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1、(10)申请公布号 CN 102899435 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102899435A*CN102899435A*(21)申请号 201210377607.2(22)申请日 2012.10.08C21B 13/02(2006.01)C21C 5/52(2006.01)C22B 1/24(2006.01)C22B 1/02(2006.01)(71)申请人北京神雾环境能源科技集团股份有限公司地址 102200 北京市昌平区马池口镇神牛路18号(72)发明人吴道洪 李志远 周传仓(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司 11260代理人郑立明 赵镇勇(54) 发明。
2、名称用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法(57) 摘要本发明公开了一种用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合制成氧化球团,在温度为9001200、压力为0.20.3MPa的气基竖炉内还原46小时,还原气H2+CO90,H2与CO摩尔比为13,还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。能使钛得到有效的提取利用;无需焦炭,不消耗炼焦煤,缓解炼焦煤资源日趋紧张的局面。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图。
3、 1 页1/1页21.一种用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,其特征在于,包括步骤:首先,将粒径小于0.074mm占60-80的钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合,制成820mm的球团,干燥后高温氧化焙烧制成氧化球团;然后,所述氧化球团在通入还原气的气基竖炉内还原46小时,所述竖炉内的温度为9001200、压力为0.20.3MPa,所述还原气中H2+CO90,H2与CO摩尔比为13;还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,熔分温度15001700,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。2.根据权利要求1所述的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,其特征在于,所述球团在150250。
4、干燥1-2小时后,于11501250氧化焙烧34小时制成氧化球团。权 利 要 求 书CN 102899435 A1/4页3用竖炉还原 - 电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法技术领域0001 本发明涉及一种综合利用钒钛磁铁矿的方法,尤其涉及一种用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法。背景技术0002 钒钛磁铁矿是一种复合共生矿,以铁、钒、钛为主,伴生有少量的铬、稼、铂等多种元素,具有很高的综合利用价值。矿中金属矿物有钛磁铁矿、钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿等,矿物组成复杂,综合提取难度较大。0003 对于钒钛磁铁矿选矿后得到精矿的加工利用,主要是围绕如何有效回收铁、钒和钛展开。烧结高炉转炉。
5、流程是目前的主要冶炼方法。随着技术的发展,煤基直接还原技术应用于综合处理钒钛磁铁矿,以提取Fe、V、Ti等多种金属元素,流程主要是直接还原电炉熔分铁水炼钢、熔渣提钒钛,直接还原设备为回转窑或转底炉。0004 现有技术中,一种处理钒钛磁铁精矿的主要工艺流程是烧结高炉转炉流程,即原矿经选矿富集后,铁精矿与非钒钛磁铁矿、焦炭等原料混合造块、烧结制成烧结矿,送高炉冶炼。在高炉冶炼过程中,钒大部分被还原得到含钒铁水,钛进入高炉渣。含钒铁水送入转炉,吹氧使大部分钒氧化进入炉渣,半钢经转炉脱碳制成钢水,得到的含钒炉渣用于提钒。0005 上述现有技术的缺点是:0006 高炉必须用焦炭,但是全世界炼焦煤资源紧张。
6、;炼焦过程产生大量粉尘、有害气体,严重污染环境;矿中的钛进入高炉渣,钛含量低(TiO2含量1522),难以利用,造成钛资源的浪费,甚至污染环境。0007 现有技术中,另一种处理钒钛磁铁精矿的煤基法的主要流程为直接还原-电炉熔分-铁水炼钢、熔渣提钒钛,即将煤粉配入钒钛磁铁精矿制成球团,送入回转窑或转底炉进行直接还原,使其中铁的氧化物还原为金属铁,钒钛仍保持氧化物形态。生产的金属化球团装入电炉,熔融分离得到铁水和熔渣,钒和钛富集于熔渣中,进一步提取分离钒和钛。0008 上述现有技术的缺点是:0009 在制球过程中,需要加入煤、焦粉、木炭等作为还原剂,熔分产生的渣量大,钒、钛品位较低,不利于后续提钒。
7、提钛工序;渣量大,导致提钒钛的添加剂、水、酸消耗量高,产生的废水量、废酸量大;固体还原剂的加入可能带入硫磷等有害杂质,加重后续脱硫脱磷工序负担,甚至影响产品质量。0010 现有技术中,中国专利CN201110441319.4中提到一种气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺,温度为9001100、压力为0.350.65MPa,H2与CO的体积比为5.43.1。0011 上述现有技术的缺点是:0012 压力较高,对设备承压能力要求高;H2与CO的体积比较高,由于H2还原是吸热反应,因此,竖炉内还原气温度下降迅速,不利于反应进行;说 明 书CN 102899435 A2/4页4发明内容0013 本。
