CN110066899B - 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 - Google Patents
一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110066899B CN110066899B CN201910299575.0A CN201910299575A CN110066899B CN 110066899 B CN110066899 B CN 110066899B CN 201910299575 A CN201910299575 A CN 201910299575A CN 110066899 B CN110066899 B CN 110066899B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- vanadium
- magnetite
- vanadium titano
- reducing agent
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法，按以下步骤进行：(1)将钒钛磁铁矿破碎制成钒钛磁铁矿粉；还原剂破碎获得还原剂粉；溶剂石灰石破碎石灰石粉；(2)将钒钛磁铁矿粉、还原剂粉和石灰石粉混合均匀，制成混合粉料；(3)置于回转窑内，利用温度1000～1500℃的还原性烟气预热预还原；(4)预热预还原物料直接进入与回转窑连接的熔炼炉内，深度还原熔分，含钒铁水与渣相分别从熔炼炉放出。本发明的方法实现了钒钛磁铁矿中有价元素的高效利用，可以大大降低成本。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法。
背景技术
钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主要有价元素的铁矿资源，其资源储量丰富，综合利用价值高，仅我国钒钛磁铁矿资源储量就超98亿吨，且钒资源主要以伴生矿形式产于岩型钒钛磁铁矿床中，如能将钒钛磁铁矿资源高效综合利用，将产生巨大的社会及经济效益；目前，世界范围内主要采用高炉法利用钒钛磁铁矿资源，高炉法技术成熟、操作简单、生产规模大，但存在生产成本高、钒钛资源利用率低(钒的利用率不足50％，钛则基本未利用)、焦炭依赖性大，污染大且当渣中TiO2含量大于25％后，出现泡沫渣影响高炉的正常运行等问题。
因此，改善当前冶炼过程中高能耗、高污染环节，实现钒钛磁铁矿石的资源化高效利用及以煤代焦的低污染发展策略，开发绿色高效短流程熔炼新工艺，具有十分重要的经济效益及社会价值，同时可为我国钢铁行业自主健康的可持续发展提供新思路、新途径。
发明内容
针对当前钒钛磁铁矿石资源综合利用率低、冶炼流程能耗高、焦炭依赖强、污染大等技术问题，本发明提供一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法，以钒钛磁铁矿为原料，通过回转窑预热预还原—熔炼炉深度还原熔炼，获得铁、钒回收率均90％以上的优质含钒铁水。
本发明的方法包括以下步骤：
1、将钒钛磁铁矿破碎至粒径≤20mm，制成钒钛磁铁矿粉；将还原剂破碎至粒径≤15mm，获得还原剂粉；将溶剂石灰石破碎至粒径≤30mm，获得石灰石粉；所述的钒钛磁铁矿的铁品位TFe为47～63％，按质量百分比含V2O5 0.3～1.5％；所述的还原剂为兰炭或无烟煤；
2、将钒钛磁铁矿粉、还原剂粉和石灰石粉混合均匀，制成混合粉料；混合粉料中，钒钛磁铁矿石粉和还原剂粉的质量比为1:(0.2～0.5)，钒钛磁铁矿石粉和石灰石粉的质量比为1:(0.1～0.3)；
3、将混合粉料置于回转窑内，利用温度1000～1500℃的还原性烟气对混合粉料进行预热预还原，混合粉料在回转窑内停留5～40min后排出，获得温度600～900℃的预热预还原物料；
4、预热预还原物料直接进入与回转窑连接的熔炼炉内，在熔炼炉内利用喷吹煤粉及电极协同加热，完成物料深度还原熔分，将钒与铁还原形成含钒铁水，将含钒铁水与生成的渣相分别从熔炼炉放出；深度还原熔分过程中，控制熔炼炉内的温度在1300～1600℃，预热预还原物料在熔炼炉内的停留时间5～24h。
上述方法中，喷吹煤粉时，煤粉的喷吹量为钒钛磁铁矿粉总质量0.3～0.7倍。
上述方法中，温度1000～1500℃的还原性烟气为深度还原熔分过程中产生的烟气，按体积百分比含CO≥60％。
上述方法中，还原性烟气通过引风机引入回转窑的窑尾，并从窑尾输送到回转窑的窑头，对混合粉料进行预热预还原。
上述的还原剂中固定碳的质量百分比≥80％。
上述的石灰石中氧化钙的质量百分比≥50％。
