CN110306036B - 流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法 - Google Patents

流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法 Download PDF

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Abstract

一种流化还原‑电弧熔炼‑回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，按以下步骤进行：将钒钛磁铁精矿粉置于料仓中，输送到一级旋风分离器；在负压作用下固气分离，一级固态物料进入悬浮加热炉；被高温烟气加热并处于悬浮状态，然后进入二级旋风分离器进行二次固气分离，二级固态物料进入还原反应器被还原成，还原物料加入电弧熔炼，形成的液态渣和铁水分别排出；将液态渣冷却后破碎，再与添加剂混合制团；用回转窑尾气烘干预热后磨碎，送到回转窑内进行氧化钠化焙烧，焙烧物料直接水浸，分离钒酸钠溶液和TiO2精矿。本发明的方法能够高效分离各组分，工艺简单流程短，具有良好的应用前景。

Description

流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法。
背景技术
钒钛是重要的生产生活资料，主要赋存于钒钛磁铁矿中，当前主要采用高炉-转炉工业流程处理钒钛磁铁精矿，但受到高炉冶炼条件限制，其中的钛未得到回收利用。直接还原-电炉融分可以有效回收其中的钛，而其中的流化床法因直接采用粉矿入炉、工序流程短、所需温度低，在直接还原工序中优势突出。
流化床法是一种利用还原性气体通过矿层使矿物处于悬浮状态并进行还原的方法，20世纪40年代石油催化裂化开拓了现代流化床反应技术，并被引入气基直接还原工业。流化床法除了具有还原不用焦炭、排放污染物少的优点外，还是唯一一个可以将粉矿直接入炉的直接还原工艺。与球块料相比，粉体颗粒比表面积成倍增加，相同温度下流化床的反应速率也因此提高。虽然对钒钛磁铁精矿流化床直接还原技术的研究一直是热门，但目前利用流化床直接还原技术，对钒钛磁铁矿进行综合利用的方法的研究相对比较缺乏。
发明内容
本发明的目的是提供一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，利用流化床直接还原技术对钒钛磁铁矿进行直接还原(金属化率≥90％)，然后采用电弧炉融分，产生铁水和钒钛渣，钒钛渣经冷却破碎后与碳酸钠或硫酸钠混合烧结成球团，球团进入回转窑钠化焙烧后水浸提钒，最后得到钛渣，从而实现钒钛磁铁矿的综合利用。。
本发明的方法按以下步骤进行：
(1)将粒度≤0.8mm的钒钛磁铁精矿粉置于料仓中，通过料仓的放料口输送到一级旋风分离器内；
(2)一级旋风分离器的出气口与除尘设备的进料口连通，除尘设备的出气口与引风机连通，一级旋风分离器的出料口与悬浮加热炉的下部连通，悬浮加热炉的顶部通过输送管道与二级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离器的进料口连通；开启引风机，使一级旋风分离器、悬浮加热炉和二级旋风分离器内部形成负压，在负压作用下，钒钛磁铁精矿粉在一级旋风分离器内进行固气分离，形成的一级固态物料进入悬浮加热炉；
(3)从悬浮加热炉底部通入1100～1300℃的高温烟气，高温烟气使一级固态物料被加热并处于悬浮状态；
(4)被加热后的一级固态物料在负压作用下，通过输送管道进入二级旋风分离器进行二次固气分离，形成的二级固态物料从二级旋风分离器的出料口排出；
(5)二级旋风分离器的出料口与还原反应器的进料口连通；在向还原反应器通入还原性气体的情况下，二级固态物料中的铁氧化物被还原成金属铁，形成的还原物料从还原反应器的出料口排出，进入电弧炉；
(6)在电弧炉进行电弧熔炼的条件下，还原物料在电弧炉内加入电弧熔炼，形成液态渣和铁水，分别从排渣口和铁水出口排出；
(7)将液态渣空冷至常温，然后破碎并磨细至-124μm的部分占总质量≥80％，制成粉料；粉料与添加剂混合后，加水在圆盘造球机中制成球团；所述的添加剂为碳酸钠或硫酸钠；
(8)将球团利用回转窑尾气烘干并预热至500～600℃，再破碎并磨细成二次粉料；将二次粉料输送到回转窑内进行氧化钠化焙烧，获得焙烧物料从回转窑中排出；氧化钠化焙烧时二次粉料中的三氧化二钒被氧化成五氧化二钒，进而与碳酸钠或硫酸钠反应生成溶于水的钒酸钠；
