本发明属于有色金属冶金和钢铁冶金领域，涉及一种钛矾铁混合精矿冶炼生产富钛料、生铁和高钒渣的技术。
背景技术：
我国钛、钒和铁资源具有贫、杂、细的特点，多数矿山品位低、杂质高、共伴生金属多，需要经过选矿才能获得冶炼的原料。以攀枝花、承德为典型代表的钒钛磁铁是一类很重要的共伴生资源。除我国外，在澳大利亚、印尼、俄罗斯等国家也储藏有大量的钛钒铁共伴生资源。我国铁资源匮乏，60％以上依赖进口，伴生的钛资源利用率只有20-30％，钒资源利用率只有35-40％，而钛和钒都是战略有色金属，广泛应用于航空航天、高速铁路和医药等领域。目前，传统的思路仍然是力争采用选矿的方法，把各种金属分离，然后分别冶炼，这是导致金属回收率低的核心原因。因此，提高钛、钒和铁资源的综合利用率，是国内外的共性需求，开发高效、清洁、低成本的工艺技术十分必要。
目前国内外处理钛钒铁多金属矿的思路仍然是沿用传统的力争选矿分离，然后分别冶炼的方法。以攀枝花和承德钒钛磁铁矿为例，采用选矿产出含少量钛和钒的铁精矿，含铁 58-63％，然后进行冶炼。选铁的尾矿再去选钛精矿，获得含TiO2 47％的钛精矿，但该精矿含铁钙镁杂质较高。钒有50％以上都损失在最终的尾矿中。钛总利用率只有20-35％，钒总利用率只有35-40％。在炼铁过程中，产出的熔炼渣含TiO228％左右，虽然多家单位进行了大量攻关，至少尚无法进行大规模综合利用。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种从钛钒铁混合精矿生产富钛料、生铁和高钒渣的方法，混合精矿采用“还原熔炼-吹炼”工艺生产富钛料、生铁和高钒渣产品。采用该种原料，能够一次性产出三种合格产品在国内外尚属首次，具有流程简短、投资少、建设周期短，生产成本低，金属回收率高，环境污染小等优点，同时该工艺原料适应强，既可处理多元金属混合精矿，也可处理二元混合精矿，还可处理单一精矿原料。
一种钛钒铁混合精矿冶炼方法，具体步骤为：
(1)还原熔炼：混合精矿经干燥后，进入还原熔炼炉，在还原气氛下，铁钒被还原进入铁水中，二氧化钛不被还原、富集在熔炼渣中，分离得到富钛料产品和铁水；
(2)吹炼：步骤(1)得到的铁水从还原熔炼炉内排出后直接进行吹炼，将钒从铁水中氧化进入吹炼渣，获得生铁和高钒渣产品。
进一步地，步骤(1)中，混合精矿在100-500℃条件下干燥至水分在3％以下。
进一步地，步骤(1)中，干燥后的精矿送入还原熔炼炉，在1200-1800℃条件下，加入还原剂，还原0.5-5.0小时。还原熔炼温度优选1550-1650℃。还原剂加入量优选理论量的1.2-1.5 倍，更优选1.3-1.5倍。
进一步地，步骤(2)中，铁水在1000-1600℃条件下，通入富氧吹炼。吹炼温度优选 1200-1450℃。
还原熔炼步骤的主要化学反应方程式如下：
2C+O2＝2CO (1)
FeO+CO＝Fe+2CO2 (2)
Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2 (3)
Fe3O4+4CO＝3Fe+4CO2 (4)
V2O5+5CO＝2V+5CO2 (5)
SiO2+2CO＝Si+2CO2 (6)
Cr2O3+3CO＝2Cr+3CO2 (7)
还原熔炼后，钛富集在熔炼渣中，TiO2品位可达到70-90％，该富钛料可作为氯化钛白法的原料直接销售，铁水直接进入吹炼工序。在吹炼阶段，通入富氧，将钒从铁水中氧化脱除，得到生铁和高钒渣。
吹炼步骤的主要化学反应方程式如下：
4V+5O2＝2V2O5
4Fe+3O2＝2Fe2O3
2C+O2＝2CO
2CO+O2＝2CO2
本发明的优点为：