上述的步骤3中，铁的金属化率40～70％。
上述的渣相中，TiO2的质量百分比20～40％。
上述方法中，TiO2的回收率≥85％。
上述方法中，Fe和V的回收率均≥90％。
本发明的方法实现了钒钛磁铁矿中有价元素的高效利用，铁、钒、钛资源回收率高(均大于85％)，经济效益显著；采用以兰炭或无烟煤取代焦炭在生产铁水中的应用，可以大大降低成本，同时极大程度的缓解了焦炭资源紧缺及炼焦过程中的环节污染的压力；采用非高炉冶炼钒钛磁铁矿资源，利用电极放电及喷煤燃烧协同加热完成还原熔炼过程，相比单一电极加热的电炉可节约50％的能耗，相比我国现如今处理钒钛磁铁矿最常用的高炉法可降低40％的生产成本。
附图说明
图1为本发明一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法工艺流程图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的石灰石、兰炭和无烟煤为市购工业级产品。
本发明实施例中采用的熔炼炉为三电极矿热炉
本发明实施例中深度还原熔分时，电极吨矿耗电为1700～2300kw·h。
本发明实施例中钒钛磁铁矿的主要成分按质量百分比为：TFe47～63％，FeO 9.8～13.5％，V2O5 0.3～1.5％，TiO2 6～21％，SiO22.0～6.2％，Al2O3 1.2～3.5％，CaO 1～2.2％，MgO 1～2％，P＜0.15％，S＜0.004％。
本发明实施例中钒钛磁铁矿为承德钒钛磁铁矿或攀西钒钛磁铁矿。
本发明实施例中喷吹的煤粉固定碳含量为61～63％，灰分8～8.5％，挥发分29～30％。
本发明实施例中铁的金属化率40～70％。
为更好地理解本发明，下面对本发明作进一步说明，但不构成对本发明的限制。
实施例1
流程如图1所示；
钒钛磁铁矿的主要成分按质量百分比为：TFe 55.88％，FeO 13.03％，V2O50.55％，TiO2 9.28％，SiO2 6.14％，Al2O3 2.37％，CaO 1.08％，MgO 1.52％，P 0.13％，S＜0.004％；
将钒钛磁铁矿破碎至粒径≤15mm，制成钒钛磁铁矿粉；将还原剂破碎至粒径≤10mm，获得还原剂粉；将溶剂石灰石破碎至粒径≤20mm，获得石灰石粉；还原剂为兰炭；还原剂中固定碳的质量百分比≥80％；石灰石中氧化钙的质量百分比≥40％；
将钒钛磁铁矿粉、还原剂粉和石灰石粉混合均匀，制成混合粉料；混合粉料中，钒钛磁铁矿石粉和还原剂粉的质量比为1:0.34，钒钛磁铁矿石粉和石灰石粉的质量比为1:0.17；
将混合粉料置于回转窑内，利用温度1000～1500℃的还原性烟气对混合粉料进行预热预还原，混合粉料在回转窑内停留30min后排出，获得温度700℃的预热预还原物料；铁金属化率为44％；
预热预还原物料直接进入与回转窑连接的熔炼炉内，在熔炼炉内利用喷吹煤粉及电极协同加热，完成物料深度还原熔分，将钒与铁还原形成含钒铁水，将含钒铁水与生成的渣相分别从熔炼炉放出；喷吹煤粉时，煤粉的喷吹量为钒钛磁铁矿粉总质量的0.3倍；
深度还原熔分过程中，控制熔炼炉内的温度在1400℃，预热预还原物料在熔炼炉内的停留时间6h，电极电耗为2300kw·h；
温度1000～1500℃的还原性烟气为深度还原熔分过程中产生的烟气，按体积百分比含CO≥60％；还原性烟气通过引风机引入回转窑的窑尾，并从窑尾输送到回转窑的窑头，对混合粉料进行预热预还原；
含钒铁水中铁与钒的质量百分比分别为91.44％和1.31％；
渣相中TiO2的质量百分比28％；TiO2的回收率87％；Fe的回收率97％，V的回收率92％。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)钒钛磁铁矿的主要成分按质量百分比为：TFe 62.77％，FeO 10.03％，V2O50.87％，TiO2 6.24％，SiO2 2.14％，Al2O3 1.20％，CaO 2.12％，MgO 1.02％，P 0.13％，S＜0.004％；
(2)混合粉料中，钒钛磁铁矿石粉和还原剂粉的质量比为1:0.5，钒钛磁铁矿石粉和石灰石粉的质量比为1:0.3；还原剂为无烟煤；
(3)混合粉料在回转窑内停留40min后排出，获得温度870℃的预热预还原物料；排出预还原物料中铁金属化率为70％；
(4)煤粉的喷吹量为钒钛磁铁矿粉总质量0.7倍；
(5)深度还原熔分过程中，控制熔炼炉内的温度在1400℃，预热预还原物料在熔炼炉内的停留时间6h，电极电耗为1700kw·h；含钒铁水中铁与钒的质量百分比分别为94.35％和1.45％；
