专利名称：煤基直接还原钒钛铁多金属矿制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冶金新工艺，采用煤基还原技术把攀枝花钒钛铁多金属矿不须经 冶炼工序，而是直接从精矿粉中分离出高品位铁、高品位钛和高品位钒的新工艺技术。该项 技术缩短了传统冶金工艺流程，在节能降耗、低碳减排、扩大产品应用范围 等方面走出了一 条新路。
背景技术：
我国是一个铁矿资源比较贫乏的国家，而钢铁产量稳居世界第一位，年产量突破5 亿吨，但是国内的钢铁企业有铁矿资源的为数不多，大部分靠吃国外进口矿。攀枝花铁矿资 源储量虽然丰富，但它是钒钛铁多金属共生矿，给炼铁和炼钢工艺增加极大的难度，同时由 于宝贵的钒钛资源难于提取，大部分钒钛金属随炉渣而流失。本项发明意义就在于钒钛铁 精矿粉在未进入冶炼工序之前就把金属钛、金属钒、金属铁分离出来，为简化冶炼工艺、提 高钢铁产品质量、提高资源综合利用率做出贡献。
发明内容
为从根本上改变这一现状，本发明采用节能、环保(排湿法)、短流程工艺，从钒钛 铁精矿粉中采用煤基直接还原技术，实现金属钛、金属钒和金属铁有效地分离。具体制备方 法如下将选矿厂选出的含铁56 %、含二氧化钛11 %和含钒0. 6%的精矿粉，加入一定比 例的焦粉、碳钠盐添加剂和水，经混料机混合均勻后造成球团矿入隧道窑进行干燥、焙烧， 经8小时260摄氏度 1000摄氏度预热焙烧后进入还原区，还原时间为10小时，还原温度 为1050摄氏度 1300摄氏度，此时经还原形成的金属球团推入冷却区，温度从1300摄氏 度下降到240摄氏度，冷却段时间为8小时。冷却到240摄氏度的金属化球团推出隧道窑进 入热振动筛，经清除煤渣和重力除尘后，煤渣返回利用，除尘灰返回配料车间再次混料。冷 却后的金属化球团进入破碎球磨工序，磨细到120目以下后经湿法磁选、铁粉和钛渣分离， 分离铁粉经磁力脱水、干燥包装后获得含铁量为85 97%，粒度120目以上化工铁粉。经 磁选分离后的钛渣溶液经过滤、干燥、包装后获得含钛70 85%，粒度为20 100目的酸 性钛渣。还原后的铁粉加入有氢气保护的电热还原炉内再次还原后一部分铁粉形成工业级 冶金粉末，另一部分分离出富钒铁粉进入电炉熔化，熔化后倒入转炉吹氧提钒，生产出含钒 量达80 95%以上、粒度100目以上的五氧化二钒(V2O5)。本项发明与传统的炼焦、烧结、炼铁、炼钢工艺比，大约可节约能耗40%，少排二氧 化硫60%，少排固体废渣80%，资源综合利用率提高20%左右。
说明书附图(图1)是煤基直接还原钒、钛、铁多金属矿主流工艺图。具体实施例
攀枝花市攀阳钒钛工贸有限公司采用本项发明工艺已实现年产1)还原金属球团年产4万吨。2)化工铁粉年产2万吨。3)冶金粉末年产1. 2万吨。4)酸性钛渣年产1. 5万吨。5)钒粉(V2O5)年产 0. 2 万吨。产品性能与指标1)还原金属球团球直径15 20mm ；堆重比3. 2吨/立方米，强度2000KN以上。成分指标TFe(全铁)84% ;WFe (金属铁)82% ;S :0· 05% ;Ρ :0· 045% ；无其他
有害元素。2)化工铁粉成分指标TFe(全铁)90% ;WFe (金属铁)88% ;S :0· 04% ;Ρ :0·；细度 60-120目。3)冶金粉末成分指标TFe(全铁)99% ；WFe (金属铁)98.5% ；S 0. 04% ；P ；0. 035% ；细 度120目以上。4)酸性钛渣成分指标TiO2 :76% ；TFe (全铁)10% ；酸解率90% ；粒度20 100目。5)五氧化二钒(V2O5)成分指标=V2O5 :95%以上；粒度100目以上。产品应用范围1)还原金属球团用在优质钢冶炼企业做原料。2)化工铁粉用在钛白粉企业作为酸解添加剂。3)冶金粉末用在磁性材料企业和烧结成型的各种机械零部件方面应用。4)酸性钛渣用在钛白粉和海绵钛企业做原料。5)五氧化二钒(V2O5)做钒钛合金和化工用五氧化二钒的原料。
权利要求
一种以煤基直接还原钒钛铁多金属矿制备方法，其特征在于不经冶炼工序从炉渣中提取钒钛，而是从含铁56％、含二氧化钛11％、含钒0.6％的精矿粉中，采用煤基直接还原工艺把铁、钛、钒三种元素有效的分离出来，具体制备方法如下1)将钒钛铁精矿粉碳钠盐添加剂掺水混料造球后入隧道窑；2)以燃料煤转换成煤气送入隧道窑内，经8小时预热段，温度控制在260摄氏度～1000摄氏度；还原段时间为10小时，温度控制在1050摄氏度～1300摄氏度；冷却段时间为8小时，温度控制在1300摄氏度～240摄氏度；此时形成金属化球团出炉。3)金属化球团经筛分、冷却、磨细至100目以上后，进入磁选，分离出高钛渣和铁粉，铁粉经加氢气保护再次电热还原后，一部分富钒粉进入电炉熔化、转炉吹氧分离出五氧化二钒；另一部分经再次还原的铁粉形成冶金级粉末。
2.产品性能与指标
3.产品应用范围1)还原金属球团用在优质钢、特钢冶炼企业做原料。2)化工铁粉用在钛白粉企业做为酸解添加剂。3)冶金粉末用在磁性材料企业和烧结成型的各种机械零部件生产。4)酸性钛渣用在钛白粉和海绵钛企业做原料。5)五氧化二钒(V2O5)做钒钛合金和化工用五氧化二钒原料。
全文摘要
本发明是采用煤基火法直接还原工艺，使攀枝花钒钛铁多金属矿不经冶炼工序，直接从精矿粉中实现金属铁、金属钛、金属钒有效地分离。主要工艺为将钒钛铁精矿粉与焦粉、添加剂等均匀混合造球后加入隧道窑，以1050-1300摄氏度焙烧，形成的金属化球团经磨细、磁选、还原、分离处理后，分离的铁、钛、钒含量分别为铁粉含铁量85-99％钛渣含钛量70-85％钒渣含钒量80-98％由于分离后的金属更纯、有害成分更低，所以用途更广市场更好。还原铁粉可代替废钢、生铁入炼钢炉炼钢，也可作为粉末冶金原料；还原钛粉可做海绵钛和钛白粉的原料；还原钒可做钒铁合金和五氧化二钒的原料。本工艺具有工序流程短、节能、环保、资源综合利用率高和产品用途广等特点。
文档编号B22F9/22GK101954487SQ20091026357
公开日2011年1月26日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者冯小龙, 冯辉阳 申请人:冯辉阳;冯小龙;赵秉钧