CN206607286U

CN206607286U - 全钒钛矿直接还原‑磁选的系统

Info

Publication number: CN206607286U
Application number: CN201720188895.5U
Authority: CN
Inventors: 邓君; 薛逊; 曹志成; 冯鲁兴; 唐敬坤; 吴道洪
Original assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-11-03
Anticipated expiration: 2027-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种全钒钛矿直接还原‑磁选的系统，包括：预处理装置，具有全钒钛矿入口和全钒钛矿颗粒出口；混合成型装置，具有全钒钛颗粒入口、粘结剂入口、添加剂入口、水入口和混合球团出口；氧化单元，具有混合球团入口和氧化球团出口；还原装置，具有氧化球团入口、还原气入口和金属化球团出口；加热装置，具有金属化球团入口和铁晶粒球团出口；水淬装置，具有铁晶粒球团入口和水淬球团出口；粉碎‑磁选装置，具有水淬球团入口、磁性物出口和非磁性物出口。采用该系统粉碎‑磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

Description

全钒钛矿直接还原-磁选的系统

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及全钒钛矿直接还原-磁选的系统。

背景技术

钒钛矿作为一种复合铁矿资源，具有极高的综合利用价值，如何用好钒钛矿，发挥资源的最大优势，全面回收铁钒钛一直是冶金界科研工作者努力的目标。

传统高炉流程以及国外非高炉流程冶炼钒钛矿，只回收了铁和钒，钛进入高炉渣，由于钛品位太低暂无经济合理的回收价值，造成钛资源的大量流失。

相关技术领域中，利用煤粉、焦粉等颗粒作为还原剂直接与钒钛矿颗粒混合制备球团并进行氧化、还原等处理，会因带入灰分而影响高钛炉渣二氧化钛的富集，降低二氧化钛品位。此外，现有技术钒钛矿直接还原-磁选工艺，细磨效率低、生产率低、产品中非磁性物中脉石含量高，增加了钒钛回收的原材料成本和能量的消耗，同时晶粒长大过程透气性差，易粘结，晶粒长大时间长。

因此，现有钒钛矿的处理技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统，采用该系统粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统，根据本实用新型的实施例，所述系统包括：

预处理装置，预处理装置具有全钒钛矿入口和全钒钛矿颗粒出口；

混合成型装置，混合成型装置具有全钒钛颗粒入口、粘结剂入口、添加剂入口、水入口和混合球团出口，全钒钛矿颗粒入口与全钒钛矿颗粒出口相连；

氧化单元，氧化单元具有混合球团入口和氧化球团出口，混合球团入口与混合球团出口相连；

还原装置，还原装置具有氧化球团入口、还原气入口和金属化球团出口，氧化球团入口与氧化球团出口相连；

加热装置，加热装置具有金属化球团入口和铁晶粒球团出口，金属化球团入口与金属化球团出口相连；

水淬装置，水淬装置具有铁晶粒球团入口和水淬球团出口，铁晶粒球团入口与铁晶粒球团出口相连；

粉碎-磁选装置，粉碎装置具有水淬球团入口、磁性物出口和非磁性物出口，水淬球团入口与水淬球团出口相连。

由此，根据本实用新型实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统通过将全钒钛矿送至预处理装置进行预处理得到全钒钛矿颗粒，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，从而增加后续在混合成型装置中全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，得到混合球团；混合球团经过氧化单元的氧化作用后混合球团中的低价铁、钒和钛被充分氧化成高价铁氧化物、高价钒氧化物和高价钛氧化物，得到氧化球团；接着氧化球团在还原装置中的还原气作用下发生还原反应，使得大多数高价铁化合物还原为金属铁及少量浮士体，得到疏松多孔、透气性好且热交换效率高的金属化球团，将金属化球团进一步加热处理，使得铁晶粒进一步长大，得到铁晶粒长大后的金属化球团，经水淬处理后，金属化球团性能变脆，成为水淬球团，可显著降低后续粉碎-磁选处理的成本。由此，采用该系统粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

