CN102352423A - 钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法，属于冶金技术领域。具体经过以下步骤：1)500～1100℃低温焙烧；2)焙烧后的产品添加固体还原剂，于1100-1300℃的温度进行还原熔炼，然后通过渣、铁分离，分别得到铁水和钛渣；3)所述钛渣经磁选除杂，得到富钛料；4)所述铁水在直流电弧炉中添加所需金属氧化物精矿，直接合金化炼成合金钢。本发明冶炼方法是一种全新的冶炼方法，将现有的采选铁矿改为采选钛矿，经低温焙烧还原，球团矿在电弧炉熔化、还原、分离的铁水便于添加缺的金属元素的矿物直接冶炼合金钢；钛渣磁选得到富钛料，进一步熔炼成钛合金或金属钛；熔炼渣可作为冶炼稀土金属原料，一次性充分分别利用矿中各元素。

Description

钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法

技术领域

本发明涉及钛铁矿尤其是钒钛磁铁矿的低温采选冶钛的方法，能充分利用钒钛磁铁矿中各元素，属于冶金技术领域。

背景技术

攀西地区钒钛磁铁矿远景储量364.85亿吨，约占全国铁矿储量的30％以上、钛资源储量为8.7亿吨，占全国钛资源储量的90.5％，占世界钛储量的35.2％。攀西地区高钛型矿伴生多种稀贵金属，不同于普通铁矿。矿内有26种有价元素共生伴生元素如钛(TiO₂)、铁(TFe)、钒(V₂O₅)、铬(Cr₂O₃)、锰(Mn)、铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、钪(Sc₂O₃)、镓(Ga)、硒(Se)、铂(Pt)、硫(S)、锌(Zn)、砷(As)、碲(Te)、钌(Ru)、铑(Rn)、钯(Pa)、银(Ag)、铌(Nb)、钽(Ta)、铋(Bi)、锇(Os)、铱(Ir)、金(Au)等26种有价元素。攀枝花钒钛磁铁矿是各种矿的代表，是铁钛共生矿，由铁、铬、镍、钒、铌等，以及钛、钴、铂族、镓、钪等26种矿物元素组成的自然复合矿。

若采用现行采选冶铁方法或技术，选矿流程，分为预选、选铁和选钛三个阶段：预选是将开采得到的岩，先丢弃部分尾矿；选铁是为了获得供炼铁用的铁精矿或钒钛精矿；选钛是以选铁后的尾矿为原料通过多段破碎和筛分，并应用了重选、磁选、电选和浮选等各种方法回收钛铁矿。该选矿是单一元素独生矿选矿方法，其结果造成铁精矿中有相当大量的钒钛，钛精矿中有相当大量钒铁。且只能得到部分普钢与钒渣，而后用冗长的工艺方法提取V₂O₅，生产钒铁，再炼钒合金钢，其它所有金属元素都进入渣场，长期堆集；另一部分进入烟道排放，致使全球气候变暖，开始受到质疑的是冶炼技术或方法，而突然出现直接还原热的冶炼方法，由于选矿仍然是物理方法，致使低碳经济增长方式的直接还原铁无用武之地。同时，采铁浪费占资源总量60％以上表外矿、低品位矿资源；选矿浪费更多的宝贵资源。

另外，高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼时，渣中TiO₂在炉内还原气氛下，生成了高熔点的低价钛化合物，使得炉渣变稠，渣铁分离困难，导致高炉生产难以顺利进行；而采用“高炉-转炉”流程，不论科学经济与否，仅回收了其中的钒，而钛、钪、铬、钴、镍、镓等在碳氮化钛固熔体中富集。由于其粒度细、熔点高、化学性质相当稳定，从钒渣中富集的上述金属元素及回收钒等伴生金属很难进行和高炉渣中不能回收钛、钪等稀贵金属元素，造成稀贵金属资源全部流失，也未质疑现行冶金体系，仍然是从冶炼上攻关，解决问题。