8、发明的目的是提供一种能使钛得到有效的提取利用、且无需焦炭的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法。0014 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:0015 本发明的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,包括步骤:0016 首先,将粒径小于0.074mm占60-80的钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合,制成820mm的球团,干燥后高温氧化焙烧制成氧化球团;0017 然后,将所述氧化球团于9001200的气基竖炉内还原46小时,还原气压力为0.20.3MPa,还原气中H2+CO90,H2与CO摩尔比为13;0018 还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,熔分温度15001700,获得铁水和熔渣。
9、,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。0019 由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,由于将干燥后高温氧化焙烧制成的氧化球团于9001200的气基竖炉内还原46小时,还原气压力为0.20.3MPa,H2+CO90,H2与CO摩尔比为13;还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛,能使钛得到有效的提取利用;无需焦炭,不消耗炼焦煤,缓解炼焦煤资源日趋紧张的局面。附图说明0020 图1为本发明实施例提供的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法的工艺流程图。具体实施方式0021 下面将对本发明实施例作。
10、进一步地详细描述。0022 本发明的用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法,其较佳的具体实施方式包括步骤:0023 首先,将粒径小于0.074mm占60-80的钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合,制成820mm的球团,干燥后高温氧化焙烧制成氧化球团;0024 然后,所述氧化球团在通入还原气的气基竖炉内还原46小时,所述竖炉内的温度为9001200、压力为0.20.3MPa,所述还原气中H2+CO90,H2与CO摩尔比为13;0025 还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离,熔分温度15001700,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。0026 所述球团在150250干燥1-2小时后,于11。
11、501250氧化焙烧34小时制成氧化球团。0027 与煤基直接还原工艺处理钒钛磁铁矿相比,本发明有如下优点:0028 (1)采用气体作为还原剂,无需加入固态还原剂,熔分产生渣量小,渣的钒钛品位较高,为提取钒钛创造有利条件;说 明 书CN 102899435 A3/4页50029 (2)渣量小,提取渣中的钒钛时,添加剂用量、浸出的水耗量或酸耗量小,废水、废酸处理量小;0030 (3)避免固体还原剂带入硫磷等有害杂质的污染,产品质量优良。0031 本发明主要按以下步骤完成:粒径-0.074mm占60-80的钒钛磁铁矿精矿与粘结剂混合,制成820mm的球团,干燥后高温氧化焙烧制成氧化球团;氧化球团于。
12、9001200的气基竖炉内还原46小时;还原气压力为0.20.3MPa,H2+CO90,H2与CO摩尔比为13。还原产品送入电炉进行熔化和渣铁分离(熔分),熔分温度15001700,获得铁水和熔渣,熔渣中含钒钛,用于提钒和提钛。0032 (1)钒钛铁精矿粒径-0.074mm占6080;0033 (2)球团在150250干燥1-2小时后,于11501250氧化焙烧34小时;0034 (3)焙烧完成后送至竖炉,在9001200还原46小时;0035 (4)竖炉用还原气要求:H2+CO90,H2与CO摩尔比为13;0036 (5)竖炉还原产品送入电炉,在15001700进行熔融分离,得到铁水和熔渣;。
13、0037 (6)熔渣作为提钒提钛的原料。具体实施实例 :0038 实施例一:粒径-0.074mm占60的钒钛磁铁矿精矿(TFe 43.2,FeO 16.8,V2O51.2,TiO221.6,)加入粘结剂混匀后,制成10-15mm的球团,200烘干2小时,在1100焙烧3h后装入竖炉,在1100的竖炉内还原4.5h,其中还原气压力为0.3MPa,还原气中H2+CO92,H2与CO摩尔比为2.8。直接还原产品装入电炉进行熔融分离,熔分温度1650,熔分铁元素分析为TFe94.8,V2O50.2,TiO20.06,熔分渣元素分析为TFe 5,V2O52.8,TiO254.4。从钒钛磁铁精矿到熔分阶段。
14、,铁、钒、钛的回收率分别为95、92、99。0039 实施例二:粒径-0.074mm占75的钒钛磁铁矿精矿(TFe 55.9,FeO 22.8,V2O50.53,TiO211.8,)加入粘结剂混匀后,制成10-15mm的球团,200烘干2小时,在1100焙烧3h后装入竖炉,在1050的竖炉内还原5.5h,其中还原气压力为0.2MPa,还原气中H2+CO90,H2与CO的摩尔比为1.6。直接还原产品装入电炉进行熔融分离,熔分温度1550,熔分铁元素分析为TFe94,V2O5 0.1,TiO2 0.05,熔分渣元素分析为TFe 9,V2O5 2.2,TiO2 52.7。从钒钛磁铁精矿到熔分阶段,铁。
15、、钒、钛的回收率分别为97、91、99。0040 本发明的有益效果:0041 (1)对于高炉冶炼,钛进入高炉渣,钛含量较低,为1522,钛资源难以回收利用;本发明方法,钛进入熔分渣,含量较高,为47以上,可实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的分离回收,资源得到有效利用;0042 (2)采用还原性气体作为还原剂,无需加入固态还原剂,不带入固体还原剂中的灰分,还原后熔分时的渣量小,降低熔分工序的能耗,渣中钒钛品位较高,为后续提取钒钛创造有利条件;0043 (3)无需配煤等固体还原剂,不引入硫磷等有害杂质,渣量小,钛含量高;0044 (4)无需焦炭,不消耗炼焦煤,缓解炼焦煤资源日趋紧张的局面;说 明 书CN 102899435 A4/4页60045 (5)竖炉操作压力较低,对设备承压能力要求低;H2/CO较低,竖炉内温度高的区域较大,有利于还原反应的进行。0046 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。说 明 书CN 102899435 A1/1页7图1说 明 书 附 图CN 102899435 A。