任选的，所述氧化单元包括依次相连的干燥装置、预热装置和焙烧装置。由此，有利于混合球团充分氧化，从而提高后续铁、钒、钛的回收率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型再一个实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统实施全钒钛矿直接还原-磁选的方法流程示意图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统，根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：预处理装置100、混合成型装置200、氧化单元300、还原装置400、加热装置500、水淬装置600和粉碎-磁选装置700。

根据本实用新型的实施例，预处理装置100具有全钒钛矿入口101和全钒钛矿颗粒出口102，且适于将全钒钛矿进行预处理，以便得到全钒钛矿颗粒。由此，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，有利于提高铁、钒、钛的回收率。具体的，预处理装置包括依次相连的细磨装置和烘干装置。

根据本实用新型的一个实施例，全钒钛矿并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，全钒钛矿可以为钒钛铁精矿、钛精矿中的至少之一。由此，可进一步提高铁、钒、钛的回收率。

根据本实用新型的再一个实施例，全钒钛矿颗粒的粒度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，全钒钛矿颗粒中粒度不大于200目的占比50％重量以上。发明人发现，钒钛矿颗粒过大或过小均会导致成球性能差，破损率高，能耗高、生产率低等缺点。

根据本实用新型的实施例，混合成型装置200具有全钒钛颗粒入口201、粘结剂入口202、添加剂入口203、水入口204和混合球团出口205，全钒钛矿颗粒入口201与全钒钛矿颗粒出口102相连，且适于将全钒钛矿颗粒、粘结剂、添加剂和水进行混合成型处理，以便得到混合球团。由此，有利于增加全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，从而进一步提高铁、钒、钛的回收率。需要说明的是，粘结剂的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为膨润土。

根据本实用新型的一个实施例，全钒钛矿颗粒和粘结剂、添加剂、水的混合质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，全钒钛矿颗粒和粘结剂、添加剂、水的混合质量比可以为(100)：(0.5-1.5)：(0.5-2)：(5.5-8.5)。发明人发现，水分过低或过高都将导致成球性差，破损率高，电耗高，生产率低；而且水分过高还将导致烘干预热的热量供应增加，能耗增加；粘结剂、添加剂过高将增加生产成本，过低成球性差，冶金性能差。

根据本实用新型的再一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为10-18mm。发明人发现，如球团粒径过大，球团内部传热慢，球团干燥、预热、氧化焙烧过程容易出现外部过热，内部不热及“烧不透，煮不熟”的状态；而若球团粒径过小，球团之间透气性差，增加能耗及生产成本。

根据本实用新型的实施例，氧化单元300具有混合球团入口301和氧化球团出口302，混合球团入口301与混合球团出口205相连，且适于将混合球团进行处理，以便得到氧化球团。

根据本实用新型的一个实施例，氧化单元可以包括依次相连的干燥装置、预热装置和焙烧装置。例如，可以将上述所得的混合球团送至竖炉或链篦机-回转窑依次进行干燥、预热、氧化-焙烧处理，得到满足竖炉生产的氧化球团，具体的，氧化球团粒径≥9mm，抗压强度>2000N/个，还原性大于60％等冶金性能可以满足竖炉生产。

根据本实用新型的实施例，还原装置400具有氧化球团入口401、还原气入口402和金属化球团出口403，氧化球团入口401与氧化球团出口302相连，且适于采用还原气对氧化球团进行还原处理，以便得到金属化球团。具体的，将上述所得氧化球团送入竖炉车间，并吊运至竖炉炉顶料仓，将料仓中的氧化球团通过下料管连续下料至竖炉，与此同时，还原气从竖炉还原段下部输入，还原气温度为800-1000摄氏度，还原气气量为每吨金属球团1700-2000Nm³，还原气中CO和H₂的体积总量占比大于80v％，H₂与CO的体积比为1.25-5.5，在竖炉内下降的氧化球团与上升的还原气直接发生还原反应生成金属化球团，氧化球团中的高价铁化合物在还原气的作用下被还原为低价铁化合物，所得的金属化球团中铁晶粒较大，且疏松多孔、透气性好、热交换效率高。