(9)将排出的焙烧物料直接放入水浸槽进行水浸，钒酸钠溶于水中，获得的水浸物料过滤分离，获得钒酸钠溶液和水浸渣，焙烧物料中的二氧化钛进入水浸渣中；水浸渣经水洗烘干后制成TiO2精矿。
上述方法中，还原反应器为箱式结构，顶部设有进料口，侧壁上方设有出料口，底部设有进气口，内部设有布风板和至少一个隔板；布风板位于还原反应器下部，布风板与还原反应器底板之间的空间作为风室；隔板位于布风板上方，隔板的两个侧边固定在还原反应器的内壁上，隔板的顶边与还原反应器的顶部之间的空间为上部通道，隔板的底边与布风板之间的空间为下部通道；并且进料口和出料口分别位于隔板的两侧；各隔板将还原反应器内部均匀分隔为至少两个还原室；在通入还原性气体的条件下，进入还原反应器的二级固态物料在各还原室内处于悬浮状态，并被还原。
上述方法中，电弧炉包括炉体和电极，电极固定在炉体上方，电极从炉体顶部插入炉体内；炉体上方设有进料口与还原反应器的出料口通过管道连通，炉体内部从上到下分为上部空间、渣层空间和铁水层空间，上部空间的侧壁上设有出气口，渣层空间的侧壁上设有排渣口，铁水层空间的侧壁上设有铁水出口；电极的底端位于渣层空间内；电弧炉熔炼时，还原物料进入电弧炉后，经电弧熔炼形成的液态渣和铁水分别进入渣层空间和铁水层空间。
上述方法中，钒钛磁铁精矿粉经一级旋风分离器进行固气分离后，产生的一级尾气进入除尘器，经除尘后的除尘尾气经引风机排出。
上述方法中，电弧炉的出气口通过高温烟气管道与悬浮加热炉的底部连通，电弧熔炼时产生的高温烟气经高温烟气管道通入悬浮加热炉中。
上述方法中，二级旋风分离器进行二次固气分离时，产生的二级尾气进入一级旋风分离器的进料口。
上述的钒钛磁铁精矿粉的铁品位TFe 55～62％，按质量百分比含FeO 26～34％，SiO2 2～10％，Al2O3 2～10％，CaO 0.1～1.2％，MgO 0.5～11％。
上述方法中，进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.15～0.25m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为800～900℃。
上述的还原性气体为一氧化碳和/或氢气，或者是一氧化碳和/或氢气与氮气组成的混合气体，混合气体中氮气体积百分比≤40％。
上述方法中，进入还原反应器的还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.05～0.15m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间40～60min，还原反应器内的物料温度为750～850℃。
上述方法中，开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压为-0.1kPa～-2.5kPa。
上述方法中，还原反应器内铁的金属化率≥90％。
上述方法中，电弧炉进行电弧熔炼时的熔炼温度为1600～1800℃，还原物料在电弧炉中的停留时间为40～60min。
上述铁水中铁质量分数≥95％。
上述的球团中，添加剂占粉料总质量的15～20％；球团的粒径5～10mm。
上述方法中，二次粉料的粒径<0.074mm。
上述方法中，氧化钠化焙烧的温度850～950℃，时间40～60min。
上述方法中，水浸的温度70～100℃，时间40～60min；水浸时的用水量按水与焙烧物料的液固比为为4～6L/kg。
上述的TiO2精矿中按质量百分比含TiO2≥50％。
本发明的原理是：通过悬浮加热炉的悬浮预热，再进行还原，使钒钛磁铁精矿中的铁被还原，钒和钛仍以氧化物的形式存在；进行电弧熔炼时，铁先于钒钛分离，然后制团后利用回转窑氧化钠化焙烧，再水浸将钒分离出去，实现铁、钒和钛三种元素的分离；本发明的方法能够高效分离各组分，工艺简单流程短，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的钒钛磁铁矿的综合利用装置的流化还原-电弧熔炼部分结构示意图；
图2为本发明的钒钛磁铁矿的综合利用装置的制团-回转窑焙烧-水浸部分流程示意图；
图3为图1中的还原反应器结构示意图；