多年前，我国北京钢铁研究总院、北京科技大学与酒泉钢铁公司、安阳钢铁公司等密切合作，应用球团烧结新工艺对使用我国磁精粉具有很高的使用价值。

钒钛磁铁矿与普通铁矿是不同的，铁在矿物中的存在形式不是单一的铁氧化物，而是铁要与许多元素结合的多种矿物，如钛磁铁矿、钛铁矿、钛铁晶石等，同时还被其他多种元素取代，紧密共生在一起，以攀枝花钒钛磁铁矿为例大约有三分之一的铁是与钛结合在一起，仍然采用铁矿的选矿方法，直接还原难度比普通铁矿大得多、还原温度高、时间长。

本发明的发明人提出了新的选冶思路，整合低温焙烧球团方法为选矿，采选冶铁改为采选冶钛，突破了现行高物耗、高能耗、高排放、高污染的高温冶金技术领域，成为21世纪低温冶金体系。

发明内容

本发明将现有冶金中采选冶铁改为采选冶钛，将多次磁选改为一次性强磁选，把矿中各种金属元素全部富集，由液相还原铁变为固相还原钛及各种金属，由高温冶炼变成低温冶炼，彻底变革现行选冶方法。

本发明所要解决的技术问题是一次性把矿中金属元素及杂质元素充分分别利用。

本发明的技术方案，就是把现行选矿与焙烧球团方法整合为选矿，通过直接还原与直接氧化生产合金钢；以钛为主的渣，经强磁选得到高品位二氧化钛渣，再经电炉熔分进一步除铁与非铁杂质，将二氧化钛，冶炼钛合金、金属钛；接下来从渣中得到三氧化二钪直接还原钪合金、金属钪；而后产生的渣连续不断直接还原系列高端产品。

具体步骤如下：

步骤1)低温球团选矿(预还原)：

将钛铁矿中加入还原剂和粘结剂，压制成球团，于500～1100℃焙烧；在该步骤中，无烟煤的加入量为钒钛铁精矿的25-40％(优选30％)。球团焙烧的目的是为了选钛，将铁全部富集脱去，矿中其他有价元素得到不同程度富集。

低温冶炼：因为在900℃左右，化学反应较单一，只有铁的还原，而TiO₂的还原等副反应难以发生(如TiO₂ Ti₃O₅ Ti₂O₃)。低品味矿呈数倍到数十倍富集分别利用；

用煤作还原剂，煤与反应产物CO₂反应形成CO，在回转窑的反应温度1100℃以下，矿石(Fe₂O₃)呈固态，保持原形，CO还原Fe₂O₃，反应式为：

CO+CO₂→2CO↑

Fe₂O₃+3CO→Fe+3CO₂↑

步骤2)电炉熔化还原冶炼，分离得含钒铁水和钛渣：

焙烧后的产品加入适量固体还原剂无烟煤(外加煤球)，于1250～1300℃下进行还原熔炼(液相中进行熔化分离)，未被还原的铁的氧化物被还原为金属铁，而钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离获得钛渣和含铬、镍、钒、铌等的铁水。熔炼时无烟煤的用量为焙烧后的球团重量的25-40％(优选30％)。

电炉煤气可以回收利用。球团焙烧炉、窑匹配电弧炉低温熔炼得到的不是高炉渣，而是TiO₂含量为80％左右的高钛渣，是用于化工与冶金的贵金属原料。

步骤3)熔分钛渣磁选：

钛渣经磁选去除脉石得到富钛料，TiO₂＞96.4％(即人造金红石)。富钛料可通过电弧炉或中频感应炉进一步熔炼成钛合金或金属钛。熔炼渣可作为冶炼钪合金、金属钪、镓合金、镓金属，以及硒、铂、锌、碲、钌、铑、钯、银、钽、铋、锇、铱、金等各种稀贵金属的原料，在渣中反复富集，进一步制造航天航空用产品。

对于类似铅、锌易挥发元素在球团焙烧的热、冷端设有收尘装置，能适应多种工业原料的挥发、煅烧、离析等过程，只要选矿配有或渣中含有30％的煤作还原剂，最终以氧化物提取铅、锌、镍、硒、铟、锗、镉等。