根据本实用新型的一个实施例，还原气中一氧化碳和氢气的体积总量并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，还原气中一氧化碳和氢气的体积总量可以为占80％以上。发明人发现，若还原气中一氧化碳和氢气的体积总量低于80％，则球团还原速度降低，从而导致生产能耗增加。

根据本实用新型的实施例，加热装置500具有金属化球团入口501和铁晶粒球团出口502，金属化球团入口501与金属化球团出口403相连，且适于将金属化球团进行加热处理，以便得到铁晶粒球团。具体的，竖炉还原段以下设置下料溜槽，溜槽段使用循环竖炉炉顶气以防止金属化球团被氧化，通过溜槽将还原后的金属化球团送至蓄热式燃气炉，炉内呈弱还原气氛，继续加热金属化球团使其温度从700-850摄氏度升温至1100-1200摄氏度，保温15-30min，便于铁晶粒长大，得到铁晶粒球团。

根据本实用新型的实施例，水淬装置600具有铁晶粒球团入口601和水淬球团出口602，铁晶粒球团入口601与铁晶粒球团出口502相连，且适于将铁晶粒球团进行水淬处理，以便得到水淬球团。具体的，待铁晶粒球团保温结束后出料水淬，通过水淬可改变铁晶粒球团的晶型结构，使其性能变脆，有利于后续粉碎-磁选处理，降低后续粉碎-磁选处理的成本，同时可克服现有技术中细晶粒在长大过程中物料粘结的问题，如此，有利于提高设备的作业率，促进整个工艺顺行。

根据本实用新型的实施例，粉碎-磁选装置700具有水淬球团入口701、磁性物出口702和非磁性物出口703，水淬球团入口701与水淬球团出口602相连，且适于将水淬球团进行粉碎和磁选处理，以便得到磁性物和非磁性物。具体的，先将水淬后的水淬球团粉碎细磨至200目以下占50％以上，然后进行磁选，磁选时的磁场强度为450-800特斯拉，得到磁性物和非磁性物，磁性物中铁回收率达95wt％以上，非磁性物是后续提钒提钛的优质原料，非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

根据本实用新型实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统通过将全钒钛矿送至预处理装置进行预处理得到全钒钛矿颗粒，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，从而增加后续在混合成型装置中全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，得到混合球团；混合球团经过氧化单元的氧化作用后混合球团中的低价铁、钒和钛被充分氧化成高价铁氧化物、高价钒氧化物和高价钛氧化物，得到氧化球团；接着氧化球团在还原装置中的还原气作用下发生还原反应，使得大多数高价铁化合物还原为金属铁及少量浮士体，得到疏松多孔、透气性好且热交换效率高的金属化球团，将金属化球团进一步加热处理，使得铁晶粒进一步长大，得到铁晶粒长大后的金属化球团，经水淬处理后，金属化球团性能变脆，成为水淬球团，可显著降低后续粉碎-磁选处理的成本。由此，采用该系统粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

为了方便理解，下面参考图2对利用本实用新型上述全钒钛矿直接还原-磁选的系统实施全钒钛矿直接还原-磁选的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：

S100：将全钒钛矿供给至预处理装置中进行预处理

该步骤中，将全钒钛矿供给至预处理装置中进行预处理，以便得到全钒钛矿颗粒。由此，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，有利于提高铁、钒、钛的回收率。具体的，预处理过程包括细磨和烘干过程。

S200：将全钒钛矿颗粒、粘结剂、添加剂和水供给至混合成型装置中进行混合成型处理

该步骤中，将全钒钛矿颗粒、粘结剂、添加剂和水供给至混合成型装置中进行混合成型处理，以便得到混合球团。由此，有利于增加全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，从而进一步提高铁、钒、钛的回收率。需要说明的是，粘结剂的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为膨润土。

