CN105177212A

CN105177212A - 一种含铁物料固态还原方法

Info

Publication number: CN105177212A
Application number: CN201510551721.6A
Authority: CN
Inventors: 王明玉; 周升帆; 王学文; 王兴明; 刘学辉
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种含铁物料固态还原方法，该方法是在含铁物料固态还原过程中以草酸钠作为添加剂；将含铁物料、碳基还原剂和草酸钠混均磨细，然后在惰性气氛下进行还原焙烧，得固态还原产物。本发明采用草酸钠作含铁物料固态还原焙烧添加剂，使钒钛磁铁精矿铁的金属化率超过99％，钛铁矿精矿铁的金属化率超过96％，与现有技术中采用硼砂、碳酸钠、萤石等添加剂相比，铁的金属化率大幅提高，且工艺流程短，生产成本低，环境友好，满足工业生产要求。

Description

一种含铁物料固态还原方法

技术领域

本发明涉及一种含铁物料固态还原方法，属于火法冶金技术领域。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种以铁、钛、钒为主，伴生多种有价元素的多元共生铁矿，主要分布在我国的攀枝花-西昌、承德和马鞍山地区，其中攀西地区钒钛磁铁矿已探明的储量达98.49亿吨，约占全国钒钛磁铁矿总储量的95％，是我国最大的钒钛磁铁矿矿床，具有很高的综合利用价值。目前，钒钛磁铁矿的利用一般都是先采用磁选的方法分选以钛磁铁矿为主要回收对象的钒钛磁铁精矿，然后再采用浮选、重选-电选、强磁选-电选或强磁选(或重选)-浮选等方法从尾矿中回收钛铁矿，得到钛铁矿精矿。目前，钒钛磁铁精矿的处理主要是采用传统的，以回收铁为主的冶炼工艺，即较成熟的烧结-高炉-转炉流程回收铁和钒，但是会产出含TiO₂高达20-22％含钛高炉渣。由于没有有效的回收技术，这些高炉渣中的钛不能得到有效利用，从而造成钛资源的极大浪费。而钛铁矿精矿由于钛的品位低，杂质含量大，只能用作硫酸法钛白的原料，存在流程长，设备产能低，酸耗量高，三废量大等问题。

固态还原是指铁矿石或含铁氧化物在低于熔化温度之下加碳还原成金属铁的冶炼过程，在此条件下钛、钒等的氧化物不能被还原。理论上讲，采用固态还原法处理钒钛磁铁精矿或钛铁矿精矿，然后通过磁选分离或还原锈蚀等，可以实现铁和钛、钒等氧化物的分离，从而达到铁、钒、钛的经济、高效综合利用的目的。固体还原过程铁氧化物的还原效果，是铁和钛、钒等氧化物分离效果的关键。衡量固态还原效果的指标是铁的金属化率。铁的金属化率指的是固态还原产物中金属铁的含量占还原产物中全铁的份数。铁的金属化率越高，铁和钛、钒等氧化物的分离效果就会越好。现有技术中，通常采用在固态还原过程添加如硼砂、碳酸钠、萤石等添加剂，以提高铁金属化率。这些添加剂在一定程度上都能提高铁的金属化率，但是铁的金属化率还是相对比较低，对于钛铁矿精矿固态还原而言，铁的金属化率都无法达到92％；钒钛磁铁精矿固态还原，铁的金属化率都无法达到95％。导致后续分离铁和钛、钒等氧化物的时候，分离效果不好，给铁以及钛、钒等氧化产物的利用都带来很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种工艺流程短，操作简便，生产成本低，环境友好，铁金属化率高的含铁物料固态还原方法。

