CN102041377B - 回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,包括钒钛磁铁精矿磨细磁选—直接还原铁—磨细磁选得铁粉产品及尾渣,对尾渣进行下列处理:造球焙烧,搅拌浸出,加热浸出液至沸腾,同时加入硫酸盐,冷却结晶析出多钒酸盐及含铬液,在含铬液中加入硫酸铁还原出铬,再加入Ca(OH)2生成Cr(OH)3沉淀。实现了钒钛磁铁精矿中多种有价金属的同步回收,使有价铁、钛、钒、铬得到有效回收,以生产优质还原铁粉、红钒、铬、钛等附加值较高的产品,使有限的矿石资源得到充分、有效的合理利用,且金属回收率高,其中,铁的回收率达到90%以上,钒的回收率达到80%以上,铬的回收率达到78%以上,钛的回收率达到90%以上,不使用焦炭,用电量较少,不污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种钒钛磁铁精矿冶炼方法,尤其是综合利用钒钛磁铁精矿,以回收其中的铁、钒、铬的方法,属于钢铁冶炼技术领域。
技术背景
钒钛磁铁精矿以Fe为主并伴生有V、Cr、Ti等多种稀有高价值金属。由于钒钛磁铁精矿化学成分复杂,且V、Cr、Ti等多种元素与Fe类质同像,使铁品位远低于其它普通铁精矿。传统的工艺是将钒钛磁铁精矿送入高炉冶炼,之后进转炉炼钢提钒,这样做的结果是:钒的回收利用率低,只有65Wt%,而钛、铬基本上没有得到回收利用。因此,国内业界专家一致认为,如果只炼铁,应选择高炉,而要实施综合利用,只有走非高炉炼铁的技术路径。在非高炉冶炼当中,多年来研究较多的是转底炉直接还原法,但目前仍然处于边试验、边整改的阶段,主要问题是工艺不通畅,且V、Ti、Cr的回收利用率仍不理想。
发明内容
针对钒钛磁铁精矿的特性,本发明提供一种钒钛磁铁精矿综合回收铁、钒、铬的方法,实现对钒钛磁铁精矿的科学合理利用。
本发明提供的是这样一种回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,包括钒钛磁铁精矿磨细磁选——直接还原铁——磨细磁选得铁粉产品及尾渣,其特征在于对尾渣进行下列处理:
A、按尾渣质量的10~15%计,将钠盐配入尾渣中造球,在1000~1100℃温度条件下氧化焙烧60~90分钟,将焙烧渣磨细至小于200目粒级的占85~95Wt%,加水调成质量浓度为10~30%的矿浆,搅拌浸出60~90分钟,过滤分离得浸出液及钛渣,收集钛渣;
B、将A步骤的浸出液的pH调至4~5,升温加热至沸腾,加入硫酸盐至pH为2~3,冷却至室温结晶析出多钒酸盐,过滤分离得多钒酸盐晶体及含铬液,收集多钒酸盐晶体;
C、将B步骤的含铬液按溶液中的Cr离子含量计,加入与Cr离子等量的Fe2+离子的硫酸盐,使Cr6+、Cr5+还原为Cr3+,再加入Ca(OH)2至Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,过滤分离得铬渣及废水,收集铬渣;
D、将C步骤废水按常规处理至达标后排放,或者返回循环使用。
所述A步骤的钠盐为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠中的一种或几种。
所述B步骤的硫酸盐为硫酸氨、硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铁中的一种或几种。
所述C步骤的硫酸盐为硫酸铁、硫酸亚铁中的一种或二种。
所述A步骤、C步骤收集的钛渣及铬渣分别按常规方法处理后,即获得钛产品和铬产品。
所述B步骤的多钒酸盐晶体按常规干燥、煅烧后,即获得品位大于98%的V2O5产品。
所述钒钛磁铁精矿的磨细、磁选采用常规磨矿机和磁选机按常规完成;直接还原铁采用常规隧道窑、焙烧炉按常规方法完成。
本发明具有下列优点和效果:采用上述方案,实现了钒钛磁铁精矿中多种有价金属的同步回收,使有价铁、钛、钒、铬得到有效回收,以生产优质还原铁粉、红钒、铬、钛等附加值较高的产品,使有限的矿石资源得到充分、有效的合理利用,且金属回收率高,其中,铁的回收率达到90%以上,钒的回收率达到80%以上,铬的回收率达到78%以上,钛的回收率达到90%以上,不使用焦炭,用电量较少,不污染环境,非常适宜在焦炭、电力资源不足的地区推广使用。
具体实施方式
实施例1
所处理的钒钛磁铁精矿化学成分为:TFe:59.32%、V2O5:0.90%、Cr2O3:0.64%,TiO2:5.5%,粒度:小于200目的占60%重量比。
A、对上述100吨钒钛磁铁精矿进行磨细后,用140kA/m的磁场强度进行弱磁粗选,再磨细成小于200目的占90%质量比的细矿,用100kA/m的磁场强度进行弱磁精选,得精矿;
B、将精矿、煤粉、工业级氯化钠按100∶10∶21的质量比配料、混匀,压成空心圆柱块,分层装入还原罐中,并在罐中的块料中放置煤粉及脱S剂石灰石粉,煤粉的放入量为精矿质量的30%,石灰石粉的放入量为精矿质量的3%,送入隧道窑中,按常规进行预热、还原、冷却,得直接还原的海绵铁;
C、将冷却的海绵铁破碎至粒径12mm以下,磁选分离残余煤渣及脱S剂后,再磨细至粒度小于320目的占93%质量比,粉料送入调浆桶加水调成浆后,进行磁选,获得一次还原铁粉及尾渣;
D、将C步骤的一次还原铁粉送带式炉中,按常规通入氢气进行脱硫、脱碳、脱氧反应,获得品位为98%的二次还原铁粉56.23吨,全铁回收率91%;