步骤4)含钒铁水熔炼合金钢：

含铬、镍、钪、钒铁水添加所需合金元素的氧化精矿冶炼合金钢。

在低温下一般是易氧化合金元素优先于碳氧化，在高于某一特定温度时，使碳比合金元素优先氧化。

本发明上述方案中，步骤1)的选矿是人们熟知的低温球团方法。将钒钛铁精矿中加入还原剂和粘结剂，压制成球团，于500～1100℃焙烧(优选的是800-1000℃)。

从工艺和经济和合理性考虑，应选择活性高，导电率低，灰分低，挥发分低，含硫量低和廉价的还原剂。还原剂的活性高可以增加还原速度，减少熔炼时间，降低能耗和提高生产能力。还原剂的电导率低，可改善炉料性能，保证合理的供电制度。还原剂的灰分低，可减少其对产品高钛渣的污染。还原剂的挥发分低，可减少熔炼过程的排气量，有利炉况的稳定。硫是熔炼钛渣的有害杂质，无疑应尽量选择低硫的还原剂。

本发明优选的采用无烟煤为还原剂，具体是将粗选的钛铁矿、无烟煤和粘结剂压制成球团焙烧。

钒钛铁精矿粉粒度小于8mm的占90％；煤粉粒度焦粉小于3mm的占85％～90％，其中小于0.125mm占20％；

所述的粘结剂为常规铁精矿造球用粘结剂，如：膨润土。粘结剂的用量为常规用量，以满足造球需要即可。

所述焙烧可以在链式机，回转窑，竖炉等中进行。带式机、链箅机-回砖窑、竖炉氧化球团焙烧方法，任一分别焙烧流程都可替代选铁为选钛流程。

为了加速预热，减少甚至取消回转窑预热段，也可以在回转窑前配置链箅机。链箅机使用的能源是回转窑回收的尾气，经过链箅机不仅将炉料温度提高，也使得生球硬化。

还原剂无烟煤的作用除了作为燃料提供所需之反应热以及其他热量消耗外，发生如下直接还原反应：

FeO+C＝Fe+CO

“直接还原”主要是指直接消耗固体碳素。此反应的另一特点是强烈吸热，热效应高达2717kJ/kgFe。由于此反应只涉及一个气相产物，其平衡常数可以CO的分压Pco表示。

实际的直接还原反应是借助与碳素溶解损失反应(C+CO₂＝2CO)以及水煤气反应(H₂O+C＝CO+H₂)与间接还原反应叠加而实现的：

在焙烧过程中，由于钒钛铁精矿中低价钛含量较高，且低价钛很容易发生氧化反应变为高价钛，(2Ti₂O₃+O₂＝4TiO₂)，因此，焙烧产品中一般不含低价钛(低价钛在850℃下停留0.5小时便可使低价钛全部氧化成高价TiO₂)。通过化学迁移富集，全部Ti都变成TiO₂的选矿产品。经低温还原焙烧后，使得熔分钛渣的磁化率大大提高，利于后续采用磁选的方式选出非磁性的SiO₂、Al₂O₃、CaO等硅酸盐矿物，从而进一步富集钛。

另外，经焙烧后可使钛铁矿中含硫量降至0.02％～0.03％。

步骤1)焙烧后的产品加入适量固体还原剂无烟煤(外加煤球)，于1000-1300℃进行还原熔炼，未被还原的铁的氧化物被还原为金属铁，而钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离获得钛渣和铁水。

其中，铁水中含有铬、镍、钒及铌等综合铁合金原料，在进一步冶炼合金钢时充分利用各金属。

还原剂的用量以保证铁、钒氧化物充分还原且还原后不被二次氧化。

在电炉熔化还原冶炼时外加还原剂(煤球)的量为金属化球团的25-40％。为了降低熔体的温度，炉料配碳少一些进行熔炼，所生成的初渣具有较低的熔点，这样大部分的FeO便可在较低温度下的熔体进行还原。而另一部分碳在造渣阶段加入，从而可减少高温熔炼钛渣的时间和增加磁性，便于磁选，彻底避免现行冶金的一切弊端。具体地，可以在炉料中只配入总配碳量75-85％左右的碳，其余的碳在造渣阶段才加入，这种配碳较少的炉料熔化速度较快，形成的熔体温度较低，并有可能增大熔池体积，从而增加炉产量。

