CN106906353A - 处理钒钛矿的方法和系统 - Google Patents

处理钒钛矿的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106906353A
CN106906353A CN201710191605.7A CN201710191605A CN106906353A CN 106906353 A CN106906353 A CN 106906353A CN 201710191605 A CN201710191605 A CN 201710191605A CN 106906353 A CN106906353 A CN 106906353A
Authority
CN
China
Prior art keywords
schreyerite
treatment
magnetizing roast
oxidizing roasting
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710191605.7A
Other languages
English (en)
Inventor
吴道洪
邓君
薛逊
李志远
曹志成
冯鲁兴
唐敬坤
韩志彪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd filed Critical Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Priority to CN201710191605.7A priority Critical patent/CN106906353A/zh
Publication of CN106906353A publication Critical patent/CN106906353A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C22B1/10—Roasting processes in fluidised form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
    • C22B34/22—Obtaining vanadium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了处理钒钛矿的方法和系统，其中，方法包括：将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉；将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内并在富氧环境下进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物；将氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内并在富氢环境下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物；以及将磁化焙烧产物进行磨矿‑磁选处理，以便得到钛渣和精矿。通过采用本发明的处理钒钛矿的方法，可以有效提高钒钛矿的资源利用率，降低生产成本及能耗，并得到高品质精矿和钛渣。

Description

处理钒钛矿的方法和系统
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及处理钒钛矿的方法和系统。
背景技术
矿石分选是钒钛矿资源开发利用过程中的重要组成部分，其主要目的是将矿石中的有价矿物富集成适于高炉冶炼的精矿(人造富矿)，同时回收各种金属产品。然而，传统高炉流程以及国外非高炉流程冶炼钒钛精矿，只回收了铁和钒，钛进入高炉渣，由于钛品位太低暂无经济合理的回收价值，造成钛资源的大量流失。以攀钢为例，每年开采钒钛磁铁矿约1150万吨，其中含TiO2约120万吨，开采出的钛资源中，约52％(近70万吨TiO2)伴随铁矿进入高炉中，生成结构致密难以回收利用的钙钛矿(含23％TiO2)型高炉渣固废被抛弃。攀钢高炉投产至今，年产钙钛型高炉渣300多万吨固废(已堆积了上亿吨)，造成钛资源大量流失，冶炼加工的能耗、物耗、成本都很高，同时，难以满足高效低碳绿色生产的要求。因此，如何提高钒钛矿中有用成分的回收率，实现钒钛矿资源经济效益最大化是目前亟待解决的难题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了处理钒钛矿的方法和系统，利用该方法和系统可以有效提高资源利用率，降低生产成本及能耗，尤其能够显著克服现有技术中精矿品位低，钛资源浪费大等技术困难，最终获得高品质精矿和钛渣，实现钒钛矿的绿色低碳化处理。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理钒钛矿的方法，包括：将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉；将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内并在富氧环境下进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物；将氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内并在富氢环境下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物；以及将磁化焙烧产物进行磨矿-磁选处理，以便得到钛渣和精矿。由此，采用该方法可以得到高品质的精矿和钛渣，并有效提高钒钛矿的资源利用率，降低生产成本及能耗。
