RU2492245C1 - Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата - Google Patents
Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492245C1 RU2492245C1 RU2012107598/02A RU2012107598A RU2492245C1 RU 2492245 C1 RU2492245 C1 RU 2492245C1 RU 2012107598/02 A RU2012107598/02 A RU 2012107598/02A RU 2012107598 A RU2012107598 A RU 2012107598A RU 2492245 C1 RU2492245 C1 RU 2492245C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- pellets
- slag
- titanium
- metal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке ванадийсодержащих титаномагнетитовых концентратов для прямого получения железа и извлечения ванадия. Способ включает получение окатышей из смеси ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата с твердым углеродосодержащим и связующим материалами, их твердофазную металлизацию, которую завершают при температуре 1300…1350°С, и загрузку металлизованных окатышей непрерывно в плавильный агрегат, где при температуре не более 1400°С происходит их жидкофазное разделение на металл и титанованадиевый шлак. Затем титанованадиевый шлак удаляют для дальнейшей переработки, а металлический полупродукт перерабатывают в сталь в сталеплавильном агрегате. Это ведет к повышению эффективности процесса при уменьшении энергетических и материальных затрат.
Description
Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при переработке ванадийсодержащих титаномагнетитовых концентратов для прямого получения железа в виде металлических гранул и извлечения ванадия.
Известен способ переработки титаномагнетитовых концентратов, описанный в статье Резниченко В. А., Садыхов Г. Б., Карязин И. А. Титаномагнетиты - сырье для новой модели производства. / Металлы, 1997, №6, стр.3-7.
Согласно известному способу, окатыши титаномагнетитового концентрата (55…64% Fe, 2,5…17% TiO2, 0,5…1,3% V2O5, 0,5…3% SiO2, 0,5…4% Al2O3, 0,1…1,05% Cr2O3, 0,5…3% MgO, 0,1…1,7% MnO и т.д.) без флюсовых добавок сначала подвергают предварительной металлизации с применением газового восстановителя, затем металлизованные окатыши плавят в рудотермических электропечах с прямым получением металлического железа, минуя выплавку ванадиевого чугуна, и комплексного титанованадиевого шлака. При этом практически весь ванадий или большая часть его концентрируется в титановом шлаке. В зависимости от состава используемого концентрата содержание V2O5 колеблется в пределах 2…7%, а TiO2 - в пределах 24…60%. В дальнейшем металл перерабатывают для получения качественной стали, а шлак - гидрометаллургическим способом для извлечения ванадия и титана.
Основным недостатком указанного способа является применение для разделения металлизованного железа и ванадийсодержащего титанового шлака энергоемкого процесса - плавки в рудотермических электропечах.
Известен способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата, описанный в статье авторов Jena, B. C., Dresler W., Reilly I. G. «Extraction of titanium, vanadium and iron from titanomagnetite», deposits at Pipestone Lake, Manitoba, Canada. Minerals Engineering, Vol. 8, No.1-2, 1995, pp.159-168].
В известном способе титаномагнетитовый концентрат, содержащий 57,5% Fe, 0,66% V (в пересчете на V2O5 - 1,18%) и 16,6% TiO2, подвергают восстановительной плавке в руднотермических электропечах в присутствии твердого углерода. При этом получают металлический продукт, содержащий до 99% Fe, и шлак с содержанием 9…35% FeO, 31…46% TiO2 и 1,2…1,6% V (2,14…2,9% V2O5). Около 98% титана и ванадия остается в шлаковой фазе. Шлак в дальнейшем обрабатывают для извлечения ванадия и титана. Аналогичный способ переработки титаномагнетитового концентрата описан в другой работе [см. Gupta, С.К., and Krishnamurthy, N., 1992, Extractive metallurgy of Vanadium-Process Metallurgy 8, the Netherlands, Elsevier Science Publishers B. V., pp. 295-298]. Концентрат, содержащий 64% Fe, 7,6% TiO2 и 1,6% V2O5, окатывают, и окатыши с добавлением 26% углерода (от массы концентрата) подвергают восстановительной плавке в электропечи с получением чугуна и ванадийсодержащего титанового шлака. При этом большое количество ванадия совместно с титаном концентрируется в шлаке. Содержание ванадия в чугуне составляет около 0,07%.
