CN108004397A - 一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法 - Google Patents

一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，将超贫钒钛磁铁矿经选矿后获得钒钛铁精矿；将钒钛铁精矿、还原剂和粘接剂用强力混合机混合得到混合料，用对辊式高压压球机压制成生球并烘干，将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，生产出钒钛还原铁，经磁选，得一次还原铁，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉；磁选剩余物进行压块，烧结，烧结后进行水浸后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。优点是：工艺简单，还原铁金属率高，原料综合利用率高，节能环保，无废渣排放，适合工业化生产。

Description

一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法
技术领域
本发明属于钒钛磁铁矿冶炼领域，特别涉及一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法。
背景技术
超贫钒钛磁铁矿资源，具有原矿品位低、矿物结构复杂、难以简单选别富集等诸多先天性的不足。但通过深入研究发现，该矿也具有自身的鲜明特点，采取一定的选冶手段，可以使Ti、V、Fe加和品位达到一定的富集度，再通过针对性强的工艺开发，能找到适合的清洁生产的工艺手段，达到较短流程、相互分离、低度排放、环境友好、高附加值产出的工艺路线效果，从而有望形成围绕辽西超贫钒钛磁铁矿的资源供应、产业拓展(Ti、V、Fe)、合理延伸这样的产业格局，并且这样的产业与东北及华北地区现有大宗产业能很好地兼容互补，能够产生很好的经济及社会效益。
辽西钒钛磁铁矿与攀西钒钛磁铁矿相比，具有自身的显著特点，原矿中TiO2含量4-6％、TFe含量11-13％，V2O5含量0.03％-0.10％，矿物构成中硅酸铁成分高，矿物晶粒尺寸极细并呈弥散相互嵌布，不利于冶炼。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，该方法综合利用率高，节能环保，无废渣排放，适合工业化生产。
本发明的技术解决方案是：
一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其具体步骤如下：
(1)选矿
将超贫钒钛磁铁矿经选矿后获得铁品位在46％～49％，钒的品位在1.8％～2.0％的钒钛铁精矿；
(2)配料
将钒钛铁精矿、还原剂和粘接剂用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、还原剂和粘接剂的质量比100:2.5:(0.8～1.2)；用对辊式高压压球机压制成生球并烘干，生球的直径为20mm～32mm；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度950℃～1150℃，还原时间20小时～22小时，生产出钒钛还原铁；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在800℃～850℃烧结4小时，烧结后用30℃～45℃的水进行水浸24h～36h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在140℃～150℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
进一步的，高效蒸发器蒸发时，进行减压蒸发，蒸发压力为0.8个大气压。
进一步的，步骤(4)电选时，通电温度为400℃，磁场强度为5000-1000Oe(奥斯特)；磁选时，磁场强度为6000Oe(奥斯特)。
进一步的，所述超贫钒钛磁铁矿中TiO2含量4-6％、TFe含量11-13％。
进一步的，选矿时，超贫钒钛磁铁矿粉碎至粒度-50目，用磁选机在8000mT的磁场强度下进行一次选矿，得到一级磁选矿；将一级磁选矿粉碎至粒度-200目的部分占总重量的94％-95％，用磁选机在4000mT的磁场强度下进行二次选矿，得到钒钛铁精矿。
进一步的，所述粘接剂为羧甲基纤维素。
进一步的，所述粘结剂为羧甲基纤维素和葡萄糖的混合物，其中，羧甲基纤维素和葡萄糖的质量比为3:1，得到的一次还原提金属率高。
进一步的，生球用烘干机进行烘干，烘干温度为240℃～280℃，烘干后生球含水量≤1％。
进一步的，所述辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为20转/分-30转/分。
进一步的，所述还原剂为蓝碳，成分要求高碳低硫，将所述还原剂粉碎至粒径≤2mm；所述蓝碳中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％。
本发明的有益效果：
(1)使用含碳铁氧化物球团直接高温还原(1000±50℃)，还原速度快，金属化率高，效果好。
(2)超贫钒钛磁铁矿综合利用率高，节能环保，无废渣排放，适合工业化生产。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
(1)选矿
将TiO2含量4％、TFe含量13％的超贫钒钛磁铁矿，粉碎至粒度-50目，用磁选机在 8000mT的磁场强度下进行一次选矿，得到一级磁选矿；将一级磁选矿粉碎至粒度-200目的 部分占总重量的94％，用磁选机在4000mT的磁场强度下进行二次选矿，得到铁品位在46％， 钒的品位在2.0％的钒钛铁精矿；
钒钛铁精矿 Tfe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P V TiO2
％ 46 18 4.0 0.08 1.0 2.0 0.1 0.05 0.06 2.0 22.9
(2)配料