根据本发明上述实施例的处理钒钛矿的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，富氧环境通过向氧化焙烧流化床内鼓入富氧率为3-10％的高温富氧空气实现。由此，可以显著提高氧化焙烧处理的效率。
在本发明的一些实施例中，氧化焙烧处理是在900-1100℃下进行18-35min完成的。由此，可以将钒钛矿粉中的铁全部氧化为三价铁，显著提高氧化焙烧的效率。
在本发明的一些实施例中，富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1。由此可以进一步提高磁化焙烧处理效率。
在本发明的一些实施例中，磁化焙烧处理是在750-900℃下进行30-60min完成的。由此，可以使磁化焙烧产物中的Fe2O3被有效地还原为具有磁性的Fe3O4，进而提高精矿产率和品位。
在本发明的一些实施例中，磁化焙烧处理的气固比为10-30L：100g。由此，可以进一步提高磁化焙烧处理的效率。
根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种用于实施上述处理钒钛矿的方法的系统，包括：磨矿装置、氧化焙烧流化床、磁化焙烧流化床和磨矿-磁选装置。其中，磨矿装置具有钒钛矿入口和钒钛矿粉出口；氧化焙烧流化床具有钒钛矿粉入口、富氧空气入口和氧化焙烧产物出口，钒钛矿粉入口与钒钛矿粉出口相连；磁化焙烧流化床具有氧化焙烧产物入口、富氢混合气体入口和磁化焙烧产物出口，氧化焙烧产物入口与氧化焙烧产物出口相连；磨矿-磁选装置具有磁化焙烧产物入口、钛渣出口和精矿出口，磁化焙烧产物入口与磁化焙烧产物出口相连。由此，通过采用该处理钒钛矿的系统可以进一步提高处理钒钛矿的效率，获得高品质精矿和钛渣，并有效提高钒钛矿的资源利用率。
根据本发明上述实施例的处理钒钛矿的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，上述实施例的处理钒钛矿的系统进一步包括：磁选装置，磁选装置设置在磨矿装置与氧化焙烧流化床之间，磁选装置适于对钒钛矿粉进行粗选处理。由此，可以降低后续氧化焙烧和磁化焙烧能耗。
在本发明的一些实施例中，上述实施例的处理钒钛矿的系统进一步包括：预热流化床，预热流化床设置在磁选装置与氧化焙烧流化床之间，预热流化床适于对经过粗选处理后的钒钛矿粉进行预热处理。由此，可以进一步降低氧化焙烧处理能耗，提高生产效率。
在本发明的一些实施例中，磨矿-磁选装置包括：第一磨矿装置、第一磁选装置、第二磨矿装置和第二磁选装置。其中，第一磨矿装置与磁化焙烧流化床的磁化焙烧产物出口相连；第一磁选装置与第一磨矿装置相连；第二磨矿装置与第一磁选装置相连；第二磁选装置与第二磨矿装置相连。由此，可以进一步提高精矿和钛渣的品质和钒钛矿的资源利用率。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理钒钛矿的方法的流程示意图。
图2是根据本发明一个实施例的处理钒钛矿的系统的结构示意图。
图3是根据本发明又一个实施例的处理钒钛矿的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理钒钛矿的方法，包括：将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉；将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内并在富氧环境下进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物；将氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内并在富氢环境下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物；以及将磁化焙烧产物进行磨矿-磁选处理，以便得到钛渣和精矿。
由此本发明实施例的处理钒钛矿的方法将钒钛矿进行细磨后依次经过氧化焙烧处理和磁化焙烧处理，最后通过磨矿-磁选处理分离得到钛渣和精矿。该方法能够有效提高钒钛矿的资源利用率，尤其可以显著提高钛的回收率，并且得到高品质精矿和钛渣。
下面参考图1对本发明上述实施例的处理钒钛矿的方法进行详细描述。
S100：细磨处理
根据本发明的实施例，首先将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉。
根据本发明的具体实施例，细磨处理后得到的钒钛矿粉中粒度小于75μm的矿粉不低于40重量％。发明人发现，通过对钒钛矿进行细磨处理，可以显著增加钒钛矿颗粒的比表面积，进而有效提高后续氧化焙烧处理过程中钒钛矿与氧气的接触面积，提高Fe2O3的产率。
