专利名称：从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法
技术领域：
本发明涉及从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，属于冶金技术领域。
背景技术：
我国攀枝花地区含有丰富的钒钛磁铁矿资源，钒钛磁铁矿可以进行还原得到还原铁粉和富钒钛料。1983年，梁经冬等成功进行了日处理5. 8吨钒钛磁铁精矿的“隧道窑还原磨选法从攀枝花钛精矿制取酸溶性富钛料和优质铁粉半工业试验”，半工业试验的富钒钛料(非磁性产品)含Ti0266. 2 %，其特点是酸溶性好，酸解率高达97 %，粒度细，在制备金红石型钛白时容易转型，是硫酸法钛白的优良原料；精还原铁粉含TFe98. 68%, MFe97. 93%, TiO2O. 82%, SO. 015%, CO. 055%, P0. 01 %，达到部颁一级铁鳞铁粉标准，铁粉固溶有钒、 钛、钴、镍、铜等多种微量有益元素。1986年由冶金部主持通过专家鉴定，被评为国际先进水平项目。该工艺的还原温度高(1280°C )，工业化的难度大。1994年，梁经冬等进行了日处理10吨钒钛铁精矿的隧道窑还原——磨选半工业试验，该试验将还原温度降低为1100 1180°C。2008年，发明人为梁经冬等，申请号为200810143675. 6的专利申请中公开了一种综合利用钒钛铁精矿的产业化方法，该专利申请的特点是(1)采用精矿内配煤和盐高密度工业型全自动压块装罐方式，使其产能比传统粉料环装法提高一倍以上。(2) 一是在装料容器采用梯度合金罐，不但使用寿命长，而且可以多装料、传热快、 还原时间短(1、2项措施之和可将隧道窑产能提高约1.5倍)；二是针对生产上成熟的碳化硅罐的不足，采取降低还原温度等措施以延长其使用寿命。(3)实现了梯度合金罐和碳化硅罐块料装卸机械化。(4)改进催化还原技术，使钒钛铁精矿的还原温度降低到1000 1050°C的同时， 采用更合理的磨选技术，进一步提高铁、钒、钛产品的质量和回收率。申请号为200910304064. X，发明名称为“金属化球团和还原铁粉的制备方法”的中国专利申请公开了一种从钒钛磁铁矿中分离制备还原铁粉的方法，该方法的还原温度为 800 1400°C，但是从其实施例可以看出，其最低还原温度仅仅达到1000°C，而且该实施例没有铁与钛钒的分离指标，铁回收率仅达到69% ；其余实施例均为普通铁精矿，铁回收率最高为83%。由于我国对于铁资源的需求较大，钒钛磁铁矿储量大、分布广，除攀钢及承德钢铁厂以高炉冶炼利用铁与钒外(钒的回收率仅为50%左右，钛未能有效利用)，其它地区一直未能得到有效利用，因此，如何充分利用钒钛磁铁矿资源，提高各元素的回收率成为本领域目前迫切需要解决的技术难题
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，该方法的铁回收率较高。本发明从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法包括如下步骤a、配料按重量配比将钒钛磁铁矿100份，与添加剂15 20份和碳质还原剂15 25份混勻，其中，所述的添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中至少一种；b、装料、还原a步骤中混勻后的混合物进行装料(可以压块或造球后进行装料， 也可以直接粉料装料)，然后于隧道窑中加热温度至920 980°C并保温5 60h，得到还原锭；C、分离还原锭破碎、磁选分离，得到还原铁粉和富钒钛料。其中，本发明方法适用于不同品位的钒钛磁铁矿，考虑到技术、经济等指标，本发明方法优选适用于高品位的钒钛磁铁矿，即钒钛磁铁矿经过选矿得到的钒钛磁铁精矿。其中，本发明方法中所述的碳质还原剂可以为冶金行业常用的碳质还原剂，如无烟煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭中至少一种。其中，本发明方法的b步骤中可以采用常规的容器装料，如碳化硅容器等，考虑到容器的传热性能和耐高温性能(碳化硅容器等耐火材料相比耐热金属罐要求还原温度高 100°C左右或还原时间长一倍)，优选采用耐热金属罐进行装料。所述的耐热金属罐的耐热温度高于1000°c即可。所述金属管的材质可以采用常规的耐热合金，如不锈钢等。其中，本发明方法的c步骤中优选采用下述三段磨矿、磁选方法对还原锭破碎、磁选分离一段磨矿细度为-200目60%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-200目65%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-200目 70 %，500奥斯特磁选，磁选精矿即为铁产品，三个尾矿合为富钒钛料。本发明方法通过添加剂、还原剂与钒钛铁精矿的合适配比，且阶磨阶选避免了杂质在磨选时进入金属铁颗粒中，提高了铁与钛钒分离效果。本发明方法相比现有技术具有如下有益效果1、本发明方法通过采用特定重量配比的钒钛磁铁矿、添加剂和还原剂，降低了隧道窑还原温度，减少了能源消耗，延长了装料容器的使用寿命。2、本发明方法通过控制钠盐用量并降低还原温度，可以使金属铁的结晶粒度减小，有利于生产磁性材料和硬质合金等行业所需的附加值高的细铁粉。同时，由于还原温度的降低，还原的物料极易破碎，机械化卸料设备的使用寿命大大延长。3、本发明方法的铁回收率较高，达到93%以上，而且富钒钛料中的TiO2和V2O5的回收率也均达到93%以上。4、本发明为还原铁粉及富钒钛料的制备提供了一种新的方法，具有广阔的应用前
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图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式本发明从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法包括如下步骤