图中，1、料仓，2、一级旋风分离器，3、除尘器，4、引风机，5、悬浮加热炉，6、输送管道，7、二级旋风分离器，8、还原反应器出料口，9、还原反应器，10、电极，11、电弧炉给料口，12、炉体，13、排渣口，14、铁水出口，15、高温烟气管道，16、回转窑给料口，17、回转窑窑体，18、燃烧嘴，19、回转窑出料口，20、还原反应器进料口，21、隔板，22、布风板。
具体实施方式
本发明实施例的钒钛磁铁精矿粉的粒度≤0.8mm，其中粒度-0.074mm的部分占总质量的40～90％。
上述的钒钛磁铁精矿粉的铁品位TFe 55～62％，按质量百分比含FeO 26～34％，SiO2 2～10％，Al2O3 2～10％，CaO 0.1～1.2％，MgO 0.5～11％。
本发明的还原反应器内的N个隔板将还原反应器沿宽度方向等分为N+1个还原室。
本发明实施例钒钛磁铁矿的综合利用装置的流化还原-电弧熔炼部分结构如图1所示，包括料仓1、一级旋风分离器2、除尘器3、引风机4、悬浮加热炉5、悬浮物料通道6、二级旋风分离器7、还原反应器9和电弧炉；料仓1的放料口与一级旋风分离器2的进料口连通，一级旋风分离器2的出料口与悬浮加热炉5的下部连通，悬浮加热炉5的顶部通过输送管道6与二级旋风分离器7的进料口连通，二级旋风分离器7的出气口与一级旋风分离器2的进料口连通；二级旋风分离器7的出料口与还原反应器9的还原反应器进料口19连通；
还原反应器9结构如图3所示，箱式结构，顶部设有还原反应器进料口19，侧壁上方设有还原反应器出料口8，底部设有进气口，内部设有布风板21和两个隔板20；布风板21位于还原反应器9下部，布风板21与还原反应器9底板之间的空间作为风室；隔板20位于布风板21上方，隔板20的两个侧边固定在还原反应器9的内壁上，隔板20的顶边与还原反应器9的顶部之间的空间为上部通道，隔板20的底边与布风板21之间的空间为下部通道；并且还原反应器进料口19和还原反应器出料口8分别位于所有隔板20的两侧；两个隔板20将还原反应器9内部沿水平方向平均分隔为三个还原室；
电弧炉包括炉体12和电极10，电极10固定在炉体12上方，电极10从炉体12顶部插入炉体12内；炉体12上方设有电弧炉进料口11与还原反应器出料口8通过管道连通，炉体12内部从上到下分为上部空间、渣层空间和铁水层空间，上部空间的侧壁上设有出气口，渣层空间的侧壁上设有排渣口13，铁水层空间的侧壁上设有铁水出口14；电极10的底端位于渣层空间内；出气口通过高温烟气管道15与悬浮加热炉5的底部连通。
本发明实施例中还原反应器内二级固态物料的金属化率≥90％。
以下为本发明优选实施例。
实施例1
采用的钒钛磁铁精矿粉按质量百分比含TFe 58.85％，FeO 31.02％，SiO22.14％，Al2O3 3.48％，CaO 0.22％，MgO 0.67％；
流程如图2所示；
将粒度≤0.8mm的钒钛磁铁精矿粉置于料仓中，通过料仓的放料口输送到一级旋风分离器内；
一级旋风分离器的出气口与除尘设备的进料口连通，除尘设备的出气口与引风机连通，一级旋风分离器的出料口与悬浮加热炉的下部连通，悬浮加热炉的顶部通过输送管道与二级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离器的进料口连通；开启引风机，使一级旋风分离器、悬浮加热炉和二级旋风分离器内部形成负压，在负压作用下，钒钛磁铁精矿粉在一级旋风分离器内进行固气分离，形成的一级固态物料进入悬浮加热炉；
从悬浮加热炉底部通入1100～1300℃的高温烟气，高温烟气使一级固态物料被加热并处于悬浮状态；
被加热后的一级固态物料在负压作用下，通过输送管道进入二级旋风分离器进行二次固气分离，形成的二级固态物料从二级旋风分离器的出料口排出；
二级旋风分离器的出料口与还原反应器的进料口连通；在向还原反应器通入还原性气体的情况下，进入还原反应器的二级固态物料在各还原室内处于悬浮状态，二级固态物料中的铁氧化物被还原成金属铁，形成的还原物料从还原反应器的出料口排出，进入电弧炉；
在电弧炉进行电弧熔炼的条件下，还原物料在电弧炉内加入电弧熔炼，经电弧熔炼形成的液态渣和铁水分别进入渣层空间和铁水层空间，分别从排渣口和铁水出口排出；
将液态渣空冷至常温，然后破碎并磨细至-124μm的部分占总质量≥80％，制成粉料；粉料与添加剂混合后，加水在圆盘造球机中制成球团；添加剂为碳酸钠；
将球团利用回转窑尾气烘干并预热至500～600℃，再破碎并磨细成二次粉料；将二次粉料输送到回转窑内进行氧化钠化焙烧，获得焙烧物料从回转窑中排出；氧化钠化焙烧时二次粉料中的三氧化二钒被氧化成五氧化二钒，进而与添加剂反应生成溶于水的钒酸钠；