根据本发明的具体实施例，对钒钛矿进行细磨后还可以进一步包括粗选处理，例如，根据本发明的具体示例，可以将细磨后得到的钒钛矿粉送入磁选机中在2000Oe的磁场强度下进行磁选处理。发明人发现，通过磁选处理可以将钒钛矿中的大部分脉石与铁分离开，进而提高终产品精矿中铁的品位，为炼铁生产提供优质原料。由此，可以进一步提高生产效率，降低后续处理能耗。
S200：氧化焙烧处理
根据本发明的实施例，将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物。
根据本发明的具体实施例，富氧环境可以通过向氧化焙烧流化床内鼓入富氧空气来实现。根据本发明的具体实施例，向氧化焙烧流化床内鼓入富氧空气的富氧率并不受特别限制，例如，根据本发明的具体示例，可以向氧化焙烧流化床内鼓入富氧率为3-10％的高温富氧空气。发明人发现，当进行氧化焙烧处理时，通入高温富氧空气可以提高氧化焙烧流化床中氧气的含量，进而增加钒钛矿粉与氧气的接触面积，促进钒钛矿粉中浮士体氧化成三价铁，改变晶型结构，进而提高后续工序的可磨性、可选性，提高精矿产率和品位。
根据本发明的具体实施例，氧化焙烧处理是在900-1100℃下进行18-35min完成的。发明人发现，在该氧化焙烧处理条件下，能够将钒钛矿粉中的铁全部氧化为三价铁，同时还可以有效破坏钒钛矿中铝镁尖晶石与钛铁矿形成的含钛含铁黑钛石和含镁黑钛石矿的相结构，进而有效提高后续钛的回收率。由此，本发明通过控制氧化焙烧处理时的温度和时间，可以显著提高氧化铁转化率和钛回收率。
根据本发明的具体实施例，在对钒钛矿粉进行氧化焙烧处理前，可以预先对钒钛矿粉进行干燥处理，使钒钛矿粉的含水率不高于4重量％。由此，可以避免钒钛矿粉发生结块，确保钒钛矿粉在氧化焙烧流化床中具有较好的流动性，进而提高氧化焙烧反应的速率和效率。
根据本发明的具体实施例，可以在进行氧化焙烧处理之前对钒钛矿粉进行预热处理，发明人发现，在进行氧化焙烧处理之前对钒钛矿粉进行预热，可以有效缩短氧化焙烧处理的时间。由此，本发明通过对钒钛矿粉进行预热处理可以进一步提高氧化焙烧处理效率。
S300：磁化焙烧处理
根据本发明的实施例，将煤粉和氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物。
根据本发明的具体实施例，上述磁化焙烧处理是将氧化焙烧产物在磁化焙烧流化床中的富氢环境中进行磁化焙烧完成的，具体地，富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1。发明人发现，当富氢环境中氢气与氮气的体积比过高时，即氢气的加入量过多时，则造成氢燃料浪费，并将过量的三价铁还原成二价铁，二价铁氧化物不具有磁性，将导致产物铁回收率低，精矿品位低；当富氢环境中氢气与氮气的体积比过低时，即氢气的加入量过少时，则三价铁还原量不足，铁以磁性铁氧化物存在的量降低，磁选后，磁选铁回收率低，铁资源浪费，磁选精矿品位低，难以成为炼铁优质原料，为下步工序生产增加能源消耗和生产成本。因此，通过控制富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1，可以使磁化焙烧产物中三价铁部分还原浮士体，并且产物中铁氧化物都以具有磁性的“Fe3O4”形式存在，进而可以显著提高后续磨矿-磁选处理得到的精矿的产率和品位。
根据本发明的具体实施例，上述磁化焙烧处理可以在750-900℃下进行30-60min完成。发明人发现，在该磁化焙烧处理条件下，可以使磁化焙烧产物中的Fe2O3被有效地还原为具有磁性的Fe3O4，进而可以显著提高后续磨矿-磁选处理得到的精矿的产率和品位。由此，本发明通过控制上述磁化焙烧处理在750-900℃下进行30-60min，可以有效提高磁化焙烧的效率，同时提高精矿的产率和品位。
根据本发明的具体实施例，磁化焙烧处理的气固比为10-30L：100g。发明人发现，通过控制磁化焙烧处理的气固比，可以有效控制磁化焙烧处理时氧化焙烧产物在磁化焙烧流化床中的流动性，同时还可以避免氢气与铁氧化物反应过程中产生的热量引起物料局部过热而粘结或堵塞引发炉况不顺及过还原导致磁性降低的问题。由此，本发明中通过控制磁化焙烧处理的气固比，可以进一步提高磁化焙烧处理的效率。
另外，根据本发明的具体实施例，经磁化焙烧处理后得到的磁化焙烧产物在经过磁化焙烧流化床的冷却段时，可以被预先冷却至400℃后再出炉进行空冷。发明人发现，预先被冷却至400℃可以使得焙烧产物中的α-Fe2O3转变为具有强磁性的γ-Fe2O3，由此可以进一步提高精矿的产率。
S400：磨矿-磁选处理
根据本发明的实施例，最后将磁化焙烧产物进行磨矿-磁选处理，以便得到钛渣和精矿。
