CN1236816A

CN1236816A - 综合利用钒钛磁铁矿新工艺

Info

Publication number: CN1236816A
Application number: CN 99115348
Authority: CN
Inventors: 朱德庆; 姜涛; 郭宇峰; 邱冠周; 龚明斌; 李从德; 黄柱成; 陈大元; 杨永斌; 陈跃明; 徐经沧
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 1999-12-01
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: CN1069110C

Abstract

一种综合利用钒钛磁铁矿新工艺,本发明包括冷固球团直接还原、还原产品的磨碎磁选分离、非磁性物的酸性浸出和钠化焙烧浸出提钒。与传统方法比较,工艺流程短,节省投资,降低钠化剂消耗,同时提高了三种元素回收率,全流程铁钒钛综合回收率分别比现有生产流程提高5～6%、4～21%及3～83%,节能30～40%,节省投资20～30%。

Description

综合利用钒钛磁铁矿新工艺

本发明涉及一种综合利用钒钛磁铁矿，分离、回收铁、钒、钛的方法。

攀西地区蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿，其中钒金属储量占我国钒资源的60.4％、世界资源的12.2％，钛金属储量占我国钛储量的97％，占世界储量的39.1％，同时也是大型铁矿基地之一。对于钒钛磁铁矿的综合利用，传统的方法主要是高温氧化钠化焙烧和高温还原两种方法(王文忠主编，《复合矿综合利用》，P107～109，东北大学出版社，1994)，氧化钠化提钠过程为先用球团钠化氧化焙烧水浸提钒，浸钒后球团回转窑直接还原-电炉熔分，可实现铁、钒、钛的综合回收，铁、钒、钛回收率分别为85～89％、58％和74％，但生产流程长，钠化剂消耗高，提钒后球团强度差，回转窑内还原时易粉化和结圈，钒钛回收率低；高温还原法为铁精矿球团先经高温予热(900～1000℃)固结，再经回转窑还原-电炉熔分分离铁与钒钛、铁水吹炼提钒或渣中回收钒钛，铁、钒、钛的回收率分别为89％、55％和80％，实现了铁钒钛综合回收，减少钠化剂消耗，但仍存在生产流程长(两步火法加工)、能耗高、电炉熔分时铁与钒钛分离效果不稳定、钒钛流向难以控制、钒钛回收率低及含钛渣品位低(TiO₂45～50％)的缺点。

为了解决钒钛磁铁矿中铁钒钛综合回收利用难题，缩短工艺流程，节省投资，降低提钒药剂消耗，稳定钒钛在流程中的走向，提高铁钒钛回收率，生产直接还原铁粉做电炉炼钢原料、高纯V₂O₅及富钛渣，特提出本发明。

本发明包括冷固球团直接还原、还原产品的磨碎磁选分离、非磁性物的酸性浸出和钠化焙烧浸出提钒。具体工艺过程和技术参数如下：

1>冷固球团直接还原：细磨钒钛磁铁精矿后添加复合粘结剂造球，精矿细度-200目80～85％，由腐植酸钠+糊精(3～9∶1)配成的复合粘结剂添加量(重量)1.0～1.7％，添加剂为1％(重量)Na₂SO₄(固体)+1％Na₂CO₃(固体)，造球水分8.5～10％，生球干燥固结温度150～250℃，干燥风速0.6～0.9m/s；冷固球团直接还原用褐煤、次烟煤，还原温度1100～1150℃、还原时间180～240min,C/Fe比为0.5～0.6、还原球团金属化率93～95％。

2>还原球团磁选：对还原后球团进行进行两段磨矿、两段磁选。一段磨矿细度-200目90～99％，磁选场强500Os，二段磨矿细度-320目80～95％，磁选场强500～750Os，磁性粉中铁回收率94～96％，磁性粉中铁含量TFe为90～93％，磁选后所得磁性铁粉，根据需要可通过压团生产直接还原铁粉，也可以通过氢还原生产粉末冶金铁粉。非磁性物中V₂O₅、TiO₂品位分别为2～3％和44～46％，钒钛的回收率分别为84％和85％。

3>非磁性物的酸性浸出：磁选所得非磁性物经稀盐酸或稀硫酸二段浸出，脱除FeO、CaO、MgO、SiO₂等杂质，HCl(H₂SO₄)重量百分比浓度为1～3％，酸浸液固比(重量)为3∶1～4∶1，每次浸出1～3h。浸渣钒钛品位分别达V₂O₅3～4％和TiO₂70～72％，稀酸处理后的浸渣为优质提钒钛原料。