将排出的焙烧物料直接放入水浸槽进行水浸，钒酸钠溶于水中，获得的水浸物料过滤分离，获得钒酸钠溶液和水浸渣，焙烧物料中的二氧化钛进入水浸渣中；水浸渣经水洗烘干后制成TiO2精矿；
钒钛磁铁精矿粉经一级旋风分离器进行固气分离后，产生的一级尾气进入除尘器，经除尘后的除尘尾气经引风机排出；
电弧炉的出气口通过高温烟气管道与悬浮加热炉的底部连通，电弧熔炼时产生的高温烟气经高温烟气管道通入悬浮加热炉中；
二级旋风分离器进行二次固气分离时，产生的二级尾气进入一级旋风分离器的进料口；
进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.16m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为800℃；
还原性气体为一氧化碳和氮气的混合气体，氮气体积百分比25％；
还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.07m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间60min，还原反应器内的物料温度为780℃；
开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压分别为-2.5、-1.1、-0.36和-0.13kPa；
还原反应器内铁的金属化率≥90％；
电弧炉进行电弧熔炼时的熔炼温度为1650℃，还原物料在电弧炉中的停留时间55min；
铁水按质量百分比含Fe 95.47％，C 1.21％，P 0.01％，S 0.01％，Si 0.02％，Al0.03％；
球团中添加剂占粉料总质量的17％；球团的粒径5～10mm；二次粉料的粒径<0.074mm；氧化钠化焙烧的温度850℃，时间60min；
水浸的温度70℃，时间60min；水浸时的用水量按水与焙烧物料的液固比为为6L/kg；
TiO2精矿中按质量百分比含TiO2 51.2％。
实施例2
采用的钒钛磁铁精矿粉按质量百分比含TFe 59.73％，FeO 30.98％，SiO21.68％，Al2O3 3.04％，CaO 0.18％，MgO 0.75％；
方法同实施例1，不同点在于：
(1)进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.2m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为820℃；
(2)还原性气体为氢气和氮气的混合气体，混合气体中氮气体积百分比35％；
(3)还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.05m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间55min，还原反应器内的物料温度为810℃；
(4)开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压分别为-1.95、-1.15、-0.33和-0.17kPa；
(5)电弧熔炼时温度1700℃，停留时间50min；
(6)铁水按质量百分比含Fe 96.2％，C 1.01％，P 0.02％，S 0.02％，Si 0.04％，Al 0.04％；
(7)添加剂为硫酸钠；球团中添加剂占粉料总质量的16％；氧化钠化焙烧的温度950℃，时间40min；
(8)水浸的温度80℃，时间50min；水与焙烧物料的液固比为为4L/kg；
(9)TiO2精矿中按质量百分比含TiO2 52.3％。
实施例3
采用的钒钛磁铁精矿粉按质量百分比含TFe 60.58％，FeO 31.24％，SiO21.08％，Al2O3 3.02％，CaO 0.14％，MgO 0.68％；
方法同实施例1，不同点在于：
(1)进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.25m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为840℃；
(2)还原性气体为一氧化碳、氢气、和氮气的混合气体，混合气体中氮气体积百分比15％，CO 60％；