根据本发明的具体实施例，磨矿-磁选处理的过程并不受特别限制，例如，根据本发明的具体示例，磨矿-磁选处理可以进一步包括一段磨矿-磁选处理和二段磨矿-磁选处理，具体地，一段磨矿-磁选处理可以为对磁化焙烧产物进行一段磨矿处理并在800-1200Oe的磁场强度下进行一段磁选处理，以便得到中矿和尾矿，其中，尾矿可以再次进行一段磨矿-磁选处理，经过一段磨矿处理后的磁化焙烧产物中粒度小于75μm的颗粒不低于80重量％；二段磨矿-磁选处理可以为对一段磨矿-磁选处理所得到的中矿进行二段磨矿处理，并在400-650Oe的磁场强度下进行二段磁选处理，以便得到精矿和钛渣，其中，经过二段磨矿处理后的精矿中粒径小于45μm的颗粒不低于90重量％。发明人发现，对磁化焙烧产物进行两段磨矿-磁选处理，可以进一步提高精矿和钛渣的品位。由此，本发明通过进行一段磨矿-磁选处理和二段磨矿-磁选处理，可以进一步提高精矿和钛渣的品质和钒钛矿的资源利用率。
根据本发明上述实施例的处理钒钛矿的方法，将原矿破碎细磨后得到的钒钛矿粉进行氧化焙烧、磁化焙烧和磨矿-磁选处理，可以获得高品质精矿和钛渣，使最终获得的精矿中TFe含量不少于60重量％，钛渣中TiO2含量不少于60重量％，其中，高品位精矿既可作绿色低碳高效清洁的气基直接还原生产原料又可作为高炉冶炼的优质原料，钛渣则可作为生产富钛料的优质原料。由此，通过采用本发明实施例的处理钒钛矿的方法可以显著提高钒钛矿的资源利用率，降低生产成本及能耗。
根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种用于实施上述处理钒钛矿的方法的系统。如图2所示，根据本发明实施例的处理钒钛矿的系统包括：磨矿装置100、氧化焙烧流化床200、磁化焙烧流化床300和磨矿-磁选装置400。
其中，磨矿装置100具有钒钛矿入口110和钒钛矿粉出口120；氧化焙烧流化床200具有钒钛矿粉入口210、富氧空气入口220和氧化焙烧产物出口230，钒钛矿粉入口210与钒钛矿粉出口120相连；磁化焙烧流化床300具有氧化焙烧产物入口310、富氢混合气体入口320和磁化焙烧产物出口330，氧化焙烧产物入口310与氧化焙烧产物出口230相连；磨矿-磁选装置400具有磁化焙烧产物入口410、钛渣出口420和精矿出口430，磁化焙烧产物入口410与磁化焙烧产物出口330相连。
该系统首先通过磨矿装置100对钒钛矿进行细磨处理，得到钒钛矿粉，接着在氧化焙烧流化床200中的富氧环境下对钒钛矿粉进行氧化焙烧处理，得到氧化焙烧产物，然后采用磁化焙烧流化床300在富氢环境下对氧化焙烧产物进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物，最后利用磨矿-磁选装置400对磁化焙烧产物进行磨矿和磁选处理，最终得到精矿和钛渣。由此，通过采用本发明实施例的处理钒钛矿的系统，可以进一步提高处理钒钛矿的效率，获得高品质精矿和钛渣，进而提高钒钛矿的资源利用率。
下面参考图2-3对根据本发明上述实施例的处理钒钛矿的系统进行详细描述。
磨矿装置100
首先，通过磨矿装置100对钒钛矿进行细磨处理，得到钒钛矿粉。
根据本发明的具体实施例，经磨矿装置100细磨处理后得到的钒钛矿粉中粒度小于75μm的矿粉不低于40重量％。发明人发现，通过对钒钛矿进行细磨处理，可以显著增加钒钛矿颗粒的比表面积，进而有效提高后续氧化焙烧处理过程中钒钛矿与氧气的接触面积，提高Fe2O3的产率。
氧化焙烧流化床200
根据本发明的实施例，将钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床200内进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物。
根据本发明的具体实施例，氧化焙烧流化床200内进行氧化焙烧处理可以在900-1100℃下进行30-50min完成。发明人发现，控制氧化焙烧流化床200内进行的氧化焙烧处理在上述条件下进行，能够使得钒钛矿粉中的铁全部氧化为三价铁，同时还可以有效破坏钒钛矿中铝镁尖晶石与钛铁矿形成的含钛含铁黑钛石和含镁黑钛石矿的相结构，进而有效提高后续钛的回收率。由此，本发明通过控制氧化焙烧处理时的温度和时间，可以显著提高氧化铁转化率和钛回收率。
根据本发明的具体实施例，在将钒钛矿粉送入氧化焙烧流化床200内进行氧化焙烧处理前，可以预先对钒钛矿粉进行干燥处理，使钒钛矿粉的含水率不高于4重量％。由此，可以避免钒钛矿粉发生结块，确保钒钛矿粉在氧化焙烧流化床200中具有较好的流动性，进而提高氧化焙烧反应的速率和效率。
磁化焙烧流化床300
根据本发明的实施例，将煤粉和氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床300内进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物。
根据本发明的具体实施例，上述磁化焙烧处理是将氧化焙烧产物在磁化焙烧流化床300中的富氢环境中进行磁化焙烧完成的，具体地，富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1。发明人发现，当富氢环境中氢气与氮气的体积比过高时，即氢气的加入量过多时，则造成氢燃料浪费，并将过量的三价铁还原成二价铁，二价铁氧化物不具有磁性，将导致产物铁回收率低，精矿品位低；当富氢环境中氢气与氮气的体积比过低时，即氢气的加入量过少时，则三价铁还原量不足，铁以磁性铁氧化物存在的量降低，磁选后，磁选铁回收率低，铁资源浪费，磁选精矿品位低，难以成为炼铁优质原料，为下步工序生产增加能源消耗和生产成本。通过控制富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1，可以使磁化焙烧产物中三价铁部分还原浮士体，并且产物中铁氧化物都以具有磁性的“Fe3O4”形式存在，进而可以显著提高后续磨矿-磁选处理得到的精矿的产率和品位。