Недостатком известного способа является тот факт, что в условиях восстановительной плавки процессу восстановления железа предшествует плавление исходного концентрата, на которое расходуется много электрической энергии и в результате которого уменьшается площадь поверхности реагирования концентрата. Процесс металлизации железа в жидкой фазе протекает медленно, в результате чего существенно увеличивается продолжительность плавки. Это приводит к большому расходу электроэнергии.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата, описанный в патенте РФ №2399680 «Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака» по кл. С21В 13/08, з. 04.09.2008, oп. 20.09.2010 г. и выбранный в качестве прототипа.
Согласно формуле, известный способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата включает в себя получение окатышей из его смеси с твердым углеродосодержащим и кальцийсодержащим материалами и со связующим, их металлизацию, охлаждение, дробление и отделение металлизованного железа от шлака, при этом металлизацию осуществляют в печи с вращающимся подом с завершением процесса при температуре 1535…1540°С для плавления и коагуляции металлического железа и образования титанованадиевого шлака, содержание FeO и соотношение CaO/SiO2 в котором поддерживают в пределах 8…25% и 1,25…4,0 соответственно.
В известном способе переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата окатыши из смеси концентрата с углеродосодержащим и кальцийсодержащим материалами и со связующим подвергают металлизации в печи с вращающимся подом при нагреве до температуры 1535…1540°С для плавления восстановленного железа и титанованадиевого шлака, в котором поддерживают содержание FeO в пределах 8…25% и соотношение CaO/SiO2 в пределах 1,25…4,0. После завершения процесса продукт металлизации титаномагнетитового концентрата выгружают из печи, охлаждают, дробят и подвергают магнитной сепарации для отделения металлических гранул от шлака. Полученные железные гранулы могут быть переработаны как в конвертерах, так и в электропечах для производства качественной стали, титанованадиевый шлак - для извлечения ванадия гидрометаллургическим способом.
Способ металлизации титаномагнетитового концентрата позволяет получить наряду с железными гранулами ванадийсодержащий титановый шлак. Полученные таким способом железные гранулы могут быть переработаны в конвертерах или в электропечах с получением стали, а титанованадиевый шлак может быть использован для извлечения ванадия гидрометаллургическим способом.
Недостатком способа является его неэкономичность и неэффективность, обусловленные технологией: плавление продуктов металлизации - восстановленного железа и образовавшегося шлака, а также проведение операций охлаждения, дробления металлизованных окатышей и отделение металла от шлака в твердом состоянии.
Плавление продуктов металлизации в восстановительной печи требует на заключительной стадии восстановления нагрева окатышей выше температуры плавления железа (1540°С) и вызывает необходимость снижения температуры плавления шлака за счет добавок кальцийсодержащих материалов и высокого остаточного содержания оксидов железа в шлаке. Введение в состав смеси для изготовления окатышей кальцийсодержащих материалов ведет к разбавлению ванадийсодержащего шлака, что снижает содержание ванадия в шлаке и понижает ценность шлака. Высокое остаточное содержание оксидов железа в шлаке уменьшает степень извлечения железа и также сопровождается разбавлением ванадийсодержащего шлака и снижением его ценности.
Охлаждение, дробление и сепарация продуктов металлизации требует значительных трудовых и материальных затрат, а с учетом повторного плавления металлических гранул в сталеплавильных агрегатах сопровождается значительными энергетическими потерями.
Задачей предложенного изобретения является повышение экономичности и эффективности способа переработки титаномагнетитового концентрата с получением стали и титанованадиевого шлака.
