加入鈉鹽進(jìn)行鈉化焙燒，之后采用水浸出，過(guò)濾，洗滌，分別得到高鈦渣和釩酸鈉 溶液，再對(duì)釩酸鈉溶液用固體硫酸銨進(jìn)行沉釩，經(jīng)結(jié)晶、洗漆、干燥、煅燒，便得到高品 質(zhì)的五氧化二釩產(chǎn)品。1. 所述的碳質(zhì)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(jié)劑為木質(zhì)素磺酸轉(zhuǎn)，用量為原料重量的1-5%;2. 所述潤(rùn)磨后制成直徑為10 40mm球團(tuán)；3. 所述轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原的條件為溫度1250 140(TC、時(shí)間20^120min，還原后進(jìn)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(shí)間0.5-2.5h;5. 所述的磁選中磁場(chǎng)強(qiáng)度為1000~4000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或幾種，進(jìn)行鈉化 焙燒，其焙燒條件為溫度600 1050'C，時(shí)間4 8h;8. 焙燒結(jié)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，原料破碎粒度范圍為一120+200目。 本發(fā)明與公知技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果1、 本發(fā)明具有溫度和氣氛可控性強(qiáng)、還原溫度高、溫度場(chǎng)均勻、反應(yīng)速率快、還原時(shí) 間短、還原效率高、鐵、釩和鈦收率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，避免了回轉(zhuǎn)窯還原過(guò)程結(jié)圈，隧道窯、豎爐和回轉(zhuǎn)窯還原時(shí)間長(zhǎng)、能耗高等存在的缺陷；2、 本發(fā)明只需加入還原劑、粘結(jié)劑與破碎的釩鈦鐵精礦經(jīng)潤(rùn)磨、制團(tuán)、干燥、轉(zhuǎn)底爐 還原、破碎和濕法球磨，經(jīng)磁選和重選，獲得鐵粉和尾礦，實(shí)現(xiàn)鐵與釩鈦分離；3、 采用鈦白廢酸浸出尾礦除去殘余的鎂和鐵，可得到高品質(zhì)的五氧化二釩產(chǎn)品。廢酸 資源得以利用。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(shí)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(yán)重的問(wèn)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(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng) 濟(jì)效益三者統(tǒng)一，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。四
圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。五具體實(shí)施方式
實(shí)施例一1. 釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分重量百分比如下TFe 58.44~59.13%、 Ti02 10.47~12.83、 Ti02 0.61~0.65、 Cr203 0.078~0.084%、 Si02 2.31~2.58%、 A1203 2.36~2.64%、 CaO 1.24~1.40%、 MgO 2.37~2.55%、 MnO 0.18~0.23%、 S 0.03~0.05%和P 0.0014~0.00180/0，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破磨到小于120目其中一 140+180目的占80%、加入原礦 重量19%的粒度為-180目占70%焦碳和原礦重量2.5%的固體木質(zhì)素磺酸鈣粘結(jié)劑與釩鈦鐵 精礦進(jìn)行潤(rùn)磨0.5h,用球蛋成型機(jī)制成直徑為20 30mm球團(tuán)，在250。C干燥4h，采用轉(zhuǎn)底 爐還原，溫度控制在1300土5(TC，時(shí)間40min。還原后，進(jìn)行粗破(粒度為-60+120目)， 然后進(jìn)行濕法球磨，礦漿濃度65%，球磨時(shí)間1.0h，球磨后，采用2500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行 磁選，磁選獲得的物料，其含二氧化二釩1.25%、 二氧化鈦38.78%。采用搖床進(jìn)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2.50%、 二氧化鈦45.02%。 采用濃度為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(shí)間4h，浸出結(jié) 束后，過(guò)濾，烘干，得到的物料加入5%碳酸鈉和15%氯化鈉，在100(TC進(jìn)行鈉化焙燒6h， 采用水浸(濃度為40%)出3h,過(guò)濾，洗滌，分別得到鈦渣，其二氧化鈦64.71%和含二 氧化二釩16.42g/L釩酸鈉溶液。最后對(duì)釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩，經(jīng)結(jié)晶、洗滌、干燥， 在50(TC煅燒4h脫去氨，可獲得高品質(zhì)的五氧化二釩產(chǎn)品。在此工藝條件下達(dá)到的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)鐵粉品位達(dá)到94.24%，鐵直收率達(dá)到90.5%，鈦渣中鈦品位70.12%,五氧化二釩 品位達(dá)到99.12%，鈦收率達(dá)到85.87%，釩收率達(dá)到80.16%。 實(shí)施例二1. 釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分重量百分比如下TFe57.01~58.82% 、 Ti0211.31~12.14 、 V2O30.61~0.65、 Cr2O30.054~0.067%、 Si022.12~2.45%、 Al2O32,02~2.49%、 Ca01.14~1.58%、 Mg02.67~2.89%、 MnO 0.12~0.20°/o、 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20000g破磨到-140+180目占80%、加入原礦重量19%的粒度為-180 目占70%的煤粉和加入原礦重量4%的固體木質(zhì)素磺酸鈣粘結(jié)劑與釩鈦鐵精礦進(jìn)行潤(rùn)磨 0.5h，用球蛋成型機(jī)制成直徑為2540mm球團(tuán)，在25(TC干燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐快速還原， 溫度控制在1300±50°C，時(shí)間30min。還原后，進(jìn)行粗破(粒度為一60+120目)，然后進(jìn) 行濕法球磨，礦漿濃度70%，球磨時(shí)間2.011，球磨后，采用2000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選， 磁選獲得的物料，其含二氧化二釩1.25%、 二氧化鈦38.78%。采用搖床進(jìn)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2.35%、 二氧化鈦50.67%。采用 濃度為25%的鈦白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵，浸出溫度9(TC，浸出時(shí)間4h，浸出結(jié)束后， 過(guò)濾，烘干，得到的物料加入30%硫酸鈉，在950'C進(jìn)行鈉化焙燒8h，采用水浸(濃度為 30%)出3h，過(guò)濾，洗滌，分別得到鈦渣，其二氧化鈦62.76。/。和含二氧化二釩18.03g/L釩 酸鈉溶液。最后對(duì)釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩，經(jīng)結(jié)晶、洗滌、干燥，在500。C煅燒5h脫去 氨，可獲得高品質(zhì)的五氧化二釩產(chǎn)品。達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鐵粉品位達(dá)到93.27%,鐵直 收率達(dá)到92.33%，鈦渣中鈦品位68.74%，五氧化二釩品位99.40%,鈦收率82.96%，釩收 率82.27%。 實(shí)施例三1. 釩鈦鐵精礦的化學(xué)成分重量百分比如下TFe56.54~58.01%、 Ti0211.39~12.94%、 TiO20.58~0.62%、 Cr2O30.081~0.094%、 Si022.71~2.99%、 Al2O32.64~2.970/0、 Ca01.54~1.77%、 Mg02.64~2.98%、 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破磨至j-140+180目占80%、加入原礦重量22%的粒度為-200 目占60%木炭和加入原礦重量5%的固體木質(zhì)素磺酸鈣黏結(jié)劑與釩鈦鐵精礦進(jìn)行潤(rùn)磨0.5h， 用球蛋成型機(jī)制成直徑為30 40mm球團(tuán)，在250'C千燥4h，采用轉(zhuǎn)底爐還原，溫度控制在 1350土50。C,時(shí)間20min。還原后，進(jìn)行粗破(粒度為-60+120目)，然后進(jìn)行濕法球磨， 礦漿濃度50%，球磨時(shí)間2.511，球磨后，采用1500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，磁選獲得的物 料，其含二氧化二釩1.24%、 二氧化鈦35.01%。采用搖床進(jìn)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2.64%、 二氧化鈦58.16%。采用濃度為25%的鈦 白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵，浸出溫度9(TC，浸出時(shí)間4h，浸出結(jié)束后，過(guò)濾，烘干， 得到的物料加入25%碳酸鈉，在80(TC進(jìn)行鈉化焙燒8h，采用水浸(濃度為40%)出3h，
過(guò)濾，洗滌，分別得到鈦渣，其二氧化鈦60.68Q/。和含二氧化二釩15.37g/L釩酸鈉溶液，最 后對(duì)釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩，經(jīng)結(jié)晶、洗滌、干燥，在500'C煅燒4h脫去氨，可獲得高 品質(zhì)的五氧化二釩產(chǎn)品。達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鐵粉品位達(dá)到91.01%,鐵直收率92.4%， 鈦渣中鈦品位72.27%，五氧化二釩品位99.34%,鈦收率82.47%，釩收率81.57%。
權(quán)利要求
1.一種用轉(zhuǎn)底爐還原-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(zhì)還原劑和粘結(jié)劑進(jìn)行潤(rùn)磨后制成球團(tuán)，經(jīng)干燥，置于轉(zhuǎn)底爐中還原后，破碎，然后加水進(jìn)行濕法球磨，再進(jìn)行磁選和重選，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(zhì)，浸出后，過(guò)濾，烘干，得到含五氧化二釩和二氧化鈦的物料，再加入鈉鹽進(jìn)行鈉化焙燒，之后采用水浸出，過(guò)濾，洗滌，分別得到高鈦渣和釩酸鈉溶液，再對(duì)釩酸鈉溶液用固體硫酸銨進(jìn)行沉釩，經(jīng)結(jié)晶、洗滌、干燥、煅燒，得到五氧化二釩產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法,其特征在于: 所述碳質(zhì)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(jié) 劑為木質(zhì)素磺酸鈣，用量為原料重量的1-5%，所述潤(rùn)磨后制成直徑為l(MOmm的球團(tuán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法,其特征在于: 所述轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原的條件為溫度1250~1400°C、時(shí)間2(M20 min，還原后進(jìn)行粗碎至 粒度范圍為一60+120目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-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(shí)間0.5-2.5h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-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(chǎng)強(qiáng)度為IOO(MOOO高斯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法,其特征在于: 所述酸浸尾礦是釆用重量百分濃度為18~25%的鈦白廢酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-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或幾種,進(jìn)行鈉化焙燒， 其，條件為溫度60O~1050°C,時(shí)間4~8h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法,其特征在于: 焙燒結(jié)束后采用水浸出，其重量百分濃度為2(^50%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用轉(zhuǎn)底爐還原-磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法, 其特征在于:所述的原料為為釩鈦鐵精礦、鐵精礦和鈦精礦，原料破碎粒度范圍為一120十 200目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用轉(zhuǎn)底爐還原含碳釩鈦鐵精礦球團(tuán)生產(chǎn)鐵粉及聯(lián)產(chǎn)鈦渣和五氧化二釩的方法。釩鈦鐵精礦經(jīng)破碎，潤(rùn)磨，制成球團(tuán)，置于轉(zhuǎn)底爐中還原，再進(jìn)行破碎，經(jīng)濕磨后，進(jìn)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(guò)濾，烘干，得到的物料加入鈉鹽進(jìn)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(duì)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(chǎn)品。本發(fā)明摒棄了電爐熔煉能耗高、釩鈦分離效果差、釩鈦?zhàn)呦螂y控制以及轉(zhuǎn)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(diǎn)。為釩鈦鐵精礦綜合利用開(kāi)辟了一條可行的新途徑。
文檔編號(hào)C22B1/02GK101117660SQ20071006617
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者何德武, 汪云華, 范興祥 申請(qǐng)人:攀枝花銳龍冶化材料開(kāi)發(fā)有限公司