根据本发明的具体实施例，上述磁化焙烧处理可以在750-900℃下进行30-60min完成。发明人发现，在该磁化焙烧处理条件下，可以使磁化焙烧产物中的Fe2O3被有效地还原为具有磁性的Fe3O4，进而可以显著提高后续磨矿-磁选处理得到的精矿的产率和品位。由此，本发明通过控制上述磁化焙烧处理在750-900℃下进行30-60min，可以有效提高磁化焙烧的效率，同时提高精矿的产率和品位。
根据本发明的具体实施例，磁化焙烧处理的气固比为10-30L：100g。发明人发现，通过控制磁化焙烧处理的气固比，可以有效控制磁化焙烧处理时氧化焙烧产物在磁化焙烧流化床300中的流动性，同时还可以避免氢气与铁氧化物反应过程中产生的热量引起物料局部过热而粘结或堵塞引发炉况不顺过还原导致磁性降低的问题。由此，本发明中通过控制磁化焙烧处理的气固比，可以进一步提高磁化焙烧处理的效率。
另外，根据本发明的具体实施例，经磁化焙烧处理后得到的磁化焙烧产物在经过磁化焙烧流化床300的冷却段时，可以被预先冷却至400℃后再出炉进行空冷。发明人发现，预先被冷却至400℃可以使得焙烧产物中的α-Fe2O3转变为具有强磁性的γ-Fe2O3，由此可以进一步提高精矿的产率。
磨矿-磁选装置400
根据本发明的具体实施例，磨矿-磁选装置400可以进一步包括第一磨矿装置、第一磁选装置、第二磨矿装置和第二磁选装置。其中，第一磨矿装置与磁化焙烧流化床300的磁化焙烧产物出口330相连；第一磁选装置与第一磨矿装置相连；第二磨矿装置与第一磁选装置相连；第二磁选装置与第二磨矿装置相连。
根据本发明的具体实施例，由此在第一磨矿装置和第一磁选装置内进行一段磨矿-磁选处理，在第二磨矿装置和第二磁选装置内进行二段磨矿-磁选处理。具体地，一段磨矿-磁选处理包括：将磁化焙烧产物在第一磨矿装置内进行一段磨矿处理；以及在第一磁选装置内控制800-1200Oe的磁场强度下进行一段磁选处理，并得到中矿和尾矿，其中，尾矿可以再次进行一段磨矿-磁选处理，经过一段磨矿处理后的磁化焙烧产物中粒度小于75μm的颗粒不低于80重量％；二段磨矿-磁选处理包括：对一段磨矿-磁选处理所得到的中矿在第二磨矿装置内进行二段磨矿处理；以及在第二磁选装置内控制400-600Oe的磁场强度下进行二段磁选处理，并得到精矿和钛渣，其中，经过二段磨矿处理后的精矿中粒径小于45μm的颗粒不低于90重量％。发明人发现，对磁化焙烧产物进行两段磨矿-磁选处理，可以进一步提高精矿和钛渣的品位。
本发明通过采用两段磨矿-磁选装置，对磁化焙烧产物进行一段磨矿-磁选处理后得到中矿和尾矿，并对中矿进行二段磨矿-磁选处理，来进一步提高精矿和钛渣的品质和钒钛矿的资源利用率，由此，提高精矿和钛渣品质，使最终获得的精矿中TFe含量不少于60重量％，钛渣中TiO2含量不少于60重量％。
磁选装置500
根据本发明的具体实施例，如图3所示，处理钒钛矿的系统还可以进一步包括：磁选装置500，磁选装置500设置在磨矿装置100与氧化焙烧流化床200之间，磁选装置500适于对钒钛矿粉进行粗选处理。由此，本发明在进行氧化焙烧处理之前，通过采用磁选装置500对钒钛矿粉进行磁选处理。例如，根据本发明的具体示例，可以将细磨后得到的钒钛矿粉送入磁选机中在2000Oe的磁场强度下进行磁选处理。发明人发现，通过磁选处理可以将钒钛矿中的大部分脉石与铁分离开，进而提高终产品精矿中铁的品位，为炼铁生产提供优质原料。由此，可以进一步提高生产效率，降低后续处理能耗。
预热流化床600
根据本发明的具体实施例，如图3所示，处理钒钛矿的系统还可以进一步包括预热流化床600，预热流化床600设置在磁选装置500与氧化焙烧流化床200之间，预热流化床600适于对经过粗选处理后的钒钛矿粉进行预热处理。本发明中通过设置预热流化床600对进行氧化焙烧处理之前的钒钛矿粉进行预热处理。发明人发现，在进行氧化焙烧处理之前对钒钛矿粉进行预热，可以有效缩短氧化焙烧处理的时间。由此，本发明通过对钒钛矿粉进行预热处理可以进一步提高氧化焙烧处理效率。
根据本发明上述实施例的处理钒钛矿的系统，将原矿破碎细磨后得到的钒钛矿粉进行氧化焙烧、磁化焙烧和磨矿-磁选处理，可以获得高品质精矿和钛渣，使最终获得的精矿中TFe含量不少于60重量％，钛渣中TiO2含量不少于60重量％。其中，高品位精矿既可作绿色低碳高效清洁的气基直接还原生产原料又可作为高炉冶炼的优质原料，钛渣则可作为生产富钛料的优质原料。由此，通过采用本发明实施例的处理钒钛矿的系统可以显著提高钒钛矿的资源利用率，降低生产成本及能耗。
实施例1：