蓝碳作为还原剂，其中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％，将蓝碳剂粉碎至粒径≤2mm；将钒钛铁精矿、还原剂蓝碳和粘接剂羧甲基纤维素用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、蓝碳和羧甲基纤维素的质量比100:2.5:0.8；用对辊式高压压球机压制成直径为20mm生球，辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为20转/分；将生球用烘干机进行烘干，烘干温度为240℃，烘干后生球含水量≤1％；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度950℃～980℃，还原时间22小时，生产出钒钛还原铁；快速还原炉的余热可以作为烘干的热源使用，以实现节能环保；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，金属化率为94.1％，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉，金属化率为98.0％；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在800℃烧结4小时，烧结后用45℃的水进行水浸24h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在140℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
实施例2
(1)选矿
将TiO2含量6％、TFe含量11％的超贫钒钛磁铁矿，粉碎至粒度-50目，用磁选机在 8000mT的磁场强度下进行一次选矿，得到一级磁选矿；将一级磁选矿粉碎至粒度-200目的 部分占总重量的95％，用磁选机在4000mT的磁场强度下进行二次选矿，得到铁品位在49％， 钒的品位在1.8％的钒钛铁精矿；
钒钛铁精矿 Tfe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P V TiO2
％ 49 20 4.1 0.1 1.2 2.2 0.1 0.06 0.05 1.8 21.1
(2)配料
蓝碳作为还原剂，其中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％，将蓝碳剂粉碎至粒径≤2mm；将钒钛铁精矿、还原剂蓝碳和粘接剂羧甲基纤维素用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、蓝碳和羧甲基纤维素的质量比100:2.5:1.2；用对辊式高压压球机压制成直径为32mm生球，辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为30转/分；将生球用烘干机进行烘干，烘干温度为280℃，烘干后生球含水量≤1％；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度1120℃～1150℃，还原时间20小时，生产出钒钛还原铁；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，金属化率为94.0％，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉，金属化率为98.0％；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在850℃烧结4小时，烧结后用30℃的水进行水浸36h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在150℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
实施例3
(1)选矿
将TiO2含量5％、TFe含量12％的超贫钒钛磁铁矿，粉碎至粒度-50目，用磁选机在 8000mT的磁场强度下进行一次选矿，得到一级磁选矿；将一级磁选矿粉碎至粒度-200目的 部分占总重量的94.5％，用磁选机在4000mT的磁场强度下进行二次选矿，得到铁品位在 48％，钒的品位在1.9％的钒钛铁精矿；
钒钛铁精矿 Tfe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P V TiO2
％ 48 19.2 4.1 0.1 1.2 2.2 0.1 0.06 0.05 1.9 21.2
(2)配料
蓝碳作为还原剂，其中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％，将蓝碳剂粉碎至粒径≤2mm；
将钒钛铁精矿、还原剂蓝碳和粘接剂羧甲基纤维素用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、蓝碳和羧甲基纤维素的质量比100:25:1；用对辊式高压压球机压制成直径为25mm生球，辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为25转/分；将生球用烘干机进行烘干，烘干温度为250℃，烘干后生球含水量≤1％；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度980℃～1000℃，还原时间21小时，生产出钒钛还原铁；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，金属化率为94.0％，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉，金属化率为98.0％；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在820℃烧结4小时，烧结后用35℃的水进行水浸30h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在145℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
实施例4
(1)配料
以钒钛铁精矿为原料，组成如下：
钒钛铁精矿 Tfe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P V TiO2
％ 49 20 4.1 0.1 1.2 2.2 0.1 0.06 0.05 1.8 21.1
蓝碳作为还原剂，其中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％，将蓝碳剂粉碎至粒径≤2mm；将钒钛铁精矿、还原剂蓝碳和粘接剂羧甲基纤维素用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、蓝碳和羧甲基纤维素的质量比100:2.5:1；用对辊式高压压球机压制成直径为25mm生球，辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为25转/分；将生球用烘干机进行烘干，烘干温度为260℃，烘干后生球含水量≤1％；
