CN102424876A - 气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺 - Google Patents

气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，包括步骤：a、将钒钛磁铁矿氧化球团原料装入竖炉；b、将温度在900-1100℃、压力在0.35-0.65MPa的还原煤气从竖炉下部通入竖炉与钒钛磁铁矿进行还原反应；c、反应生成的金属化物料经竖炉下部排出。本工艺利用非焦煤制成的煤气作为还原剂还原钒钛磁铁矿，大大降低了传统流程对焦煤的依赖性，实现了冶炼能源多样化；与传统工艺比较,本工艺实现了钒、钛、铁三种金属的综合回收，特别是提高了钛元素的回收利用率，实现了全钒钛磁铁矿入炉冶炼，可使还原产生的海绵铁在后续冶炼过程中炉渣的二氧化钛含量在47%以上，使炉渣可直接作为制取钛白粉的原料，提高了资源利用率，避免了炉渣堆存对环境的污染和对土地资源的占用。

Description

气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺
技术领域
本发明涉及一种炼铁工艺，特别涉及一种针对钒钛磁铁矿的炼铁工艺。
背景技术
攀西地区钒钛磁铁矿储量达100亿吨以上，且富含铁钒钛等多种有用元素，具有极高的综合利用价值。经过40多年的发展，该地区已经形成1000万吨以上的钒钛磁铁精矿生产能力，但钒钛磁铁矿的利用途径至今仍是传统的“高炉—转炉”流程，该流程尽管有技术成熟和巨大生产能力等优点，但至今仍存在固有的不足：一是因其对冶金焦的强烈依赖关系，造成攀西地区虽已探明60多亿吨煤炭资源，却仅有10亿吨焦煤可用于冶金生产，50亿吨非焦煤得不到就近利用。造成一方面大量冶金用煤不得不从外地采购，另一方面攀西非焦煤又不得不运往各地，这不仅造成经济上的大量浪费，并给道路运输造成极大压力；二是该工艺在处理多金属共生矿时综合回收利用能力低。由于钒钛资源特点和由此产生的技术障碍，该工艺仅能回收钒钛磁铁矿中的铁和钒，钛却以二氧化钛形式进入高炉渣，没有回收利用；三是不能实现全钒钛入炉冶炼，因高钛渣过粘，易堵塞高炉，因此尽管高炉技术日趋成熟，但高炉渣中二氧化钛含量仍要求在22%以下,这一不足决定钒钛料入炉比例必须低于60%。按年冶炼1000万吨钒钛磁铁矿计算，每年须配加600万吨左右的普通矿，并产生800万吨左右含二氧化钛22 %左右的高炉渣，此种高炉渣既不能作为再生资源循环利用，也不具备综合回收价值，现目前只能就近堆存，造成土地、环保压力巨大，同时年流失二氧化钛达120万吨。
因此需要对现有技术中的钒钛磁铁矿冶炼工艺进行改进，消除冶炼工艺对冶金焦炭的依赖性，提高对钒钛磁铁矿中钒、钛、铁三种金属的综合回收利用率，实现百分之百的钒钛磁铁矿冶炼，不需再进行钒钛磁铁矿和普通矿的合炉冶炼。
发明内容
本发明的目的是提供一种气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，消除冶炼工艺对冶金焦炭的依赖性，提高对钒钛磁铁矿中钒、钛、铁三种金属的综合回收利用率，实现对单纯钒钛磁铁矿冶炼，不再配入普通矿进行合炉冶炼。
本气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺包括以下步骤：
a、将钒钛磁铁矿原料装入竖炉；
b、将温度在900-1100℃、压力在0.35-0.65MPa的还原煤气从竖炉下部通入竖炉与钒钛磁铁矿进行还原反应；
c、反应生成的金属化物料经竖炉下部排出。
所述还原煤气中，按体积百分比计H2和CO含量≥85%，H2和CO的体积比为5.4～3.1；
所述还原煤气在循环流动中对钒钛磁铁矿进行还原，其循环方式为：还原煤气经还原反应后成为炉顶气，高温炉顶气进入烟道换热器被低温还原气冷却，冷却后的炉顶气一部分经脱水和除尘处理后进入加压站被加压，被加压后的气体经脱出CO2处理后与新还原煤气混合，混合后的气体进入烟道换热器被预热，预热后的混合气体进入加热炉被加热至规定温度后进入竖炉，另一部分冷却后的炉顶气被引入加热炉作为燃料；
所述钒钛磁铁矿原料为氧化球团状。
本发明的有益效果：本发明气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，利用非焦煤制成的煤气作为还原剂还原钒钛磁铁矿，大大降低了传统流程对焦煤的依赖性，实现了冶炼能源多样化；本工艺可提高钒、钛、铁三种金属的回收率，特别是提高了钛元素的回收利用，原因是该技术在冶炼过程中不需要配加普通铁矿石，完全实现全钒钛磁铁矿入炉冶炼，可使还原产生的海绵铁在后续冶炼过程中炉渣的二氧化钛含量在47%以上，使炉渣可直接作为制取钛白粉的原料，避免了炉渣堆存从而造成对环境的污染和对土地资源的占用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1本发明气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺流程图。