E、将C步骤的尾渣过滤脱水后,按尾渣质量的10%计,配加碳酸钠并混合均匀后,用压球机压制成球,球的粒度为3~6mm,送回转窑中,在1000℃温度下氧化焙烧90分钟,将焙烧球磨细到小于200目的占90%质量比,加水配制成浓度为20%的矿浆,搅拌浸出80分钟。过滤分离矿浆,获得浸出液及TiO2含量为22%的钛渣23.75t,TiO2回收率95%;
F、在E步骤的浸出液中加入硫酸调节pH值至5,加热浓缩至沸腾,再加入硫酸氨至pH为3,冷却结晶析出多钒酸氨,固液分离后得多钒酸氨晶体及含铬液,将多钒酸氨晶体干燥后按常规方法进行煅烧,获得品位为98.50%的V2O5产品0.74吨,全钒回收率80.99%;
H、将F步骤的含铬液按溶液中的Cr离子含量计,加入与Cr离子等量的Fe2+离子的硫酸亚铁,使Cr6+、Cr5+还原为Cr3+,再加入Ca(OH)2至Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,过滤分离出废水,即得铬品位为45%的铬渣1.13吨,全铬回收率79.45%,对废水进行中和处理至达标后排放或回收再用。
实施例2
所处理的钒钛磁铁精矿化学成分为:TFe:58.55%、V2O5:0.89%、Cr2O3:0.62%,TiO2:5.6%,粒度:小于200目的占55%重量比。
A、对上述100吨钒钛磁铁精矿进行磨细后,用130kA/m的磁场强度进行弱磁粗选,再磨细成小于200目的占90%质量比的细矿,用110kA/m的磁场强度进行弱磁精选,得精矿;
B、将精矿、煤粉、工业级氯化钠按100∶10∶20的质量比配料、混匀,压成空心圆柱块,分层装入还原罐中,并在罐中的块料中放置煤粉及脱S剂石灰石粉,煤粉的放入量为精矿质量的30%,石灰石粉的放入量为精矿质量的3%,送入隧道窑中,按常规进行预热、还原、冷却,得直接还原的海绵铁;
C、将冷却的海绵铁破碎至粒径12mm以下,磁选分离残余煤渣及脱S剂后,再磨细至粒度小于320目的占95%质量比,粉料送入调浆桶加水调成浆后,进行磁选,获得一次还原铁粉及尾渣;
D、将C步骤的一次还原铁粉送带式炉中,按常规通入氢气进行脱硫、脱碳、脱氧反应,获得品位为98%的二次还原铁粉55.69吨,全铁回收率92%;
E、将C步骤的尾渣过滤脱水后,按尾渣质量的15%计,配加氯化钠并混合均匀后,用压球机压制成球,球的粒度为3~6mm,送回转窑中,在1100℃温度下氧化焙烧60分钟,将焙烧球磨细到小于200目的占91%质量比,加水配制成浓度为20%的矿浆,搅拌浸出80分钟。过滤分离矿浆,获得浸出液及TiO2含量为22%的钛渣24.12t,TiO2回收率96%;
F、在E步骤的浸出液中加入硫酸调节pH值至4,加热浓缩至沸腾,再加入硫酸氨至pH为2,冷却结晶析出多钒酸氨,固液分离后得多钒酸氨晶体及含铬液,将多钒酸氨晶体干燥后按常规方法进行煅烧,获得品位为98%的V2O5产品0.71吨,全钒回收率80.88%;
H、将F步骤的含铬液按溶液中的Cr离子含量计,加入与Cr离子等量的Fe2+离子的硫酸亚铁,使Cr6+、Cr5+还原为Cr3+,再加入Ca(OH)2至Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,过滤分离出废水,即得品位为45%的铬渣1.11吨,全铬回收率78.94%,对废水进行中和处理至达标后排放或回收再用。
Claims (4)
1.一种回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,包括钒钛磁铁精矿磨细磁选——直接还原铁——磨细磁选得铁粉产品及尾渣,其特征在于对尾渣进行下列处理:
A、按尾渣质量的10~15%计,将钠盐配入尾渣中造球,在1000~1100℃温度条件下氧化焙烧60~90分钟,将焙烧渣磨细至小于200目粒级的占85~95Wt%,加水调成质量浓度为10~30%的矿浆,搅拌浸出60~90分钟,过滤分离得浸出液及钛渣,收集钛渣;
B、将A步骤的浸出液的pH调至4~5,升温加热至沸腾,加入硫酸盐至pH为2~3,冷却至室温结晶析出多钒酸盐,过滤分离得多钒酸盐晶体及含铬液,收集多钒酸盐晶体;
C、将B步骤的含铬液按溶液中的Cr离子含量计,加入与Cr离子等量的Fe2+离子的硫酸盐,使Cr6+、Cr5+还原为Cr3+,再加入Ca(OH)2至Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,过滤分离得铬渣及废水,收集铬渣;
D、将C步骤废水按常规处理至达标后排放,或者返回循环使用。
2.如权利要求1所述的回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,其特征在于所述A步骤的钠盐为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,其特征在于所述B步骤的硫酸盐为硫酸氨、硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铁中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、铬的方法,其特征在于所述C步骤的硫酸盐为硫酸亚铁。
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