本发明一种含铁物料固态还原方法，是在含铁物料固态还原过程中以草酸钠作为添加剂。

本发明一种含铁物料固态还原方法，含铁物料固态还原的还原剂为碳基还原剂。

本发明一种含铁物料固态还原方法，含铁物料为钒钛磁铁精矿和/或钛铁矿精矿。

本发明一种含铁物料固态还原方法，是将含铁物料、碳基还原剂和草酸钠混合磨细后，在惰性气氛下进行还原焙烧。

本发明一种含铁物料固态还原方法，含铁物料、碳基还原剂、草酸钠按质量比100：10～25：2～10，混合后磨细至平均粒度小于等于200目。

本发明一种含铁物料固态还原方法，所述的碳基还原剂选自煤粉、石墨粉、焦炭粉、木炭粉中的一种或几种的混合物。

本发明一种含铁物料固态还原方法，惰性气氛选自氩气或氮气气氛。

本发明一种含铁物料固态还原方法，还原焙烧温度为1000～1250℃，焙烧时间为30min～4h。

本发明一种含铁物料固态还原方法，含铁物料为钒钛磁铁精矿时，铁的金属化率≥99％。

本发明一种含铁物料固态还原方法，含铁物料为钛铁矿精矿时，铁的金属化率≥96％。

本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：

本发明采用草酸钠作含铁物料固态还原焙烧添加剂，使钒钛磁铁精矿铁的金属化率超过99％，钛铁矿精矿铁的金属化率超过96％，与现有技术中采用硼砂、碳酸钠、萤石等添加剂相比，铁的金属化率大幅提高，产生了意料不到的技术效果，克服了现有技术长期存在的、无法克服的铁的金属化率较低的缺陷，有效提升后续的金属铁与钛、钒等氧化物的分离效果，为含铁物料的经济、高效、综合利用提供了一种新方法。且整个固态还原过程，工艺流程短，操作简便，生产成本低，环境友好。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明，而不是对本发明保护范围的限定。

本发明实施例中，含铁物料中全铁的分析采用硫磷混酸溶解-三氯化钛-重铬酸钾容量法测定；金属铁的分析采用三氯化铁一重铬酸钾容量法测定。铁的金属化率为还原产物中金属铁的质量分数与还原产物中全铁的质量分数之比。

实施例1

取钒钛磁铁精矿500g(全铁含量56.3％)，加入石墨粉70g，加入草酸钠20g，混合后球磨至200目以下，在氮气保护下于1200℃还原焙烧2h，反应完成后分析还原产物，铁的金属化率为99.3％。

对比例1

取钒钛磁铁精矿500g(全铁含量56.3％)，加入石墨粉70g，加入碳酸钠20g，混合后球磨至200目以下，在氮气保护下于1200℃还原焙烧2h，反应完成后分析还原产物，铁的金属化率为94.8％。

实施例2

取钛铁矿精矿1000g(全铁含量31.6％)，加入煤粉250g，加入草酸钠80g，混合后球磨至200目以下，在氩气保护下于1000℃还原焙烧3h，反应完成后分析还原产物，铁的金属化率为97.1％。

实施例3

取钒钛磁铁精矿1000g(全铁含量53.8％)，加入焦炭粉200g，加入草酸钠30g，混合后球磨至200目以下，在氩气保护下于1150℃还原焙烧3h，反应完成后分析还原产物，铁的金属化率为99.1％。

实施例4

取钛铁矿精矿1000g(全铁含量32.6％)，加入煤粉200g，加入草酸钠60g，混合后球磨至200目以下，在氮气保护下于1200℃还原焙烧2h，反应完成后分析还原产物，铁的金属化率为96.2％。

Claims

1.一种含铁物料固态还原方法，是在含铁物料固态还原过程中以草酸钠作为添加剂。

2.根据权利要求1所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：含铁物料固态还原的还原剂为碳基还原剂。

3.根据权利要求2所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：含铁物料为钒钛磁铁精矿和/或钛铁矿精矿。

4.根据权利要求3所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：将含铁物料、碳基还原剂和草酸钠混合磨细后，在惰性气氛下进行还原焙烧。

5.根据权利要求4所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：含铁物料、碳基还原剂、草酸钠按质量比100：10～25：2～10，混合后磨细至平均粒度小于等于200目。

6.根据权利要求4所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：所述的碳基还原剂选自煤粉、石墨粉、焦炭粉、木炭粉中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求4所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：惰性气氛选自氩气或氮气气氛。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：还原焙烧温度为1000～1250℃，焙烧时间为30min～4h。

9.根据权利要求8所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：含铁物料为钒钛磁铁精矿时，铁的金属化率≥99％。

10.根据权利要求8所述的一种含铁物料固态还原方法，其特征在于：含铁物料为钛铁矿精矿时，铁的金属化率≥96％。