a、配料按重量配比将钒钛磁铁矿100份，与添加剂15 20份和碳质还原剂15 25份混勻，其中，所述的添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中至少一种；b、装料、还原a步骤中混勻后的混合物进行装料(可以压块或造球后进行装料， 也可以直接粉料装料)，然后于隧道窑中加热温度至920 980°C并保温5 60h，得到还原锭；C、分离还原锭破碎、磁选分离，得到还原铁粉和富钒钛料。其中，本发明方法适用于不同品位的钒钛磁铁矿，考虑到技术、经济等指标，本发明方法优选适用于高品位的钒钛磁铁矿，即钒钛磁铁矿经过选矿得到的钒钛磁铁精矿。其中，本发明方法中所述的碳质还原剂可以为冶金行业常用的碳质还原剂，如无烟煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭中至少一种。其中，本发明方法的b步骤中可以采用常规的容器装料，如碳化硅容器等，考虑到容器的传热性能和耐高温性能(碳化硅容器等耐火材料相比耐热金属罐要求还原温度高 100°C左右或还原时间长一倍)，优选采用耐热金属罐进行装料。所述的耐热金属罐的耐热温度高于1000°c即可。所述金属管的材质可以采用常规的耐热合金，如不锈钢等。其中，本发明方法的c步骤中优选采用下述三段磨矿、磁选方法对还原锭破碎、磁选分离一段磨矿细度为-200目60%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-200目65%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-200目 70 %，500奥斯特磁选，磁选精矿即为铁产品，三个尾矿合为富钒钛料。本发明方法通过添加剂、还原剂与钒钛铁精矿的合适配比，且阶磨阶选避免了杂质在磨选时进入金属铁颗粒中，提高了铁与钛钒分离效果。下面结合实施例对本发明的具体实施方式
做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1采用本发明方法从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛将钒钛磁铁矿与添加剂(氯化钠)和碳质还原剂(无烟煤)按重量比100/20/20 混勻，然后装入合金罐，并于马弗炉中加热温度至950°C并保温他，得到还原锭；还原锭破碎、一段磨矿细度为-325目90%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-325目95%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-325目98%， 500奥斯特磁选，得到海绵铁(即一次还原铁粉)和富钒钛料。其中，原料钒钛铁矿的化学成份组成及-200目含量如表1所示，所得海绵铁和富钒钛料的检测结果如表2所示。实施例2采用本发明方法从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛将钒钛磁铁矿与添加剂(氯化钠)和碳质还原剂(无烟煤)按重量比100/20/22 混勻，然后装入合金罐，并于隧道窑中加热温度至920°C并保温60h，得到还原锭；还原锭破碎、一段磨矿细度为-200目60%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-200目65%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-200目70%， 500奥斯特磁选，得到海绵铁(即一次还原铁粉)和富钒钛料。其中，原料钒钛铁矿的化学成份组成及-200目含量如表1所示，所得海绵铁和富钒钛料的检测结果如表3所示。实施例3采用本发明方法从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛将钒钛磁铁矿与添加剂(氯化钠)和碳质还原剂(无烟煤)按重量比100/15/18 混勻，然后装入合金罐，并于隧道窑中加热温度至980°C并保温60h，得到还原锭；还原锭破CN 102433436 A
碎、一段磨矿细度为-200目60%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-200目65%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-200目70%， 500奥斯特磁选，得到海绵铁(即一次还原铁粉)和富钒钛料。其中，原料钒钛铁矿的化学成份组成及-200目含量如表1所示，所得海绵铁和富钒钛料的检测结果如表4所示。表1钒钛铁精矿主要化学成份组成及-200目含量(wt % )
权利要求
1.从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，其特征在于包括如下步骤a、配料按重量配比将钒钛磁铁矿100份，与添加剂15 20份和碳质还原剂15 25 份混勻，其中，所述的添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中至少一种；b、装料、还原a步骤中混勻后的混合物进行装料，然后于隧道窑中加热温度至920 980°C并保温5 60h，得到还原锭；c、分离还原锭破碎、磁选分离，得到还原铁粉和富钒钛料。
2.根据权利要求1所述的从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，其特征在于所述的钒钛磁铁矿为钒钛磁铁精矿。
3.根据权利要求1或2所述的从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，其特征在于所述的碳质还原剂为无烟煤、碎焦、石油焦、褐煤、焦炭中至少一种。
4.根据权利要求1 3任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，其特征在于b步骤中采用耐热金属罐进行装料。
5.根据权利要求1 4任一项所述的从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，其特征在于c步骤中采用下述三段磨矿、磁选方法对还原锭破碎、磁选分离一段磨矿细度为-200 目60%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入二段磨矿，二段磨矿细度为-200目65%，1200奥斯特磁选；磁选精矿进入三段磨矿，三段磨矿细度为-200目70%，500奥斯特磁选，磁选精矿即为还原铁粉，三段尾矿合并为富钒钛料。
全文摘要
本发明涉及从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，属于冶金技术领域。本发明所解决的技术问题是提供了一种从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法，该方法的铁回收率较高。本发明从钒钛磁铁矿中分离铁和钒钛的方法包括如下步骤a、配料按重量配比将钒钛磁铁矿100份，与添加剂15～20份和碳质还原剂15～25份混匀，其中，所述的添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中至少一种；b、装料、还原a步骤中混匀后的混合物进行装料，然后于隧道窑中加热温度至920～980℃并保温5～60h，得到还原锭；c、分离还原锭破碎、磁选分离，得到还原铁粉和富钒钛料。
文档编号B02C23/08GK102433436SQ20111036725
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者杨雪峰, 梁建昂, 梁毅, 梁经冬, 段祁荣, 王志敏 申请人:攀枝花昆钢矿业有限公司, 长沙市岳麓区东新科技有限公司