将原矿破碎细磨至粒度小于75μm的颗粒占50重量％左右的钒钛矿粉送入磁选机进行粗选，钒钛矿、粗选后的钒钛矿的主要成分分别见表1和表2。粗选时的磁场强度2200Oe，将粗选后的钒钛矿通过皮带运输至矿场，晾干水分至4％下待用，将粗选晾干后的钒钛矿粉通过皮带运输至流化床料仓，炉料从流化床中部通过螺旋给料机加料加至预热流化床，将钒钛矿粉预热至400℃送入氧化焙烧流化床，同时通入高温富氧空气，富氧率为3％，高温富氧空气温度为1100℃，将钒钛矿中铁氧化为三价铁，破坏钒钛矿磁铁矿、及含铁黑钛石及含镁黑钛石矿相结构，焙烧时间25min，将氧化焙烧产物从磁化焙烧流化床中部经螺旋给料机加入，将加热到约750℃的H2和N2的混合气体从流化床底部供给，还原铁矿石中部分三价铁为浮士体，使铁氧化物都以具有磁性的“Fe3O4”形式存在；混合气体加入量为21L/100g矿，混合气体成分中H2占50体积％，N2占50体积％。磁化时间48min，出料温度400℃，使焙烧后的α-Fe2O3转变为具有强磁性的γ-Fe2O3，将冷却后的磁化焙烧产物进行二段磨矿二段磁选，一段磨矿至产物中小于75μm的颗粒占80重量％以上，一段磁选处理磁场强度1200Oe，将一段磁选处理后获得的中矿进行二段磨矿至产物中小于45μm的颗粒占90重量％以上，进行磁选，二段磁选处理的磁场强度为600Oe。
一段磨选磁性物、二段磁选产物精矿和二段磁选产物钛精矿的主要成分及含量见表3、表4和表5。从原矿到产品精矿、钛渣，精矿的回收率61.32％，钛渣的回收率71％。
表1钒钛矿主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 30.8 9.52 33.06 0.51 14.66 23.47 10.35 4.11 4.01
表2粗选后的钒钛矿主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 49.8 13.00 56.79 0.52 15.11 6.76 2.54 2.96 2.25
表3一段磨选磁性物主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 56.12 23.09 54.52 0.65 15.77 3.22 0.89 0.85 1.17
表4二段磁选磁性物(精矿)主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 63.27 26.81 60.60 0.676 4.45 3.67 1.00 0.86 1.02
表5二段磁选非磁性(钛渣)主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 23.45 9.81 22.60 0.532 61.09 1.35 0.93 0.83 1.81
实施例2：
将原矿破碎细磨至粒度小于75μm的颗粒占50重量％左右的钒钛矿粉送入磁选机进行粗选，钒钛矿、粗选后的钒钛矿的主要成分分别见表1和表2。粗选时的磁场强度2200Oe，将粗选后的钒钛矿通过皮带运输至矿场，晾干水分至4％下待用，将粗选晾干后的钒钛矿粉通过皮带运输至流化床料仓，炉料从流化床中部通过螺旋给料机加料加至预热流化床，将钒钛矿粉预热至400℃送入氧化焙烧流化床，同时通入高温富氧空气，富氧率为10％，高温富氧空气温度为1100℃，将钒钛矿中铁氧化为三价铁，破坏钒钛矿磁铁矿、及含铁黑钛石及含镁黑钛石矿相结构，焙烧时间18min，将氧化焙烧产物从磁化焙烧流化床中部经螺旋给料机加入，将加热到约900℃的H2和N2的混合气体从流化床底部供给，还原铁矿石中部分三价铁为浮士体，使铁氧化物都以具有磁性的“Fe3O4”形式存在；混合气体加入量为15L/100g矿，混合气体成分中H2占80体积％，N2占20体积％。磁化时间30min，出料温度400℃，使焙烧后的α-Fe2O3转变为具有强磁性的γ-Fe2O3，将冷却后的磁化焙烧产物进行二段磨矿二段磁选，一段磨矿至产物中小于75μm的颗粒占80重量％以上，一段磁选处理磁场强度1200Oe，将一段磁选处理后获得的中矿进行二段磨矿至产物中小于45μm的颗粒占90重量％以上，进行磁选，二段磁选处理的磁场强度为450Oe。
一段磨选磁性物、二段磁选产物精矿和二段磁选产物钛精矿的主要成分及含量见表6、表7和表8。从原矿到产品精矿、钛渣，精矿的回收率56.66％，钛渣的回收率79％。
表6一段磨选磁性物主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 53.86 22.05 52.44 0.58 15.98 5.44 1.07 1.01 1.23
表7二段磁选磁性物(精矿)主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 64.59 27.49 61.73 0.61 3.45 2.77 1.05 0.93 1.37
表8二段磁选非磁性(钛渣)主要成分及含量/重量％
成分 TFe FeO CaO MgO
含量 12.12 5.68 11.00 0.466 63.65 15.64 1.15 1.32 0.698
由此，通过采用本发明的上述两个实施例，可以使最终获得的精矿中TFe含量不少于60重量％，钛渣中TiO2含量不少于60重量％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种处理钒钛矿的方法，其特征在于，包括：
将钒钛矿进行细磨处理，以便得到钒钛矿粉；
将所述钒钛矿粉供给至氧化焙烧流化床内并在富氧环境下进行氧化焙烧处理，以便得到氧化焙烧产物；