1.原料适应性强：该工艺可处理含钛钒铁的混合精矿，对混合精矿中各金属品位无严格要求。对多元金属混合精矿、二元金属混合精矿和单一精矿均可处理；
2.金属回收率高：可同时高效回收铁、钒钛三种金属，回收率可分别达到92％、70％和 98％，显著高于现有工艺指标。不仅冶炼回收率高，由于可处理混合精矿，使得前面选矿钛、钒、铁回收率明显高于三种金属分选的指标；
3.流程简短：该工艺通过两段工序，可获得富钛料、生铁和高钒渣，流程简单。不仅冶炼流程简单，由于可处理混合精矿，使得前面选矿可不分选钛、钒、铁三种金属，选矿流程大大简化；
4.流程环保：该工艺采用密闭冶炼设备，烟气和灰尘治理效果好。本工艺可产出富钛料、生铁和高钒渣三种产品，没有固废产出。与现有工艺产出无法利用的钛渣堆存相比，环保效果显著改善；
5.投资和生产成本低：由于流程简短、金属回收率高、无固废产出，因此投资和生产成本比现有工艺分别可降低25％和15％。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明。列举以下实施例，但其对发明的范围无任何限制。
实施例1
将100kg钛钒铁混合精矿(TiO2 38％，Fe 40％，V2O5 1.0％，CaO 0.42％，MgO 0.65％， SiO2 1.73％，Al2O3 0.2％)经干燥后进行还原熔炼，在1550-1650℃条件下，还原2.0小时，还原剂加入量为理论量的1.2-1.5倍，铁和钒被还原成金属进入铁相，钛富集在渣中。
还原熔炼获得富钛料40kg，含TiO2 90％，Fe<3.5％，SiO2 4％，MgO 1.5％。获得含钒生铁37kg，含Fe 95％，V 1.38％，C 2.1％，Si 1.10％
含钒生铁进入吹炼工序，在1200-1450℃条件下通入富氧，将钒氧化入渣，获得高钒渣。吹炼获得高钒渣7.5kg，含V2O5 12％，Fe 43％，SiO2 39％。获得生铁28.5kg，含Fe>99％。
实施例2
将100kg钛钒铁混合精矿(TiO2 48％，Fe 35％，V2O5 0.20％，CaO 0.82％，MgO 2.14％， SiO2 2.45％，Al2O3 0.35％)经干燥后进行还原熔炼，在1550-1650℃条件下，还原3.0小时，还原剂加入量为理论量的1.3-1.5倍，铁和钒被还原成金属进入铁相，钛富集在渣中。
还原熔炼获得富钛料55kg，含TiO2 87％，Fe<5％，SiO2 4.5％，MgO 3.5％。获得含钒生铁32kg，含Fe 92％，V 0.30％，C 3.5％，Si 1.5％
含钒生铁进入吹炼工序，在1200-1450℃条件下通入富氧，将钒氧化入渣，获得高钒渣。吹炼获得高钒渣2.5kg，含V2O5 7％，Fe 46％，SiO2 41％。获得生铁28kg，含Fe>99％。
实施例3
将100kg钛钒铁混合精矿(TiO2 30％，Fe 44％，V2O5 0.84％，CaO 0.8％，MgO 2.0％， SiO2 2.7％，Al2O3 0.35％)经干燥后进行还原熔炼，在1550-1650℃条件下，还原3.0小时，还原剂加入量为理论量的1.3-1.5倍，铁和钒被还原成金属进入铁相，钛富集在渣中。
还原熔炼获得富钛料35kg，含TiO2 85％，Fe<5％，SiO2 2.0％，MgO 6％，Al2O31.0％。获得含钒生铁44kg，含Fe 95％，V 1.0％，C 2％，Si 2％
含钒生铁进入吹炼工序，在1200-1450℃条件下通入富氧，将钒氧化入渣，获得高钒渣。吹炼获得高钒渣6kg，含V2O5 12％，Fe 45％，SiO2 40％。获得生铁36kg，含Fe>99％。