S300：将混合球团供给至氧化单元进行处理

该步骤中，将混合球团供给至氧化单元进行氧化处理，以便得到氧化球团。具体的，氧化处理包括依次相连的干燥处理、预热处理和焙烧处理。例如，将上述所得的混合球团送至竖炉或链篦机-回转窑依次进行干燥、预热、氧化-焙烧处理，得到满足竖炉生产的氧化球团，具体的，氧化球团粒径≥9mm，抗压强度>2000N/个，还原性大于60％等冶金性能可以满足竖炉生产。

S400：将氧化球团和还原气供给至还原装置中进行还原处理

该步骤中，将氧化球团和还原气供给至还原装置中进行还原处理，以便得到金属化球团。具体的，将上述所得氧化球团送入竖炉车间，并吊运至竖炉炉顶料仓，将料仓中的氧化球团通过下料管连续下料至竖炉，与此同时，还原气从竖炉还原段下部输入，还原气温度为800-1000摄氏度，还原气气量为每吨金属球团1700-2000Nm³，还原气中CO和H₂的体积总量占比大于80v％，H₂与CO的体积比为1.25-5.5，在竖炉内下降的氧化球团与上升的还原气直接发生还原反应生成金属化球团，氧化球团中的高价铁化合物在还原气的作用下被还原为低价铁化合物，所得的金属化球团中铁晶粒较大，且疏松多孔、透气性好、热交换效率高。

S500：将金属化球团供给至加热装置中进行加热处理

该步骤中，将金属化球团供给至加热装置中进行加热处理，以便得到铁晶粒球团。具体的，竖炉还原段以下设置下料溜槽，溜槽段使用循环竖炉炉顶气以防止金属化球团被氧化，通过溜槽将还原后的金属化球团送至蓄热式燃气炉，炉内呈弱还原气氛，继续加热金属化球团使其温度从700-850摄氏度升温至1100-1200摄氏度，保温15-30min，便于铁晶粒长大，得到铁晶粒球团。

S600：将铁晶粒球团供给至水淬装置中进行水淬处理

该步骤中，将铁晶粒球团供给至水淬装置中进行水淬处理，以便得到水淬球团。具体的，待铁晶粒球团保温结束后出料水淬，通过水淬可改变铁晶粒球团的晶型结构，使其性能变脆，有利于后续粉碎-磁选处理，降低后续粉碎-磁选处理的成本，同时可克服现有技术中细晶粒在长大过程中物料粘结的问题，如此，有利于提高设备的作业率，促进整个工艺顺行。

S700：将水淬球团供给至粉碎-磁选装置中进行粉碎和磁选处理

该步骤中，将水淬球团供给至粉碎-磁选装置中进行粉碎和磁选处理，以便得到磁性物和非磁性物。具体的，先将水淬后的水淬球团粉碎细磨至200目以下占50％以上，然后进行磁选，磁选时的磁场强度为450-800特斯拉，得到磁性物和非磁性物，磁性物中铁回收率达95wt％以上，非磁性物是后续提钒提钛的优质原料，非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

根据本实用新型实施例的全钒钛矿直接还原-磁选的系统实施全钒钛矿直接还原-磁选的方法通过将全钒钛矿送至预处理装置进行预处理得到全钒钛矿颗粒，可显著增加全钒钛矿颗粒的比表面积，从而增加后续在混合成型装置中全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水的接触面积，使得全钒钛矿颗粒与粘结剂、添加剂和水充分接触，得到混合球团；混合球团经过氧化单元的氧化作用后混合球团中的低价铁、钒和钛被充分氧化成高价铁氧化物、高价钒氧化物和高价钛氧化物，得到氧化球团；接着氧化球团在还原装置中的还原气作用下发生还原反应，使得大多数高价铁化合物还原为金属铁及少量浮士体，得到疏松多孔、透气性好且热交换效率高的金属化球团，将金属化球团进一步加热处理，使得铁晶粒进一步长大，得到铁晶粒长大后的金属化球团，经水淬处理后，金属化球团性能变脆，成为水淬球团，可显著降低后续粉碎-磁选处理的成本。由此，采用该方法粉碎-磁选成本低，设备作业率高，且所得的磁性物中铁回收率达95wt％以上，所得的非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