将所述氧化焙烧产物混合后供给至磁化焙烧流化床内并在富氢环境下进行磁化焙烧处理，以便得到磁化焙烧产物；以及
将所述磁化焙烧产物进行磨矿-磁选处理，以便得到钛渣和精矿。
2.根据权利要求1所述的钒钛矿磁选的方法，其特征在于，所述富氧环境通过向所述氧化焙烧流化床内鼓入富氧率为3-10％的高温富氧空气实现。
3.根据权利要求1所述的处理钒钛矿的方法，其特征在于，所述氧化焙烧处理是在900-1100℃下进行18-35min完成的。
4.根据权利要求1所述的处理钒钛矿的方法，其特征在于，所述富氢环境中氢气与氮气的体积比为(1-4)：1。
5.根据权利要求1所述的处理钒钛矿的方法，其特征在于，所述磁化焙烧处理是在750-900℃下进行30-60min完成的。
6.根据权利要求1所述的钒钛矿磁选的方法，其特征在于，所述磁化焙烧处理的气固比为10-30L：100g。
7.一种实施权利要求1-6任一项所述的处理钒钛矿的方法的系统，其特征在于，包括：
磨矿装置，所述磨矿装置具有钒钛矿入口和钒钛矿粉出口；
氧化焙烧流化床，所述氧化焙烧流化床具有钒钛矿粉入口、富氧空气入口和氧化焙烧产物出口，所述钒钛矿粉入口与所述钒钛矿粉出口相连；
磁化焙烧流化床，所述磁化焙烧流化床具有氧化焙烧产物入口、富氢混合气体入口和磁化焙烧产物出口，所述氧化焙烧产物入口与所述氧化焙烧产物出口相连；
磨矿-磁选装置，所述磨矿-磁选装置具有磁化焙烧产物入口、钛渣出口和精矿出口，所述磁化焙烧产物入口与所述磁化焙烧产物出口相连。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括：
磁选装置，所述磁选装置设置在所述磨矿装置与所述氧化焙烧流化床之间，所述磁选装置适于对所述钒钛矿粉进行粗选处理。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：
预热流化床，所述预热流化床设置在所述磁选装置与所述氧化焙烧流化床之间，所述预热流化床适于对经过所述粗选处理后的钒钛矿粉进行预热处理。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述磨矿-磁选装置包括：
第一磨矿装置，所述第一磨矿装置与所述磁化焙烧流化床的磁化焙烧产物出口相连；
第一磁选装置，所述第一磁选装置与所述第一磨矿装置相连；
第二磨矿装置，所述第二磨矿装置与所述第一磁选装置相连；以及
第二磁选装置，所述第二磁选装置与所述第二磨矿装置相连。
CN201710191605.7A 2017-03-28 2017-03-28 处理钒钛矿的方法和系统 Pending CN106906353A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710191605.7A CN106906353A (zh) 2017-03-28 2017-03-28 处理钒钛矿的方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710191605.7A CN106906353A (zh) 2017-03-28 2017-03-28 处理钒钛矿的方法和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106906353A true CN106906353A (zh) 2017-06-30

Family

ID=59194166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710191605.7A Pending CN106906353A (zh) 2017-03-28 2017-03-28 处理钒钛矿的方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106906353A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107217134A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 长沙紫宸科技开发有限公司 高铁废渣活化分离利用的装备
CN111944991A (zh) * 2020-08-31 2020-11-17 重庆优钛实业有限公司 一种钛铁矿处理方法
CN114609000A (zh) * 2022-05-11 2022-06-10 矿冶科技集团有限公司 降低磁黄铁矿磁性有效性的判断方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101713007A (zh) * 2009-10-12 2010-05-26 北京科技大学 一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法
CN102586586A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 中南大学 一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法
CN102676796A (zh) * 2012-05-23 2012-09-19 北京矿冶研究总院 一种钒钛磁铁矿的处理方法