步骤2)融化分离后的钛渣经磁选去除非铁杂质元素，得到TiO₂＞96.4％的富钛料(即人造金红石)。富钛料通过电弧炉或中频感应炉熔炼成钛合金或金属钛。熔炼渣可作为冶炼稀土金属的原料。

步骤2)融化分离后的含有铬、镍、钒及铌等的铁水在直流电弧炉中添加所缺的金属元素矿物直接熔炼合金钢(LF炉+CD炉)。

本发明的有益效果：

本发明方法选矿不分独生矿或铁钛共伴生多种稀贵金属铁矿；也不用把铁矿处理铁矿粉或钒钛磁铁矿粉等，而且统选、不分选；仍然实现低温快速还原，为取代传统的高炉、转炉冶炼流程创造了条件。

本发明经低温焙烧还原，球团矿在电弧炉熔化、还原、分离的铁水便于添加缺的金属元素的矿物直接冶炼合金钢；而渣中TiO₂等金属氧化物磁化率大大提高，采用磁选可选出非磁性含SiO₂、Al₂O₃、CaO等的硅酸盐矿物，而钛、钪渣经磁选得到富钛钪料，而采用电弧冶炼钛铁矿富集方法而得富钛、钪料和人造金红石。

现有冶炼球团、直接还原都是用于炼铁，本发明发现了采选冶钛低温冶金的工艺方法，采用球团矿焙烧方法用直接还原去除铁的同时带走一部分伴生元素，为冶炼合金钢、金属钛、金属钪、稀贵金属源源不断提供优势原料，而创造了低温还原冶炼条件；还为由采选高品位铁矿变成采选低品位钛矿，减少70％以上资源浪费，采用普通粒度选矿有着超细粉选矿的效果；从而降低还原温度、优化动力学条件，为由高温冶炼普钢变成合金钢与20余种矿物的挥发、煅烧、离析等冶金过程渣气的循环利用低温生态冶炼。

因为在900℃左右，化学反应较单一，只有铁的还原，而TiO₂的还原等副反应难以发生(如TiO₂ Ti₃O₅ Ti₂O₃)，因此化学反应耗热少(500KW·h/t高钛渣)，为电炉熔炼法的60％左右；在低温条件下，尾气、冷却水带走的热量也仅相当于电炉熔炼法的1/3左右。因此，低温法冶炼高钛渣的能耗约为1100KW·h/t高钛渣，仅相当于电炉熔炼法的1/3左右。

低温冶炼法是从采选源头上控制二次资源、工业污染、固体废弃物排放，把矿中金属元素及杂质元素通过物理与化学相结合的新选冶方法，第一次，低品味矿呈数倍到数十倍富集分别利用；第二次是钛渣的利用产生的渣，反复利用；最后弃渣有效利用，无渣排放。用煤作为还原剂，不需要焦炭或石油焦作为还原剂，避免了用焦炭或石油焦过程的环境污染。低温下NOx、SOx等有害气体难以形成，因此排放量远低于电炉熔炼法的排放量。低温下冷却水的用量也要明显少于电炉熔炼法的用量。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明提供一种了全新的钛铁精矿的冶炼方法，将现行采选铁矿改为采选钛矿，通过低温冶炼，一次性把矿中金属元素及杂质元素充分分别利用。即各种元素与铁直接熔炼合金钢；同时得到TiO2＞96.4％的富钛料，可进一步制备钛金属或钛合金。

具体方案是：

1)低温球团选矿：

将钛铁矿中加入还原剂和粘结剂，压制成球团，于500～1100℃焙烧；

低温冶炼：因为在900℃左右，化学反应较单一，只有铁的还原，而TiO₂的还原等副反应难以发生(如TiO₂ Ti₃O₅ Ti₂O₃)。低品味矿呈数倍到数十倍富集分别利用；

研究表明，铁的氧化物无论用何种还原剂还原，其含氧量是由高级氧化物向低级氧化物逐级变化的，其变化为＞570℃时，Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fex→Fe；＜570℃时，Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe。若用煤作还原剂，煤与反应产物CO₂反应形成CO，在回转窑的反应温度1100℃下，矿石(Fe₂O₃)呈固态，保持原形，CO还原Fe₂O₃，反应式为：

CO+CO₂→2CO↑

Fe₂O₃+3CO→Fe+3CO₂↑

2)电炉还原熔炼，分离：

步骤1)焙烧后的产品添加固体还原剂，于1100-1300℃的温度进行还原熔炼，然后通过渣、铁分离，分别得到铁水和钛渣；

3)熔分钛渣磁选：

步骤2)所述钛渣经磁选除杂，得到富钛料；

4)含钒铁水熔炼合金钢：

步骤2)所述铁水在直流电弧炉中添加所需金属氧化物精矿，直接合金化炼成合金钢。

具体实施时，在低温(＜1500K)的固相还原中，主要是矿中铁氧化物的还原，TiO₂的还原量较少。要使固相还原量增加，一是使炉子更为密闭，二是增加矿物与还原剂的紧密接触，三是增加料层厚度。为了降低熔体的温度，炉料配碳少一些(配碳量的75-85％)，进行熔体所生成的初渣具有较低的熔点，这样大部分的FeO便可在较低温度下进行还原，而另一部分碳在造渣阶段加入(配碳量的15-25％)，从而可减少高温熔炼时间。

本工艺要求无烟煤含固定碳大于85％、硫低于0.6％、灰分低于10％、挥发分低于5％。这是一种低挥发分的无烟煤，可不经焦化直接入炉使用。煤中水分需干燥至水分低于1.5％，可在干燥窑中用电炉煤气燃烧加热到250℃干燥。

从工艺、经济和合理性考虑，应选择活性高，导电率低，灰分低，挥发分低，含硫量低和廉价的还原剂。还原剂的活性高可以增加还原速度，减少熔炼时间，降低能耗和提高生产能力。还原剂的电导率低，可改善炉料性能，保证合理的供电制度。还原剂的灰分低，可减少其对产品高钛渣的污染。还原剂的挥发分低，可减少熔炼过程的排气量，有利炉况的稳定。硫是熔炼钛渣的有害杂质，无疑应尽量选择低硫的还原剂。

电炉还原熔炼、分离后的钛渣经磁选，除去脉石，得到TiO₂＞96.4％的富钛料；进一步熔炼成钛合金或金属钛，还可进一步铸造航天航空用钛合金或金属钛制品。

分离后的含钒铁水在直流电弧炉中添加缺的合金元素的氧化精矿，用铁中多余C、Si、Mn、P、S等杂质元素作还原剂或脱氧剂，直接熔炼合金钢。比如W6Mo5Cr4V(钨6钼5铬4钒)，4Cr5MoSiV1(4铬5钼硅钒1)或W6Mo5Cr4V2Al(钨6钼5铬4钒2铝)等等合金钢。

实际上，含钒生铁充当部分铁合金、钢铁与还原剂，减少熔化还原剂热量与时间损失，以及吹氧助熔的金属损失。

熔炼合金钢时，可以采用碱性电弧炉冶炼工艺经过熔化期、氧化期、还原期：

(1)熔化期

当炉门附近的炉料已达到红热程度时或炉温在950℃以上，应及时吹氧助熔去磷。吹氧不宜过早，否则钒、铬等合金元素损失及所生成的氧化铁将积聚在温度尚低的熔池中，待温度上升时会发生急剧的氧化反应，引起爆炸式的大沸腾，导致恶性事故，对于小5t炉子吹氧压力为0.3～0.4MPa。

为了兼顾去磷和脱碳的要求，生产中采用矿氧结合的综合氧化法，即前期采用矿石氧化，以保证去磷，后期吹氧氧化，以保证脱碳。在含钒、铬等铁的原料含磷、碳量高在熔化中期950℃以上至1400℃以下，可采用吹氧氧化磷，当铬的含量略有下降，立即停止吹氧保钒。

当炉料熔化至80％左右，应做好去磷的准备工作，调整好有利去磷的炉渣。

电炉中脱磷的总的趋向是把氧化期的脱磷任务大部分提前到熔化期内进行，使进入氧化期时钢中的磷含量已降到规格范围之内，在氧化初期再进一步将磷氧化到规格含量的一半以下。在操作上通过加入石灰和矿石，不断的流渣或扒渣，加强撑握和控制较低的反应温度，就可以顺利脱磷。

(2)氧化期

在氧化期脱碳期间，去磷的任务也在同时进行，并且去磷的任务应提前在脱碳任务完成之前结束。在处理去磷和脱碳的关系时应遵守以下工艺操作制度：在氧化顺序上，先磷后碳；在温度控制上，先低温后高温；在造渣上先大渣量去磷，后薄渣层脱碳；在供氧上，应先矿后氧。

在氧化操作过程中，当加完第一批或第二批矿石5min后，应取样分析碳、磷、锰等元素，以指导去磷脱碳操作。

熔、氧结合操作，就是把氧化期脱磷的任务提前到熔化期来完成，使熔清时的磷进入规格([P]＜0.030％)含量，这不仅减轻了氧化期的去磷任务，还因及时造渣和吹氧沸腾，保证在熔清后获得一个低氢、低磷和残余元素(Cr、Mn)不高的钢液，使氧化期沸腾去气的过程大大简化。

可以采用喷粉强化去磷，去磷率达50～80％，去磷速度为矿石氧化法的4～6倍，喷粉能较大的缩短氧化时间。

(3)还原期

对不易氧化的合金元素(Co、Ni、Cu、Mo、W等)多数随炉料装入，少量在氧化期或还原期加入。氧化法加W元素时，一般随稀薄渣料加入。对较易氧化的元素，如Mn、Cr(＜2％)一般在还原初期加入。硅铁一般在出钢前5min加入。钒铁(V＜0.3)在出钢前8～15min加入。

本发明将现行的高温冶炼、高碳排放改为低温还原冶炼、低碳排放，将采选铁矿改为采选钛矿。使占攀西总储量60％以上的表外矿、低品位矿得到充分利用。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

实施例1

A、将钒钛铁精矿与无烟煤、粘结剂(膨润土)混合压制成球团，经回转窑800-900度氧化焙烧，得到球团矿。

其中，钒钛铁精矿的的化学成分见表1，无烟煤固定碳大于85％、硫低于0.6％、灰分低于10％、挥发分低于5％。

表1钒钛铁精矿主要化学成分/％

另外，矿中还有共生伴生元素如钛(TiO₂)、铁(TFe)、钒(V₂O₅)、铬(Cr₂O₃)、锰(Mn)、铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、钪(Sc₂O₃)、镓(Ga)、硒(Se)、铂(Pt)、硫(S)、锌(Zn)、砷(As)、碲(Te)、钌(Ru)、铑(Rn)、钯(Pa)、银(Ag)、铌(Nb)、钽(Ta)、铋(Bi)、锇(Os)、铱(Ir)、金(Au)等。

B、将上述焙烧后的金属化球团矿与无烟煤混合，然后投入电弧炉中进行还原熔炼，还原熔炼的温度为1250-1300℃，熔炼后经过渣铁分离得到含钒铁水和钛渣；电炉尾气可作为煤气回收利用。含钒铁水和钛渣的化学成分见表2和表3：

表2熔分钛渣成分组成/％

表3铁水成分/％

C、钛渣磁选：C步骤所得钛渣经磁选，除去脉石，得到TiO₂＞96.4％富钛料(人造金红石)。

将富钛料和经铝热法生产所得Al-V中间合金及钛返回料(经净化处理，碎化及严格检验)作为炉料，＜1650℃温度脱氧熔炼铸成钛合金TC3电极坯。

然后通过惰性气体保护电渣熔铸熔炼得到TC3合金。熔炼时通入的惰性气体经净化，渣料配比为65％CaF₂-30％CaO-5％TiO₂。渣料中CaF₂加入前经净化，渣料重为95kg，钛合金TC3电极坯直接为￠160mm，结晶器直径为￠350mm，电极坯表面刷糊状层以减少熔炼时渣成分或渣量变化。熔炼时加热电压为为62～67伏，电流为5200～5700安，冶炼时间为1∶30’～1∶50’。结晶器冷却水采用循环软水，水量为30～45m³/t，进水温度＜30℃，出水温度40～60℃。

D、含钒铁水，在直流电弧炉中添加所需元素，直接合金化炼成合金钢。

根据现行冶炼技术铁中含C、P均高，只能吹炼通钢(相当于牺牲铁中Ti、Si、Cr、V、Mn元素的炼钢)。以下配料表是在接受矿物直接合金化和生铁直接炼钢的条件下，才能先将生铁配加矿物或部分价值低廉的铁合金(大生产用矿)，在电炉直接冶炼系列合金钢，其技术经济指标远优于高炉、转炉流程；目的是证明各种矿物的适应性。

本发明能利用铁中Cr、V、Mn，而用不了铁中Ti、Si，就是为了降低C、P含量，否则炼不了合金钢。实际上Ti是降低钢的耐磨性及耐腐性的。

本发明采、选、冶钛的合金钢炉料配方只是以现有炉料配方中减去铁水中Cr、V、Mn含量的用量和Fe₂O₃的用量，使其满足Cr6WV的配方即可。如下是Cr6WV(铬6钨钒)吨钢生产炉料用量见表4。当然，也可以采用发明方法直接冶炼W6Mo5Cr4V(钨6钼5铬4钒)，4Cr5MoSiV1(4铬5钼硅钒1)或W6Mo5Cr4V2Al(钨6钼5铬4钒2铝)等等合金钢。

Claims (10)

1.钒钛磁铁矿低温采选冶钛的方法，其特征在于经过以下步骤：

1)低温球团选矿：

将钛铁矿中加入还原剂和粘结剂，压制成球团，于500～1100℃焙烧；

2)电炉还原熔炼，分离：

步骤1)焙烧后的产品添加固体还原剂，于1100-1300℃的温度进行还原熔炼，然后通过渣、铁分离，分别得到铁水和钛渣；

3)熔分钛渣磁选：

步骤2)所述钛渣经磁选除杂，得到富钛料；

4)含钒铁水熔炼合金钢：

步骤2)所述铁水在直流电弧炉中添加所需金属氧化物精矿，直接合金化炼成合金钢。

2.根据权利要求1所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤1)焙烧温度为800-1000℃。

3.根据权利要求1或2所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤2)还原熔炼温度为1250-1300℃。

4.根据权利要求1所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤1)所述还原剂为无烟煤，无烟煤的加入量为钒钛铁精矿的25-40％，优选30％。

5.根据权利要求1所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤2)所述的固体还原剂为无烟煤球或石油焦；所述无烟煤的固定碳大于85％、硫低于0.6％、灰分低于10％、挥发分低于5％。

6.根据权利要求1所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤2)熔炼时无烟煤的用量为焙烧后的球团重量的25-40％，优选30％。

7.根据权利要求6所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤2)熔炼时炉料配料时，加入所需无烟煤的75-85％，另一部分在造渣阶段加入。

8.根据权利要求1所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤3)所得富钛料进一步还原熔炼成钛合金或金属钛；熔炼渣作为冶炼其它稀贵金属的原料。

9.根据权利要求1-8任一项所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：步骤1)所述焙烧是在链式机，回转窑火竖炉中进行。

10.根据权利要求9所述的钛铁矿的低温采选冶钛的方法，其特征在于：所述钛铁矿为独生矿或铁钛共伴生多种稀贵金属铁矿。

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