参考图3，将全钒钛矿(钒钛铁精矿)供给至预处理装置中进行预处理，得到粒度不大于200目的占比80％重量的全钒钛矿(钒钛铁精矿或钛精矿)颗粒，其主要成分及各成分的含量见表1，并将上述全钒钛矿(钒钛铁精矿)颗粒与粘结剂(膨润土)、添加剂(碳酸钠)和水按照质量比(100)：(0.5-1.5)：(0.5-2)：(5.5-8.5)送至混合成型装置中进行混合成型，得到粒径为10-18mm的混合球团，接着将该混合球团供给至氧化单元(链篦机-回转窑)依次进行干燥、预热、氧化-焙烧处理，得到满足还原装置(竖炉)生产的氧化球团，然后将该氧化球团送入竖炉车间，并吊运至竖炉炉顶料仓，将料仓中的氧化球团通过下料管连续下料至竖炉，与此同时，还原气从竖炉还原段下部输入，还原气温度为850摄氏度，还原气气量为每吨金属球团2000Nm³，还原气中CO和H₂的体积总量占比85v％，H₂与CO的体积比为4，在竖炉内下降的氧化球团与上升的还原气直接发生还原反应生成金属化球团，氧化球团中的高价铁化合物在还原气的作用下被还原为低价铁化合物，所得的金属化球团中铁晶粒较大，且疏松多孔、透气性好、热交换效率高。竖炉还原段以下设置下料溜槽，溜槽段使用循环竖炉炉顶气以防止金属化球团被氧化，通过溜槽将还原后的金属化球团送至加热装置(蓄热式燃气炉)，炉内呈弱还原气氛，继续加热金属化球团使其温度从700-850摄氏度升温至1100摄氏度，保温15min，便于铁晶粒长大，得到铁晶粒球团。待铁晶粒球团保温结束后出料送至水淬装置进行水淬处理，打水量为350kg/t.DRI，通过水淬可改变铁晶粒球团的晶型结构，使其性能变脆，有利于后续粉碎-磁选处理，降低后续粉碎-磁选处理的成本，同时可克服现有技术中细晶粒在长大过程中物料粘结的问题，如此，有利于提高设备的作业率，促进整个工艺顺行；最后将水淬球团供给至粉碎-磁选装置中进行粉碎和磁选处理，具体的，将水淬后的水淬球团粉碎细磨至150目以下占50％以上，然后进行磁选，磁选时的磁场强度为600特斯拉，得到磁性物和非磁性物，磁性物的主要成分及各成分的含量见表2，非磁性物的主要成分及各成分的含量见表3，磁性物中铁回收率达96.58wt％，非磁性物是后续提钒提钛的优质原料，非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达96wt％以上，钒进渣97wt％以上。

表1钒钛铁精矿主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	V₂O₅	TiO₂
					含量	56	21	0.65	13

表2磁性物主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	MFe	V₂O₅	TiO₂
						含量	93.25	7.07	87.75	0.09	0.86

表3非磁性物主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	MFe	V₂O₅	TiO₂
						含量	5.56	3.05	3.19	2.36	53.65