具体实施方式
实施例一：本实施例气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，包括以下步骤：
a、将钒钛磁铁矿原料装入竖炉；
b、将温度在1100℃、压力在0.65MPa的还原煤气从竖炉下部通入竖炉与钒钛磁铁矿进行还原反应；
c、反应生成的金属化物料经竖炉下部排出。所述还原煤气中，按体积百分比计H2和CO含量≥85%，H2和CO的体积比为5.4。
本实施例中，所述还原煤气在循环流动中对钒钛磁铁矿进行还原，其循环方式为：还原煤气经还原反应后成为炉顶气，高温炉顶气进入烟道换热器被低温还原气冷却，冷却后的炉顶气一部分经脱水和除尘处理后进入加压站被加压，被加压后的气体经脱出CO2处理后与新还原煤气混合，混合后的气体进入烟道换热器被预热，预热后的混合气体进入加热炉被加热至规定温度后进入竖炉；另一部分冷却后的炉顶气被引入气体加热炉作为燃料。炉顶气中含有大量的H2和CO，对炉顶气进行循环利用可节约大量能源，提高了还原煤气的利用率。
本实施例中，所述钒钛磁铁矿原料为氧化球团状，将原料制成球状，有利于提高还原速度和降低能源消耗。
在实践中采用本工艺冶炼钒钛磁铁矿，全部以钒钛磁铁矿作为冶炼原料，不需加入普通铁矿石，还原产生的金属化物在后续冶炼过程中炉渣的二氧化钛含量在47%以上。
实施例二，本实施例气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺与实施例一的区别为：还原煤气温度为900℃、压力在0.35MPa,还原煤气中H2和CO之比为3.1。
在实践中采用本工艺冶炼钒钛磁铁矿，全部以钒钛磁铁矿作为冶炼原料，不需加入普通铁矿石，还原产生的金属化物在后续冶炼过程中炉渣的二氧化钛含量在47%以上。
实施例三：本实施例气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺与实施例一的区别为：还原煤气温度为1000℃、压力在0.5MPa,还原煤气中H2和CO之比为4.2。
在实践中采用本工艺冶炼钒钛磁铁矿，全部以钒钛磁铁矿作为冶炼原料，不需加入普通铁矿石，还原产生的金属化物在后续冶炼过程中炉渣的二氧化钛含量在47%以上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、将钒钛磁铁矿原料装入竖炉；
b、将温度在900-1100℃、压力在0.35-0.65MPa的还原煤气从竖炉下部通入竖炉与钒钛磁铁矿进行还原反应；
c、反应生成的金属化物料经竖炉下部排出。
2.根据权利要求1所述的气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，其特征在于：所述还原煤气中，按体积百分比计H2和CO含量≥85%，H2和CO的体积比为5.4～3.1。
3.根据权利要求1或2所述的气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，其特征在于：所述还原煤气在循环流动中对钒钛磁铁矿进行还原，其循环方式为：还原煤气经还原反应后成为炉顶气，高温炉顶气进入烟道换热器被低温循环还原气冷却，冷却后的炉顶气一部分经脱水和除尘处理后进入加压站被加压，被加压后的气体经脱出CO2处理后与新还原煤气混合，混合后的气体进入烟道换热器被预热，预热后的混合气体进入加热炉被加热至规定温度后进入竖炉，另一部分冷却后的炉顶气被引入加热炉作为燃料。
4.根据权利要求1所述的气基竖炉直接还原钒钛磁铁矿非高炉炼铁工艺，其特征在于：所述钒钛磁铁矿原料为氧化球团状。
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Assignee: Chongqing Xichang Mining Co., Ltd.

Assignor: Chongqing Iron &. Steel (Group) Corp., Ltd.

Contract record no.: 2017990000055

Denomination of invention: Non-blast-furnace iron making process for directly reducing vanadium titanomagnetite through gas-based shaft furnace

Granted publication date: 20130724

License type: Exclusive License

Record date: 20170216

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