4>酸浸后的催化钠化焙烧：钠化剂为结晶Na₂SO₄，添加量5～10％，催化剂KMnO₄、NaClO、MnO₂、KNO₃、NaNO₃单独或任意比例混合使用，添加量为1～5％，焙烧温度800～950℃，焙烧时间1～2h，钒回收率92～95％。

附图说明：

图1：本发明工艺流程图。

本发明对钒钛磁铁精矿采用冷固球团煤基直接还原-磨矿磁选分离技术实现铁与钒铁的分离，与钒钛磁铁矿预热球团直接还原法及氧化球团直接还原法相比，工艺流程短，省去一步高温固结，节省投资；本发明所用粘结剂适用于亲水性差的钒钛磁铁矿，且煤基直接还原温度降低100～130℃；含钒钛物料(非磁性物)预先采用稀酸浸出处理，脱除残余FeO、CaO、MgO、少量Al₂O₃、SiO₂等杂质，使钒钛进一步富集，减少处理量，降低钠化剂消耗；钠化焙烧提钒，实现钒钛的有效分离，同时提高了三种元素回收率。本发明与电炉熔分相比，前者属常温作业，后者属高温过程，因此，前者能耗大为降低、投资大量节省、环境好，钒钛流向容易控制，而电炉法不易控制钒钛流向。本发明所得富钛渣品位为70～72％，比电炉熔分法(TiO₂45～55％)高15％左右，钒浸出率提高5％，降低钠化焙烧温度50～100℃，焙烧时间缩短20％。全流程铁钒钛综合回收率分别比现有生产流程提高5～6％、4～21％及3～83％，节能30～40％，节省投资20～30％。

实施例：

1攀西地区“太和铁矿钒钛磁铁矿铁钒钛综合利用新流程开发”项目中实施此方案。细磨钒钛磁铁精矿后添加复合粘结剂造球，精矿细度-200目85％，由腐植酸钠+糊精(9∶1)配成的复合粘结剂添加量(重量)1.7％，添加剂为1％(重量)Na₂SO₄(固体)+1％Na₂CO₃(固体)，造球水分10％，生球干燥固结温度200℃，干燥风速0.9m/s；冷固球团直接还原用褐煤、次烟煤，还原温度1150℃、还原时间240min,C/Fe比为0.6，还原球团金属化率95％；一段磨矿细度-200目90％，磁选场强500Os，二段磨矿细度-320目95％，磁选场强750Os，磁性粉中铁回收率96％，磁性粉中铁含量TFe93％，非磁性物中V₂O₅、TiO₂品位分别为3％和46％，钒钛的收率分别为84％和85％；磁选所得非磁性物经稀盐酸或稀硫酸二段浸出，HCl(H₂SO₄)重量百分比浓度为3％。液固比(重量)为4∶1，每次浸出3h。浸渣钒钛品位分别达V₂O₅4％和TiO₂72％，稀酸处理的浸渣为优质提钒钛原料；钠化提钒时结晶Na₂SO₄添加量5～10％，催化剂NaNO₃添加量为5％，焙烧温度950℃，焙烧时间2h，钒浸出率95％。

Claims

1一种综合利用钒钛磁铁矿新工艺，其特征在于：本发明包括冷固球团直接还原、还原产品的磨碎磁选分离、非磁性物的酸性浸出和钠化焙烧浸出提钒，具体工艺过程和技术参数如下：

1>冷固球团直接还原：细磨钒铁磁铁精矿后添加复合粘结剂造球，精矿细度-200目80～85％，添加总重量1.0～1.7％的复合粘结剂，复合粘结剂由腐植酸钠+糊精按3～9∶1配成，添加1％(重量)Na₂SO₄(固体)+1％Na₂CO₃(固体)作为添加剂，造球水分8.5～10％，生球干燥固结温度150～250℃，干燥风速0.6～0.9m/s，还原剂用褐煤、次烟煤，还原温度1100～1150℃、还原时间180～240min,C/Fe比为0.5～0.6；

2>还原球团磁选：包括两段磨矿、两段磁选，一段磨矿细度-200目90～99％，磁选场强500Os，二段磨矿细度-320目80～95％，磁选场强500～750Os；

3>非磁性物的酸性浸出：磁选所得非磁性物经稀盐酸或稀硫酸二段浸出，HCl或H₂SO₄的重量百分比浓度为1～3％，液固比(重量)为3∶1～4∶1，每次浸出1～3h；

4>酸浸后的催化钠化焙烧：钠化剂为结晶Na₂SO₄，添加量5～10％，催化剂KMnO₄、NaClO、MnO₂、KNO₃、NaNO₃单独或任意比例混合使用，添加量为1～5％(重量)，焙烧温度800～950℃，焙烧时间1～2h。