(3)还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.06m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间45min，还原反应器内的物料温度为850℃；
(4)开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压分别为-2.35、-1.25、-0.34和-0.16kPa；
(5)电弧熔炼温度1750℃，停留时间为40min；
(6)铁水按质量百分比含Fe 96.8％，C 1.24％，P 0.01％，S 0.01％，Si 0.03％，Al 0.02％；
(7)球团中添加剂占粉料总质量的15％；氧化钠化焙烧的温度900℃，时间45min；
(8)水浸的温度85℃，时间40min；水与焙烧物料的液固比为为5L/kg；
(9)TiO2精矿中按质量百分比含TiO2 53.4％。
实施例4
采用的钒钛磁铁精矿粉按质量百分比含含TFe 56.4％，FeO 28.3％，SiO2 3.1％，Al2O3 3.4％，CaO 0.25％，MgO 1.3％；
方法同实施例1，不同点在于：
(1)进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.25m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为880℃；
(2)还原性气体为一氧化碳和/氢气的等体积混合气；
(3)还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.11m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间40min，还原反应器内的物料温度为800℃；
(4)开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压分别为-2.35、-1.25、-0.34和-0.16kPa；
(5)电弧熔炼温度1650℃，停留时间60min；
(6)铁水按质量百分比含Fe 96.7％，C 1.3％，P 0.01％，S 0.01％，Si 0.02％，Al0.01％；
(7)添加剂为硫酸钠；球团中添加剂占粉料总质量的19％；氧化钠化焙烧的温度870℃，时间55min；
(8)水浸的温度90℃，时间40min；水与焙烧物料的液固比为为4.5L/kg；
(9)TiO2精矿中按质量百分比含TiO2 51.9％。

Claims (10)

1.一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将粒度≤0.8 mm的钒钛磁铁精矿粉置于料仓中，通过料仓的放料口输送到一级旋风分离器内；
（2）一级旋风分离器的出气口与除尘设备的进料口连通，除尘设备的出气口与引风机连通，一级旋风分离器的出料口与悬浮加热炉的下部连通，悬浮加热炉的顶部通过输送管道与二级旋风分离器的进料口连通，二级旋风分离器的出气口与一级旋风分离器的进料口连通；开启引风机，使一级旋风分离器、悬浮加热炉和二级旋风分离器内部形成负压，在负压作用下，钒钛磁铁精矿粉在一级旋风分离器内进行固气分离，形成的一级固态物料进入悬浮加热炉；开启引风机时除尘器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和悬浮加热炉内的负压为-0.1kPa~-2.5kPa；
（3）从悬浮加热炉底部通入1100~1300℃的高温烟气，高温烟气使一级固态物料被加热并处于悬浮状态；进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.15~0.25m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为800~900℃；
（4）被加热后的一级固态物料在负压作用下，通过输送管道进入二级旋风分离器进行二次固气分离，形成的二级固态物料从二级旋风分离器的出料口排出；
（5）二级旋风分离器的出料口与还原反应器的进料口连通；在向还原反应器通入还原性气体的情况下，二级固态物料中的铁氧化物被还原成金属铁，形成的还原物料从还原反应器的出料口排出，进入电弧炉；进入还原反应器的还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.05~0.15 m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间40~60min，还原反应器内的物料温度为750~850℃；
（6）在电弧炉进行电弧熔炼的条件下，还原物料在电弧炉内加入电弧熔炼，形成液态渣和铁水，分别从排渣口和铁水出口排出；
（7）将液态渣空冷至常温，然后破碎并磨细至-124μm的部分占总质量≥80%，制成粉料；粉料与添加剂混合后，加水在圆盘造球机中制成球团；所述的添加剂为碳酸钠或硫酸钠；
（8）将球团利用回转窑尾气烘干并预热至500~600℃，再破碎并磨细成二次粉料；将二次粉料输送到回转窑内进行氧化钠化焙烧，获得焙烧物料从回转窑中排出；氧化钠化焙烧时二次粉料中的三氧化二钒被氧化成五氧化二钒，进而与碳酸钠或硫酸钠反应生成溶于水的钒酸钠；
（9）将排出的焙烧物料直接放入水浸槽进行水浸，钒酸钠溶于水中，获得的水浸物料过滤分离，获得钒酸钠溶液和水浸渣，焙烧物料中的二氧化钛进入水浸渣中；水浸渣经水洗烘干后制成TiO2精矿。
2.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的还原反应器为箱式结构，顶部设有进料口，侧壁上方设有出料口，底部设有进气口，内部设有布风板和至少一个隔板；布风板位于还原反应器下部，布风板与还原反应器底板之间的空间作为风室；隔板位于布风板上方，隔板的两个侧边固定在还原反应器的内壁上，隔板的顶边与还原反应器的顶部之间的空间为上部通道，隔板的底边与布风板之间的空间为下部通道；并且进料口和出料口分别位于隔板的两侧；各隔板将还原反应器内部均匀分隔为至少两个还原室；在通入还原性气体的条件下，进入还原反应器的二级固态物料在各还原室内处于悬浮状态，并被还原。
3.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的电弧炉包括炉体和电极，电极固定在炉体上方，电极从炉体顶部插入炉体内；炉体上方设有进料口与还原反应器的出料口通过管道连通，炉体内部从上到下分为上部空间、渣层空间和铁水层空间，上部空间的侧壁上设有出气口，渣层空间的侧壁上设有排渣口，铁水层空间的侧壁上设有铁水出口；电极的底端位于渣层空间内；电弧炉熔炼时，还原物料进入电弧炉后，经电弧熔炼形成的液态渣和铁水分别进入渣层空间和铁水层空间。
4.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的电弧炉的出气口通过高温烟气管道与悬浮加热炉的底部连通，电弧熔炼时产生的高温烟气经高温烟气管道通入悬浮加热炉中。
5.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的钒钛磁铁精矿粉的铁品位TFe 55~62%，按质量百分比含FeO 26~34%，SiO2 2~10%，Al2O3 2~10%，CaO 0.1~1.2%，MgO 0.5~11%。
6.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于步骤（3）中，进入悬浮加热炉内的高温烟气的体积流量与一级固态物料的质量流量的比为0.15~0.25m3/kg；悬浮加热炉内的一级固态物料的温度为800~900℃。
7.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于所述的还原性气体为一氧化碳和/或氢气，或者是一氧化碳和/或氢气与氮气组成的混合气体，混合气体中氮气体积百分比≤40%。
8.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于步骤（5）中，进入还原反应器的还原性气体的体积流量与二级固态物料的质量流量的比例为0.05~0.15 m3/kg，二级固态物料在还原反应器内的停留时间40~60 min，还原反应器内的物料温度为750~850℃。
9.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于步骤（6）中，电弧炉进行电弧熔炼时的熔炼温度为1600~1800℃，还原物料在电弧炉中的停留时间为40~60 min。
10.根据权利要求1所述的一种流化还原-电弧熔炼-回转窑钠化处理钒钛磁铁矿的方法，其特征在于步骤（8）中，氧化钠化焙烧的温度850~950℃，时间40~60 min。
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