实施例2

参考图3，将全钒钛矿(钒钛铁精矿)供给至预处理装置中进行预处理，得到粒度不大于200目的占比80％重量的全钒钛矿(钒钛铁精矿或钛精矿)颗粒，其主要成分及各成分的含量见表4，并将上述全钒钛矿(钒钛铁精矿或钛精矿)颗粒与粘结剂(膨润土)、添加剂(硝酸钾)和水按照质量比(100)：(0.5-1.5)：(0.5-2)：(5.5-8.5)送至混合成型装置中进行混合成型，得到粒径为10-18mm的混合球团，接着将该混合球团供给至氧化单元(竖炉或链篦机-回转窑)依次进行干燥、预热、氧化-焙烧处理，得到满足还原装置(竖炉)生产的氧化球团，然后将该氧化球团送入竖炉车间，并吊运至竖炉炉顶料仓，将料仓中的氧化球团通过下料管连续下料至竖炉，与此同时，还原气从竖炉还原段下部输入，还原气温度为950摄氏度，还原气气量为每吨金属球团1800Nm³，还原气中CO和H₂的体积总量占比90v％，H₂与CO的体积比为4，在竖炉内下降的氧化球团与上升的还原气直接发生还原反应生成金属化球团，氧化球团中的高价铁化合物在还原气的作用下被还原为低价铁化合物，所得的金属化球团中铁晶粒较大，且疏松多孔、透气性好、热交换效率高。竖炉还原段以下设置下料溜槽，溜槽段使用循环竖炉炉顶气以防止金属化球团被氧化，通过溜槽将还原后的金属化球团送至加热装置(蓄热式燃气炉)，炉内呈弱还原气氛，继续加热金属化球团使其温度从700-850摄氏度升温至1200摄氏度，保温20min，便于铁晶粒长大，得到铁晶粒球团。待铁晶粒球团保温结束后出料送至水淬装置进行水淬处理，打水量为350kg/t.DRI，通过水淬可改变铁晶粒球团的晶型结构，使其性能变脆，有利于后续粉碎-磁选处理，降低后续粉碎-磁选处理的成本，同时可克服现有技术中细晶粒在长大过程中物料粘结的问题，如此，有利于提高设备的作业率，促进整个工艺顺行；最后将水淬球团供给至粉碎-磁选装置中进行粉碎和磁选处理，具体的，将水淬后的水淬球团粉碎细磨至150目以下占50％以上，然后进行磁选，磁选时的磁场强度为800特斯拉，得到磁性物和非磁性物，磁性物的主要成分及各成分的含量见表5，非磁性物的主要成分及各成分的含量见表6，磁性物中铁回收率达96wt％以上，非磁性物是后续提钒提钛的优质原料，非磁性物中含钛渣二氧化钛的回收率达98wt％，钒进渣97wt％以上。

表4钒钛铁精矿主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	V₂O₅	TiO₂
					含量	38	21	0.31	46

表5磁性物主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	MFe	V₂O₅	TiO₂
						含量	94.73	5.49	90.46	0.21	2.18

表6非磁性物主要成分及各成分的含量(wt％)

成分	TFe	FeO	MFe	V₂O₅	TiO₂
						含量	2.42	2.33	0.61	0.62	94.32

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种全钒钛矿直接还原-磁选的系统，其特征在于，包括：

预处理装置，所述预处理装置具有全钒钛矿入口和全钒钛矿颗粒出口；

混合成型装置，所述混合成型装置具有全钒钛颗粒入口、粘结剂入口、添加剂入口、水入口和混合球团出口，所述全钒钛矿颗粒入口与所述全钒钛矿颗粒出口相连；

氧化单元，所述氧化单元具有混合球团入口和氧化球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；

还原装置，所述还原装置具有氧化球团入口、还原气入口和金属化球团出口，所述氧化球团入口与所述氧化球团出口相连；

加热装置，所述加热装置具有金属化球团入口和铁晶粒球团出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连；

水淬装置，所述水淬装置具有铁晶粒球团入口和水淬球团出口，所述铁晶粒球团入口与所述铁晶粒球团出口相连；

粉碎-磁选装置，所述粉碎装置具有水淬球团入口、磁性物出口和非磁性物出口，所述水淬球团入口与所述水淬球团出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化单元包括依次相连的干燥装置、预热装置和焙烧装置。