Поставленная задача решается тем, что в способе переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата, включающем получение окатышей из его смеси с твердым углеродосодержащим и связующим материалами, их металлизацию, последующее разделение на металлопродукт для переработки его в сталь и титанованадиевый шлак для извлечения из него ванадия, согласно изобретению, металлизацию окатышей завершают при температуре 1300…1350°С, после чего металлизованные окатыши загружают непрерывно в плавильный агрегат, где проводят разделение окатышей на металлопродукт и титанованадиевый шлак при температуре не более 1400°С.
Проведение твердофазной металлизации при температуре не выше 1350°С позволяет полностью восстанавливать железо из титанованадиевого концентрата и сохранить в оксидном остатке титан и ванадий. Металлизация при температуре менее 1300°С протекает с невысокой скоростью, требует длительных выдержек и снижает эффективность восстановления железа. Повышение температуры металлизации ведет к ускорению процесса, поэтому его целесообразно вести при максимально высокой температуре. Однако нагрев окатышей выше температуры 1350°С приведет к восстановлению ванадия из концентрата, переходу его в металлическую фазу, что уменьшит содержание ванадия в шлаке и понизит ценность шлака.
Непрерывная загрузка горячих металлизованных окатышей в ванну сталеплавильного агрегата сохраняет физическое тепло окатышей, понижает температуру металлического расплава в сталеплавильном агрегате и обеспечивает возможность проведения процесса при температуре металла не более 1400°С. Такая температура достаточна для расплавления углеродистого металлопродукта, что необходимо для жидкофазного разделения продуктов металлизации. В то же время относительно низкая температура металла обеспечивает благоприятные термодинамические условия для получения в шлаке высокой концентрации оксидов титана и ванадия в совокупности. Это ведет к повышению эффективности процесса в целом, а в совокупности с использованием жидкофазного разделения металла и титанованадиевого шлака вместо твердофазного разделения в прототипе, влекущего за собой усложнение и удорожание процесса, дает возможность сделать процесс более простым и экономичным при его высокой эффективности.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа, обеспечивающего получение из титаномагнетитового концентрата стального полупродукта и титанованадиевого шлака при уменьшении энергетических, трудовых и материальных затрат на их производство.
Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как завершение металлизации при температуре 1300…1350°С, непрерывная загрузка металлизованных окатышей в плавильный агрегат и жидкофазное разделение металлизованных окатышей в плавильном агрегате при температуре металла не более 1400°С, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемый способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата может найти широкое применение в черной и цветной металлургии, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемый способ заключается в следующем. Получают окатыши из смеси ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата с твердым углеродосодержащим и связующим материалами. Проводят их твердофазную металлизацию, которую завершают при температуре 1300…1350°С. Далее металлизованные окатыши загружают непрерывно в плавильный агрегат, где при температуре металла не более 1400°С происходит жидкофазное разделение их на металл и титанованадиевый шлак. Затем титанованадиевый шлак удаляют для дальнейшей переработки, а металлический полупродукт перерабатывают в сталь в сталеплавильном агрегате известными способами.
Заявляемый способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата осуществляется следующим образом.
Получают окатыши из смеси ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата с твердым углеродосодержащим и связующим материалами. При этом в качестве углеродсодержащего материала берут, в частности, энергетический каменный уголь, а в качестве связующего материала используют, например, жидкое стекло. Затем выполняют металлизацию окатышей, которую заканчивают при температуре 1300…1350°С. Нагрев окатышей до этой температуры обеспечивает необходимую скорость восстановления железа, но эта температура недостаточна для восстановления титана и ванадия. Окончание процесса восстановления при температуре 1300…1350°С позволяет получить продукты металлизации - железо и оксидный остаток - в твердом состоянии. Продукты металлизации представляют собой металломатричный композиционный материал, в котором оксиды невосстановленных металлов - титана и ванадия - заключены в металлическую матрицу из спекшихся частиц металлического железа.