(6)渣相中TiO2的质量百分比16.7％；TiO2的回收率87％；Fe的回收率95％，V的回收率93％。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)钒钛磁铁矿的主要成分按质量百分比为：TFe 47.76％，FeO 9.81％，V2O51.47％，TiO2 20.01％，SiO2 4.17％，Al2O3 3.35％，CaO 1.08％，MgO 1.52％，P 0.13％，S＜0.004％；
(2)混合粉料中，钒钛磁铁矿石粉和还原剂粉的质量比为1:0.3，钒钛磁铁矿石粉和石灰石粉的质量比为1:0.26；还原剂为无烟煤；
(3)混合粉料在回转窑内停留25min后排出，获得温度650℃的预热预还原物料，还原物料中铁金属化率为40％；
(4)煤粉的喷吹量为钒钛磁铁矿粉总质量0.6倍；
(5)深度还原熔分过程中，控制熔炼炉内的温度在1700℃，预热预还原物料在熔炼炉内的停留时间24h，电极电耗为1900kw·h；含钒铁水中铁与钒的含量分别为89.90％和1.92％；
(6)渣相中二氧化钛含量为43％，回收率为87％；Fe的回收率95％，V的回收率93％。
Claims (3)
1.一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿破碎至粒径≤20mm，制成钒钛磁铁矿粉；将还原剂破碎至粒径≤15mm，获得还原剂粉；将溶剂石灰石破碎至粒径≤30mm，获得石灰石粉；所述的钒钛磁铁矿的铁品位TFe为47~63%，按质量百分比含V2O5 0.3~1.5%；所述的还原剂为兰炭或无烟煤；
（2）将钒钛磁铁矿粉、还原剂粉和石灰石粉混合均匀，制成混合粉料；混合粉料中，钒钛磁铁矿石粉和还原剂粉的质量比为1:（0.2~0.5），钒钛磁铁矿石粉和石灰石粉的质量比为1:（0.1~0.3）；
（3）将混合粉料置于回转窑内，利用温度1000~1500℃的还原性烟气对混合粉料进行预热预还原，混合粉料在回转窑内停留5~40min后排出，获得温度600~900℃的预热预还原物料；温度1000~1500℃的还原性烟气为深度还原熔分过程中产生的烟气，按体积百分比含CO≥60%；
（4）预热预还原物料直接进入与回转窑连接的熔炼炉内，在熔炼炉内利用喷吹煤粉及电极协同加热，完成物料深度还原熔分，将钒与铁还原形成含钒铁水，将含钒铁水与生成的渣相分别从熔炼炉放出；喷吹煤粉时，煤粉的喷吹量为钒钛磁铁矿粉总质量0.3~0.7倍；深度还原熔分过程中，控制熔炼炉内的温度在1300~1600℃，预热预还原物料在熔炼炉内的停留时间5~24h；TiO2的回收率≥85%，Fe和V的回收率均≥90%。
2.根据权利要求1所述的一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法，其特征在于步骤（3）中，铁的金属化率40~70%。
3.根据权利要求1所述的一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的渣相中，TiO2的质量百分比20~40%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910299575.0A CN110066899B (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910299575.0A CN110066899B (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110066899A CN110066899A (zh) | 2019-07-30 |
| CN110066899B true CN110066899B (zh) | 2020-11-17 |
Family
ID=67367656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910299575.0A Active CN110066899B (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110066899B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115354147B (zh) * | 2022-07-22 | 2024-02-09 | 北京首钢国际工程技术有限公司 | 一种综合利用钒钛磁铁矿的熔炼方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492245C1 (ru) * | 2012-02-28 | 2013-09-10 | ООО "Управление и Инновации" | Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата |
| CN105463214B (zh) * | 2015-07-27 | 2018-05-25 | 潘料庭 | 一种采用低贫品位红土镍矿生产高镍铁的方法 |
| CN105838837B (zh) * | 2016-05-23 | 2018-04-17 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 钒钛磁铁矿或钛铁矿还原熔炼系统和还原熔炼方法 |
| CN107858502A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-30 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 钒钛磁铁矿处理方法 |
-
2019
- 2019-04-15 CN CN201910299575.0A patent/CN110066899B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110066899A (zh) | 2019-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101294242B (zh) | 一种从高铬钒钛磁铁矿中提取多种金属元素的方法 | |
| CN102690921B (zh) | 转底炉还原-燃气熔炼炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法 | |
| CN102643997B (zh) | 一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法 | |
| CN102168156B (zh) | 一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法 | |
| CN1641045A (zh) | 从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法 | |
| CN105838838B (zh) | 一种煤制气直接还原一步法制取纯净钢的方法 | |
| CN102899435A (zh) | 用竖炉还原-电炉熔分综合利用钒钛磁铁矿的方法 | |
| CN110484720A (zh) | 一种链篦机焙烧-气基竖炉预还原-电炉深还原综合利用钒钛磁铁矿的工艺 | |
| CN100424191C (zh) | 以红土镍矿为原料用隧道窑生产直接还原镍铁的方法 | |
| CN102534194A (zh) | 一种红土镍矿生产镍铁的方法 | |
| CN103103347B (zh) | 一种全钒钛磁铁精矿制备高炉炼铁炉料的方法 | |
| CN105018734A (zh) | 一种提钒尾渣中铁、钒、锰同步分离的方法 | |
| CN101824503B (zh) | 采用含钒转炉钢渣生产含钒生铁的方法 | |
| CN103451451A (zh) | 一种利用富氧热风竖炉处理红土镍矿生产镍铁合金工艺 | |
| CN105463185A (zh) | 一种采用磁选-rkef生产镍铁的双联方法 | |
| CN113462842A (zh) | 一种钛铁精矿粉低温还原制备高钛渣粉和金属铁粉的方法 | |
| CN113088607A (zh) | 一种赤泥熔融冶炼回收铁钒钠的方法 | |
| CN103866115B (zh) | 红土镍矿一步法制备含镍不锈钢原料的方法 | |
| CN110066899B (zh) | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 | |
| CN112708783B (zh) | 一种钒钛磁铁矿钒钛资源综合利用的方法 | |
| CN105463214B (zh) | 一种采用低贫品位红土镍矿生产高镍铁的方法 | |
| CN108018391B (zh) | 一种多段还原复杂难选铁矿粉生产铁水的方法 | |
| CN110484721B (zh) | 一种低还原粉化钒钛磁铁矿球团的制备方法 | |
| CN109880954B (zh) | 一种提升钒钛磁铁矿利用价值的方法 | |
| CN112708784B (zh) | 一种钒钛磁铁矿和钛精矿协同冶炼的方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |