CN112481488B - 高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法 - Google Patents

高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原‑电炉深度还原熔分制备Fe‑V‑Cr合金和钛渣的方法，属于冶金技术领域。本发明为实现高铬型钒钛磁铁矿中铁、钒、钛、铬同时回收利用，提供了一种高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原‑电炉深度还原熔分制备Fe‑V‑Cr合金和钛渣的方法。本发明先对高铬型钒钛磁铁矿进行预还原，通过控制还原剂用量、球团形态及预还原条件，改善了铁矿还原特性，获得金属化球团；再在深还原熔分过程中，金属Fe熔融后强化V和Cr的还原和捕集，实现Fe、V和Cr富集与Fe相中形成Fe‑V‑Cr合金，并分离钛渣实现了Fe、Ti、V和Cr全元素回收，提升了钛渣品质。

Description

高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V- Cr合金和钛渣的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体为高铬型钒钛磁铁矿高效资源综合利用，涉及一种高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法。
背景技术
攀西地区具有丰富的钒钛磁铁矿资源，而红格矿区拥有36亿吨以上的含Cr的高铬型钒钛磁铁矿，高铬型钒钛磁铁矿中Cr的储量达到900万吨，是中国最大的铬矿资源。但是有与钒钛磁铁矿大都是形成多金属共生和伴生的复合型岩矿，高铬型钒钛磁铁矿的矿相分析表明：高铬型钒钛磁铁矿中的Ti主要是以钛铁尖晶石和钛铁矿为主，而这两种矿物极易固溶与钛磁铁矿中，形成符合的钛磁铁矿，导致高铬型钒钛磁铁矿中的铁、钛紧密共生于钛磁铁矿中。同时V与Fe具有相近的离子半径和较高的化合价，导致V以类质同象的形式替代Fe的位置固溶于钛磁铁矿中，在高温还原过程中能够以及晶体的形式隐蔽嵌布在钛磁铁矿的尖晶石型结构之中，形成较为稳定的类质同象杂质群；Cr在高铬型钒钛磁铁矿中的存在形式和高温还原走向特征与V相似，同时是以类质同象的形式固溶于钛磁铁矿中，形成逐渐过渡的钛磁铁矿-铬钛磁铁矿-钛铬铁矿系列。由于Fe、Ti、V和Cr在高铬型钒钛磁铁矿中的这种特殊矿相结构、分布形式以及高温还原元素走形特点导致目前高铬型钒钛磁铁矿的冶炼不仅存在钛无法有效回收利用的问题，而且钒与铬的分离也成为冶炼高铬型钒钛磁铁矿的难题。
为了大规模处理高铬型钒钛磁铁矿，实现Fe、Ti、V和Cr的全元素回收；国内外的研究者提出了各中方法，比如：高炉转炉工艺，先通过高炉冶炼得到含钒铁水，再经转炉吹炼钒渣，钒渣进一步用湿法提炼得含钒产品，但不能回收或只能有限利用Ti和Cr。磁选回收钛磁铁矿，从钒钛磁铁精矿中回收钛磁铁矿；而后采用一些方法从尾矿中回收钛铁矿，得到钛铁精矿等方法，例如采用高炉法或电炉法仅能回收钒钛磁铁矿中的铁、钒，而钛无法回收；钛铁精矿在制取海绵钛和钛白粉过程中，铁等有价元素利用就不好。但无论是哪种用途均未实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的同时回收利用，造成资源浪费。
发明内容
本发明针对现有技术难以实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛同时回收利用，造成资源浪费的问题，提供了一种高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其包括以下步骤：
A、按照焦粉中C与高铬型钒钛磁铁矿中Fe、V、Ti和Cr中含O量的摩尔比为1.3～1.5，取高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，混合均匀后，破碎，得混合料；
B、将步骤A所得混合料与有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团A；
C、将步骤B所得球团A进行预还原，控制预还原温度为950～1250℃，预还原完毕，得金属化球团B；
D、将步骤D所得金属化球团B破碎后，加入金属化球团质量1～5％的焦粉，加入有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团C；
E、将步骤E所得球团C进行深度还原和熔分，控制深度还原和熔分温度为1550℃～1700℃，深度还原和熔分完毕后，经冷却和渣金分离，得Fe-V-Cr合金和钛渣。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤A中，所述混合料的粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述有机粘结剂为聚乙烯醇。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述有机粘结剂的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的0.2～0.4％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述水的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的2～8％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述造球控制所得直径为20～30mm，厚度为10～15mm。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤B中，所述球团A的抗压强度为120～150N，落下强度度为55～75个/次。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤C中，预还原时，炉内气氛为空气、N2或Ar中的至少一种。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤C中，预还原时间为5～40min。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤C中，所得金属化球团B的金属化率为不低于88.26％，球团中残碳率为3.86～7.28％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述破碎为破碎至物料粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述有机粘结剂为聚乙烯醇。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述有机粘结剂的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的0.2～0.4％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述水的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的2～8％。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述造球控制所得生球团直径直径为20～30mm，厚度为10～15mm。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤D中，所述球团C的抗压强度为120～150N，落下强度度为55～75个/次。
其中，上述高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，步骤E中，所述深度还原和熔分时间为10～40min。
本发明的有益效果：
本发明先对高铬型钒钛磁铁矿进行预还原，通过控制还原剂用量、球团形态及预还原条件，不仅能够获得金属化球团，更能改善高铬型钒钛磁铁矿还原特性，使矿粒变得疏松多孔，为高效深还原奠定基础；同时预还原金属化球团中残余一定量C，可作为深还原过程中的还原剂，减少还原剂添加量，实现还原剂的高效利用；预还原金属化球团在深还原熔分过程中，金属Fe熔融后能够强化V和Cr的还原和捕集，实现Fe、V和Cr富集与Fe相中形成Fe-V-Cr合金；本工艺不引入新杂质，不仅能够解决了传统工艺不能实现Fe、Ti、V和Cr全元素回收，而且还能够提升分离钛渣的品质，具有低能耗、高经济技术指标等优势。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
具体的，高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，包括以下步骤：
A、按照焦粉中C与高铬型钒钛磁铁矿中Fe、V、Ti和Cr中含O量的摩尔比为1.3～1.5，取高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，混合均匀后，破碎，得混合料；
B、将步骤A所得混合料与有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团A；
C、将步骤B所得球团A进行预还原，控制预还原温度为950～1250℃，预还原完毕，得金属化球团B；
D、将步骤D所得金属化球团B破碎后，加入金属化球团质量1～5％的焦粉，加入有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团C；
E、将步骤E所得球团C进行深度还原和熔分，控制深度还原和熔分温度为1550℃～1700℃，深度还原和熔分完毕后，经冷却和渣金分离，得Fe-V-Cr合金和钛渣。
由于高铬型钒钛磁铁矿中磁铁矿、钛磁铁矿、钒磁铁矿和铬磁铁矿属于紧密共生和伴生的矿相结构，目前高铬型钒钛磁铁矿的采用传统的高炉冶炼不能够对Fe、V、Ti和Cr进行有效回收利用，重要的是V与Cr在冶炼过程中的分离也成为高铬型钒钛磁铁矿冶炼的难题。本发明则以高铬型钒钛磁铁矿和焦粉为原料，采用高温箱式电阻炉对高铬型钒钛磁铁矿进行预还原的优势在于：高铬型钒钛磁铁矿在预还原过程中矿粒在预还原过程中动力学模型属于典型的未反应核模型，在还原过程中高温条件下焦粉产生的CO气体的内扩散和还原后产生的CO2气体外扩散过程导致矿粒表面疏松多孔，这样在深还原过程中产生的CO气体可以通过疏松多孔的表面富集与未反应的矿粒表面强化还原过程，这样有利于进一步深还原。
本发明方法步骤A中，所述混合料的粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％。本发明实施例中采用在密封式制样机中制样5～15min，将高铬型钒钛磁铁矿和焦粉破碎至粒径分布为74μm～150μm占物料总质量的78～92％，避免物料的浪费，效果较好，但本领域内其他技术手段也能实现破碎效果，只要进入下一步的物料粒径合格即可。
本发明涉及高铬型钒钛磁铁矿和焦粉粒度在74μm～150μm主要是为了增大高铬型钒钛磁铁矿和焦粉的比表面积，从而在球团制备过程中高铬型钒钛磁铁矿和焦粉能够充分接触，强化固-固还原，有利预还原过程；如果矿粉和焦粉的粒度过大，导致两者比表面积小，接触不充分，弱化固-固还原，降低预还原球团的金属化率；如果矿粉和焦粉粒度太小，在制样过程中会增加整个工艺能耗，不利于该工艺工业化生产要求，因此从预还原后球团金属化率、节能降耗和工艺经济运行等角度分析，高铬型钒钛磁铁矿和焦粉需控制在一个合理范围内。
本发明在预还原中按照焦粉中C与高铬型钒钛磁铁矿中Fe、V、Ti和Cr中含O量的摩尔比为1.3～1.5控制焦粉加入量，在深度还原过程中控制焦粉加入量为金属化球团质量1～5％，利用焦粉的还原性对金属氧化物进行还原，同时焦粉相对于煤粉而言热值更高，这样在还原过程中能够提供一部分热量，减少预还原过程中能耗；如果焦粉用量减少，那么预还原后金属化球团的金属化率达不到熔分要求，熔分效果较差，Fe、V和Cr的回收率降低；如果焦粉含量过高，预还原或者深度还原后残碳量较高，残余的C易于渣中TiO2反应生成TiC，导致渣的熔点和粘度增大，不利于熔分。
本发明方法步骤B和/或D中，所述有机粘结剂为聚乙烯醇，并控制其加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的0.2～0.4％；聚乙醇粘结剂在高温预还原过程中易挥发，预还原和熔分过程中均不会引入其他杂质，对深度还原和熔分得到Fe-V-Cr合金和钛渣的成分无影响。
本发明方法步骤B和/或D中，所述水的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的2～8％。
本发明方法步骤B中，造球时，先控制所得生球团直径直径为20～30mm，厚度(即高度)为10～15mm，其实际为圆柱形，这样球团粒径分布较为均匀、粒度范围窄，能减少预还原过程中料柱的粒径差，有助于改善预还原过程中还原性气流在球团间分布的均匀性，有利球团均匀化还原，减少金属化率波动范围。
本发明方法步骤B中，所述干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min。步骤B中，所得球团A的抗压强度为120～150N，落下强度度为55～75个/次。
本发明方法步骤C中，预还原过程温度对球团金属化率是有利的；试验发现，如果预还原过程中温度过低或者保温时间不足，不能达到预期金属化率，如果预还原温度较高或者保温时间过长，在预还原过程中，低熔点的渣相会优先熔化，熔化后包裹矿粉，使未反应的矿粒与还原气体隔绝，不利于预还原进行，因此本发明从金属化球团的金属化率和预还原过程动力学角度，设计预还原温度为950～1250℃，保温时间为5～40min。
现有技术中，普通钒钛磁铁矿熔分深还原的研究结果发现，金属化球团的金属化率指标大于87.75％即可；然而发明人发现，普通钒钛磁铁矿的金属化球团的金属化率指标并不适用于高铬型钒钛磁铁矿，金属化率偏低并不利于后续深度还原和熔分；因此本发明通过对焦粉加入量、造球条件及预还原条件的综合控制，步骤C中，使所得金属化球团B的金属化率为不低于88.26％，球团中残碳率为3.86～7.28％。
本发明方法步骤D中，所述破碎为破碎至物料粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％。同时步骤D中，造球时，控制所得生球团直径为直径为20～30mm，厚度为10～15mm，干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min，从而使所得球团C的抗压强度为120～150N，落下强度度为55～75个/次。
本发明方法步骤E中，所述深度还原和熔分时间为10～40min。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例中，高铬型钒钛磁铁矿采至攀枝花红格南矿区，其具体成分如表1所示。
表1实施例中高铬型钒钛磁铁矿成分组成(wt％)
Figure BDA0002802030710000051
Figure BDA0002802030710000061
实施例1
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和300g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样5min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的78％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.2％有机粘结剂聚乙烯醇和2％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球，得到直径为20mm，厚度为15mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间60min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为120N，落下强度度为55/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为950℃，分别控制炉内气氛为空气，预还原时间为5min；预还原后获得球团的金属化率达到88.26％，球团中残碳率为7.28％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为1％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间60min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1550℃；熔分时间为10min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到80.25％和75.36％，渣中TiO2含量40.27％，TFe含量：2.56％。
实施例2
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和310g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样10min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的82％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.3％有机粘结剂聚乙烯醇和4％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为12mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间80min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为138N，落下强度度为62/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为1050℃，分别控制炉内气氛为空气，预还原时间为10min；预还原后获得球团的金属化率达到89.23％，球团中残碳率为6.05％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为3％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为115℃，干燥时间80min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1600℃；熔分时间为20min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到82.05％和77.45％，渣中TiO2含量41.27％，TFe含量：2.36％。
实施例3
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和310g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的92％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和6％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为25mm，厚度为15mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为150N，落下强度度为75/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为1150℃，分别控制炉内气氛为空气，预还原时间为20min；预还原后获得球团的金属化率达到90.11％，球团中残碳率为5.05％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为5％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1700℃；熔分时间为40min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到85.26％和79.54％，渣中TiO2含量45.28％，TFe含量：1.12％。
实施例4
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和285g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的92％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和8％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为10mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为148N，落下强度度为72/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为950℃，分别控制炉内气氛为Ar，预还原时间为30min；预还原后获得球团的金属化率达到90.08％，球团中残碳率为3.86％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为5％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1850℃；熔分时间为40min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到86.46％和80.34％，渣中TiO2含量46.58％，TFe含量：1.08％。
实施例5
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和300g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的92％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和6％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为10mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为150N，落下强度度为75/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为1250℃，分别控制炉内气氛为Ar，预还原时间为30min；预还原后获得球团的金属化率达到90.28％，球团中残碳率为3.25％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为1％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1550℃；熔分时间为10min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到83.25％和78.26％，渣中TiO2含量44.28％，TFe含量：1.66％。
实施例6
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和300g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的92％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和6％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为10mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为150N，落下强度度为75/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为950℃，分别控制炉内气氛为N2，预还原时间为30min；预还原后获得球团的金属化率达到88.54％，球团中残碳率为7.28％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为5％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1700℃；熔分时间为40min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到85.05％和79.35％，渣中TiO2含量45.78％，TFe含量：1.89％。
实施例7
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和300g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的92％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和6％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为10mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为150N，落下强度度为75/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为1250℃，分别控制炉内气氛为N2，预还原时间为30min；预还原后获得球团的金属化率达到90.15％，球团中残碳率为4.32％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为1％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1550℃；熔分时间为10min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到82.55％和77.75％，渣中TiO2含量43.58％，TFe含量：2.56％。
实施例8
(1)、分别称取1000g高铬型钒钛磁铁矿和300g的焦粉，将焦粉与高铬型钒钛磁铁矿混合均匀后，在密封式制样机中制样15min，经检测粒度：粒径分布在74μm～150μm之间的原料占总质量的86％；
(2)、制样好后的高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，加入0.4％有机粘结剂聚乙烯醇和6％的水，混合均匀和润磨后，采用压片机造球后得到直径为30mm，厚度为10mm的生球团，生球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为105℃，干燥时间120min，干燥后得到的球团经检测：抗压强度为150N，落下强度度为75/次；
(3)、干燥后的球团装入坩埚内，放入高温箱式电阻炉内进行预还原实验；预还原温度为1150℃，分别控制炉内气氛为N2，预还原时间为30min；预还原后获得球团的金属化率达到89.05％，球团中残碳率为5.02％；
(4)、预还原后的球团进行破碎，添加金属化球团质量为5％焦粉混合后造球，将球团放入电热鼓风干燥箱内，设定干燥温度为120℃，干燥时间120min；
(5)、将球团放入坩埚内，在电炉内进行深度还原和熔分；深度还原和熔分为耦合工艺；控制深度还原和熔分温度为1850℃；熔分时间为10min，深度还原熔分后的球团冷却后，沿渣金分离界面切割后得到Fe-V-Cr合金和钛渣。
熔分后V和Cr在生铁中的回收率达到86.56％和80.32％，渣中TiO2含量46.55％，TFe含量：0.85％。

Claims (7)

1.高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、按照焦粉中C与高铬型钒钛磁铁矿中Fe、V、Ti和Cr中含O量的摩尔比为1.3～1.5，取高铬型钒钛磁铁矿与焦粉，混合均匀后，破碎，得混合料；
B、将步骤A所得混合料与有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团A；
C、将步骤B所得球团A进行预还原，控制预还原温度为950～1250℃，预还原完毕，得金属化球团B；
D、将步骤D所得金属化球团B破碎后，加入金属化球团质量1～5％的焦粉，加入有机粘结剂和水，混合均匀和润磨后，经造球和干燥，得球团C；
E、将步骤E所得球团C进行深度还原和熔分，控制深度还原和熔分温度为1550～1700℃，深度还原和熔分完毕后，经冷却和渣金分离，得Fe-V-Cr合金和钛渣；
步骤A中，所述混合料的粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％；
步骤B中，所述造球控制所得生球团直径为20～30mm，厚度为10～15mm；
步骤B中，所述球团A的抗压强度为120～150N，落下强度为55～75个/次；
步骤C中，预还原时，炉内气氛为空气、N2或Ar中的至少一种；
步骤C中，预还原时间为5～40min；
步骤C中，所得金属化球团B的金属化率为不低于88.26％，球团中残碳率为3.86～7.28％；
步骤D中，所述造球控制所得生球团直径为20～30mm，厚度为10～15mm；
步骤D中，所述球团C的抗压强度为120～150N，落下强度为55～75个/次。
2.根据权利要求1所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤B中，至少满足下列的一项：
所述有机粘结剂为聚乙烯醇；
所述有机粘结剂的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的0.2～0.4％；
所述水的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的2～8％。
3.根据权利要求1所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤B中，所述干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min。
4.根据权利要求1所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤D中，所述破碎为破碎至物料粒径为74～150μm占物料总质量的78～92％。
5.根据权利要求1所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤D中，至少满足下列的一项：
所述有机粘结剂为聚乙烯醇；
所述有机粘结剂的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的0.2～0.4％；
所述水的加入量为高铬型钒钛磁铁矿和焦粉总质量的2～8％。
6.根据权利要求1所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤D中，所述干燥的条件为：温度105～150℃，时间60～120min。
7.根据权利要求1～6任一项所述的高铬型钒钛磁铁矿煤基预还原-电炉深度还原熔分制备Fe-V-Cr合金和钛渣的方法，其特征在于：步骤E中，所述深度还原和熔分时间为10～40min。
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