Далее металлизованные окатыши загружают непрерывно в плавильный агрегат для жидкофазного разделения металла и оксидного остатка - титанованадиевого шлака при температуре не более 1400°С. Непрерывная загрузка горячих металлизованных окатышей в ванну сталеплавильного агрегата сохраняет физическое тепло окатышей и уменьшает расход энергии на плавление. Непрерывное поступление окатышей позволяет понизить температуру металлического расплава и вести процесс разделения при температуре металла не более 1400°С, что обеспечивает благоприятные термодинамические условия для получения в шлаке высокой концентрации оксидов титана и ванадия. В ванне сталеплавильного агрегата происходит растворение металлического железа окатышей и разделение металла и высокотитанистого ванадийсодержащего шлака.
Титанованадиевый шлак удаляют для дальнейшей переработки с целью извлечения ванадия гидрометаллургическим способом. После удаления высокотитанистого ванадийсодержащего шлака металлический полупродукт перерабатывают в сталь в сталеплавильном агрегате известными способами.
В итоге получают из ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата стальной полупродукт и титанованадиевый шлак при уменьшении энергетических, трудовых и материальных затрат на их производство.
В сравнении с прототипом заявляемый способ является более эффективным и менее затратным.
Claims (1)
- Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата, включающий получение окатышей из его смеси с твердым углеродосодержащим и связующим материалами и их металлизацию, последующее разделение продуктов металлизации окатышей на металлопродукт для переработки в сталь и титанованадиевый шлак для извлечения из него ванадия, отличающийся тем, что металлизацию окатышей завершают при температуре 1300…1350°С, металлизованные окатыши загружают непрерывно в плавильный агрегат, в котором проводят жидкофазное разделение окатышей на металлопродукт для переработки в сталь и титанованадиевый шлак при температуре металла не более 1400°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107598/02A RU2492245C1 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107598/02A RU2492245C1 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2492245C1 true RU2492245C1 (ru) | 2013-09-10 |
Family
ID=49164892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012107598/02A RU2492245C1 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2492245C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103924069A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-16 | 四川省川威集团有限公司 | 一种以含铁印尼海砂精矿为原料制备氧化性球团的方法 |
RU2684462C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2019-04-09 | Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз | Способ преобразования и выделения ванадия, титана и железа из концентрата на основе ванадия-титана-железа в одну стадию |
RU2688072C1 (ru) * | 2017-10-30 | 2019-05-17 | Паньган Груп Паньчжихуа Айрон Энд Стил Рисёч Инститьют Ко., Лтд. | Способ извлечения ванадия и хрома из ванадиево-хромовых шлаков |
CN110066899A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-30 | 东北大学 | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 |
CN110592314A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种利用电炉生产富钒渣的方法 |
CN111235389A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-05 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种钒钛磁铁矿的冶炼方法及装置 |
CN114672645A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-28 | 攀枝花学院 | 利用钒钛磁铁矿尾矿制备钛铁合金的方法 |
CN115198086A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-10-18 | 黑龙江建龙钢铁有限公司 | 高碱度钒钛烧结矿的烧结方法 |
CN117025875A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-11-10 | 矿冶科技集团有限公司 | 钒钛磁铁矿选冶联合综合利用的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2399680C2 (ru) * | 2008-09-04 | 2010-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
CN102061397A (zh) * | 2010-06-02 | 2011-05-18 | 四川龙蟒矿冶有限责任公司 | 一种从钒钛磁铁矿中回收利用钒、铬、钛、铁的方法 |
CN102277462A (zh) * | 2011-08-17 | 2011-12-14 | 北京科技大学 | 一种钒钛磁铁矿综合利用的方法 |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107598/02A patent/RU2492245C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2399680C2 (ru) * | 2008-09-04 | 2010-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Ариком" | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака |
CN102061397A (zh) * | 2010-06-02 | 2011-05-18 | 四川龙蟒矿冶有限责任公司 | 一种从钒钛磁铁矿中回收利用钒、铬、钛、铁的方法 |
CN102277462A (zh) * | 2011-08-17 | 2011-12-14 | 北京科技大学 | 一种钒钛磁铁矿综合利用的方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103924069A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-16 | 四川省川威集团有限公司 | 一种以含铁印尼海砂精矿为原料制备氧化性球团的方法 |
CN103924069B (zh) * | 2014-04-15 | 2017-02-22 | 四川省川威集团有限公司 | 一种以含铁印尼海砂精矿为原料制备氧化性球团的方法 |
RU2684462C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2019-04-09 | Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз | Способ преобразования и выделения ванадия, титана и железа из концентрата на основе ванадия-титана-железа в одну стадию |
RU2688072C1 (ru) * | 2017-10-30 | 2019-05-17 | Паньган Груп Паньчжихуа Айрон Энд Стил Рисёч Инститьют Ко., Лтд. | Способ извлечения ванадия и хрома из ванадиево-хромовых шлаков |
CN110066899A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-30 | 东北大学 | 一种深度还原短流程熔炼综合利用钒钛磁铁矿的方法 |
CN110592314A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种利用电炉生产富钒渣的方法 |
CN111235389A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-05 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种钒钛磁铁矿的冶炼方法及装置 |
CN111235389B (zh) * | 2020-03-30 | 2024-01-23 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种钒钛磁铁矿的冶炼方法及装置 |
CN114672645A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-28 | 攀枝花学院 | 利用钒钛磁铁矿尾矿制备钛铁合金的方法 |
CN114672645B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-01-30 | 攀枝花学院 | 利用钒钛磁铁矿尾矿制备钛铁合金的方法 |
CN115198086A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-10-18 | 黑龙江建龙钢铁有限公司 | 高碱度钒钛烧结矿的烧结方法 |
CN117025875A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-11-10 | 矿冶科技集团有限公司 | 钒钛磁铁矿选冶联合综合利用的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2492245C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащего титаномагнетитового концентрата | |
Chen et al. | Solid state reduction of Panzhihua titanomagnetite concentrates with pulverized coal | |
Maweja et al. | Cleaning of a copper matte smelting slag from a water-jacket furnace by direct reduction of heavy metals | |
CN105907984B (zh) | 综合利用钒渣的方法 | |
AU2010355261C1 (en) | Manufacturing method of ferromolybdenum from molybdenite | |
Lei et al. | A novel approach to prepare high-purity Si and Si/TiSi2 materials simultaneously using Ti-bearing blast furnace slag | |
CN102337408B (zh) | 不锈钢氧化铁皮再生利用二步还原法 | |
RU2479648C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки красных шламов | |
Deng et al. | Separation and recovery of metallic zinc and iron concentrate from blast furnace dust by vacuum carbothermal reduction | |
CN110564906A (zh) | 一种从铁精矿中分离富集钒和生产纯铁的方法 | |
Sun et al. | Melting and separation behavior of slag and metal phases in metallized pellets obtained from the direct-reduction process of vanadium-bearing titanomagnetite | |
CN106591566B (zh) | 一种钨钼伴生矿冶炼钨钼铁合金的方法 | |
RU2399680C2 (ru) | Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака | |
RU2003103262A (ru) | Способ переработки красного шлама глиноземного производства | |
CN102181755B (zh) | 低钙铝锰铁合金及其制备方法 | |
RU2299921C2 (ru) | Способ производства комплексных лигатур из конвертерного ванадиевого шлака | |
CN102747231A (zh) | 一种用感应电炉处理铜浮渣的方法 | |
CN102839292A (zh) | 用于铝硅镇静钢脱氧的超低钛超低碳高硅铝铁合金及其制备方法 | |
CN105463156B (zh) | 一种中频炉冶炼超低碳不锈钢的方法 | |
RU2641436C1 (ru) | Способ извлечения ванадия из природнолегированного ванадиевого чугуна | |
Smirnov et al. | Specific features of metal reduction from ilmenite concentrate | |
Sviridova et al. | Determination of the Basic Parameters of the Recovery Process for Extracting Iron from Iron and Steel Slag | |
CN103695652A (zh) | 一种从钴铜铁合金中回收钴铜的方法 | |
RU2416659C1 (ru) | Способ получения ферросиликотитана | |
RU2503724C2 (ru) | Способ переработки титаномагнетитовых руд |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140301 |