(2)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度1000℃～1020℃，还原时间21小时，生产出钒钛还原铁；快速还原炉的余热可以作为烘干的热源使用，以实现节能环保；
(3)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，金属化率为94.0％，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉，金属化率为98.0％；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在820℃烧结4小时，烧结后用40℃的水进行水浸30h后，水浸液经高效蒸发器蒸发，高效蒸发器蒸发时，进行减压蒸发，蒸发压力为0.8个大气压，得到片钒；水浸渣在145℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，电选时，通电温度为400℃，磁场强度为5000-1000Oe(奥斯特)；磁选时，磁场强度为6000Oe(奥斯特)，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
实施例5
(1)选矿
将TiO2含量5％、TFe含量12％的超贫钒钛磁铁矿，经选矿，得到钒钛铁精矿；
钒钛铁精矿 Tfe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P V TiO2
％ 49 20 4.1 0.1 1.2 2.2 0.1 0.06 0.05 1.8 21.1
(2)配料
蓝碳作为还原剂，其中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％，将蓝碳剂粉碎至粒径≤2mm；
将钒钛铁精矿、还原剂蓝碳和粘接剂用强力混合机混合得到混合料，所述所述粘结剂为羧甲基纤维素和葡萄糖的混合物，其中，羧甲基纤维素和葡萄糖的质量比为3:1；钒钛铁精矿、蓝碳和粘结剂的质量比100:2.5:1；用对辊式高压压球机压制成直径为25mm生球，辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为25转/分；将生球用烘干机进行烘干，烘干温度为260℃，烘干后生球含水量≤1％；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度1000℃～1020℃，还原时间21小时，生产出钒钛还原铁；快速还原炉的余热可以作为烘干的热源使用，以实现节能环保；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，金属化率为95.2％，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉，金属化率为98.9％；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在820℃烧结4小时，烧结后用40℃的水进行水浸30h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在145℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：
具体步骤如下：
(1)选矿
将超贫钒钛磁铁矿经选矿后获得铁品位在46％～49％，钒的品位在1.8％～2.0％的钒钛铁精矿；
(2)配料
将钒钛铁精矿、还原剂和粘接剂用强力混合机混合得到混合料，所述钒钛铁精矿、还原剂和粘接剂的质量比100:2.5:(0.8～1.2)；用对辊式高压压球机压制成生球并烘干，生球的直径为20mm～32mm；
(3)一次还原
将烘干的生球由装料车送至立式快速还原炉，还原温度950℃～1150℃，还原时间20小时～22小时，生产出钒钛还原铁；
(4)破碎磁选
将钒钛还原铁破碎至粒度-325目，经磁选，得一次还原铁，将一次还原铁在高炉中通入氢气进行二次还原，得还原铁粉；磁选剩余物进行压块，压块的尺寸为24cm×12cm×6m，在800℃～850℃烧结4小时，烧结后用30℃～45℃的水进行水浸24h～36h后，水浸液经高效蒸发器蒸发后，得到片钒；水浸渣在140℃～150℃经烘干破碎后，进行电选和磁选，得钛精矿；选后所剩物料作陶瓷纤维原料使用。
2.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：高效蒸发器蒸发时，进行减压蒸发，蒸发压力为0.8个大气压。
3.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：步骤(4)电选时，通电温度为400℃，磁场强度为5000奥斯特～1000奥斯特；磁选时，磁场强度为6000奥斯特。
4.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：所述超贫钒钛磁铁矿中TiO2含量4％～6％、TFe含量11％～13％。
5.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：选矿时，超贫钒钛磁铁矿粉碎至粒度-50目，用磁选机在8000mT的磁场强度下进行一次选矿，得到一级磁选矿；将一级磁选矿粉碎至粒度-200目的部分占总重量的94％-95％，用磁选机在4000mT的磁场强度下进行二次选矿，得到钒钛铁精矿。
6.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：所述粘接剂为羧甲基纤维素。
7.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：所述粘结剂为羧甲基纤维素和葡萄糖的混合物，其中，羧甲基纤维素和葡萄糖的质量比为3:1。
8.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：生球用烘干机进行烘干，烘干温度为240℃～280℃，烘干后生球含水量≤1％。
9.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：所述辊式高压压球机的压辊直径为2m，主轴转速为20转/分～30转/分。
10.根据权利要求1所述的超贫钒钛磁铁矿综合利用的生产方法，其特征是：所述还原剂为蓝碳，成分要求高碳低硫，将所述还原剂粉碎至粒径≤2mm；所述蓝碳中碳含量≥65％，硫含量≤0.8％。
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