CN106065435A (zh) * 2016-07-18 2016-11-02 江苏省冶金设计院有限公司 一种处理钒渣的方法与系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101713007A (zh) * 2009-10-12 2010-05-26 北京科技大学 一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法
CN102586586A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 中南大学 一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法
CN102676796A (zh) * 2012-05-23 2012-09-19 北京矿冶研究总院 一种钒钛磁铁矿的处理方法
CN106065435A (zh) * 2016-07-18 2016-11-02 江苏省冶金设计院有限公司 一种处理钒渣的方法与系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107217134A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 长沙紫宸科技开发有限公司 高铁废渣活化分离利用的装备
CN107217134B (zh) * 2017-07-17 2018-09-11 长沙紫宸科技开发有限公司 高铁废渣活化分离利用的装备
CN111944991A (zh) * 2020-08-31 2020-11-17 重庆优钛实业有限公司 一种钛铁矿处理方法
CN111944991B (zh) * 2020-08-31 2022-07-08 重庆优钛实业有限公司 一种钛铁矿处理方法
CN114609000A (zh) * 2022-05-11 2022-06-10 矿冶科技集团有限公司 降低磁黄铁矿磁性有效性的判断方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100210694B1 (ko) 용융선철 및 용융강 예비생성물을 생산하기 위한 방법 및 장치
US10100379B2 (en) System and method for fluidized direct reduction of iron ore concentrate powder
US2287663A (en) Metal production
WO2020211689A1 (zh) 短流程处理铁基多金属矿料的熔炼方法及熔炼装置
WO2022073324A1 (zh) 铁基矿物的熔炼方法及熔炼装置
CN106893856A (zh) 处理钒钛矿的方法和系统
CN102728457B (zh) 一种硅质含镍氧化铁矿石生产镍铁精矿的方法
CN108504855A (zh) 一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法
CN111057839B (zh) 一种菱铁矿流态化氧化还原磁化焙烧系统及方法
CN106906353A (zh) 处理钒钛矿的方法和系统
CN101705325A (zh) 利用冶金废料生产海绵铁同时回收有色金属的方法
CN106987672A (zh) 低品位钒钛磁铁矿粉生产天然微合金还原铁粉的方法
CN105838838A (zh) 一种煤制气直接还原一步法制取纯净钢的方法
CN1478908A (zh) 一种分离铁和钛制备高钛渣的方法和装置
CN112795793B (zh) 铌铁矿综合利用方法
CN111118281B (zh) 一种海滨砂矿基于悬浮焙烧进行钛铁分离的方法
US3034884A (en) Reduction roasting of iron ores
CN111304434B (zh) 一种难选褐铁矿阶段焙烧磨矿磁选生产铁精矿的方法
US3135598A (en) Rapid direct reduction method of iron oxide
KR20200033464A (ko) 제철용 페라이트 단광 소성품의 제조방법 및 그에 사용되는 장치
CN112830522B (zh) 一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法
WO1982001724A1 (en) A method for manufacturing metal from fine-grain metal-oxide material
CN105463141B (zh) 一种采用低贫品位红土镍矿冶炼高镍铁水的方法
CN217438274U (zh) 基于流化预还原的熔分装置
CN109174318A (zh) 含碳化钛炉渣除铁的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170630

RJ01 Rejection of invention patent application after publication