一种提高贫铌渣品位的方法与设备

本发明涉及冶金二次资源高效利用，具体为提高贫铌渣品位的方法与设备。

背景技术：

1、稀有金属铌由于具有耐高温、耐腐蚀、超导性优良等特点，被广泛应用于钢铁、航空航天、尖端材料、核工业等重要领域，成为现代工业中不可缺少的关键战略元素。

2、针对白云鄂博“高铁低铌”的特点，目前该矿体的开发利用仍以钢铁生产为导向，主要被应用于还原–熔分–冶炼铌铁的工艺流程。然而，在还原除铁过程中将硅、钛、钙、镁等杂质带入含铌渣中，即便使用稀盐酸酸浸进行二次除杂，也仅能除去部分钙、镁，而对于硅、钛的去除效果十分有限，导致后续使用这种低铌、高硅、高钛含铌渣冶炼生产的铌铁合金质量相对低级，难以达到工业级产品要求。因此，如何通过特定手段去除渣中杂质元素，提升含铌渣品位是实现白云鄂博中铌资源高效利用的关键。现行含铌渣中铌金属的分离提取集中在湿法工艺方向，包括酸浸法、碱浸法、氯化分解法等。然而，仍存在不可避免的一些弊端：如对原料有严格的限制，对于白云鄂博这种典型低品位含铌渣的分解率较低；废渣产生量大，约为原料的10-15倍；hf酸消耗量大，平均渣酸比为1:4；对设备腐蚀性较强，需安装良好通风装置等诸多问题。因此，制约湿法分离提取铌金属工艺发展的亦是如何提高含铌渣品位，以提高铌矿物分解效率，减少工艺流程的材料流量消耗。综上所述，现存主流工艺在提取利用白云鄂博矿的铌资源过程中，均面临需提升含铌渣品位这一难题。若能采用特定的预富集工艺提高铌渣品位，将能极大程度的增加铌渣利用效率、提高经济效益、并减轻环保压力。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种提高贫铌渣品位的方法与设备，可利用熔融贫铌渣自身物理热，将铌元素充分固化进富铌相中，并实现富铌相与熔渣的高效分离，获取高品位富铌渣，提高后续铌渣的利用效率，减少工艺流程的材料消耗。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种提高贫铌渣品位的方法，包括如下步骤：

4、s1.在熔融的贫铌渣中加入氧化钙，调整所述贫铌渣的碱度为0.2~0.4，得到熔融的预处理贫铌渣；

5、s2.将熔融的预处理贫铌渣加入超重力反应器，控制超重力反应器的温度为1100~1150℃，将铌元素充分固溶进富铌相中；通过超重力驱动实现富铌相与熔渣的超重力分离，获取高品位富铌渣。

6、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，所述贫铌渣为白云鄂博原矿经还原选铁后所获得的铌含量为1.0~4.0wt.%的贫铌渣。

7、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，加入氧化钙，调整所述贫铌渣的碱度为0.3。

8、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，所述超重力驱动的重力系数为400~1000g。

9、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，所述超重力驱动的时间为5~10min。

10、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

11、一种提高贫铌渣品位的设备，所述设备包括：渣包、进渣槽、超重力反应器、加热体、出渣口、驱动系统；

12、所述渣包通过所述进渣槽与所述超重力反应器连接；所述加热体设置于所述超重力反应器外侧；所述超重力反应器底部开设有出渣口；所述驱动系统与所述超重力反应器连接，用于驱动所述超重力反应器离心旋转。

13、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的设备的优选方案，其中：所述设备还包括：保温系统，设置于所述加热体外侧。

14、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的设备的优选方案，其中：所述设备还包括：温度监测设备，用于监测所述超重力反应器的温度。

15、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的设备的优选方案，其中：所述设备还包括：收渣槽，设置于所述出渣口下部。

16、作为本发明所述的一种提高贫铌渣品位的设备的优选方案，其中：所述驱动系统包括滑动轴承和电动机。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明提出一种提高贫铌渣品位的方法与设备，在熔融的贫铌渣中加入氧化钙，调整所述贫铌渣的碱度得到熔融的预处理贫铌渣；将熔融的预处理贫铌渣加入超重力反应器，将铌元素充分固溶进富铌相中；通过超重力驱动实现富铌相与熔渣的超重力分离，获取高品位富铌渣；本发明可利用熔融贫铌渣自身物理热，将铌元素充分固化进富铌相中，并实现富铌相与熔渣的高效分离，获取高品位富铌渣，提高后续铌渣的利用效率，减少工艺流程的材料流量消耗；本发明为利用白云鄂博低品位含铌渣中铌资源提出了一条新的工艺技术路线，操作简单、成本低廉。

技术特征：

1.一种提高贫铌渣品位的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高贫铌渣品位的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述贫铌渣为白云鄂博原矿经还原选铁后所获得的铌含量为1.0~4.0wt.%的贫铌渣。

3.根据权利要求1所述的提高贫铌渣品位的方法，其特征在于，所述步骤s1中，加入氧化钙，调整所述贫铌渣的碱度为0.3。

4.根据权利要求1所述的提高贫铌渣品位的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述超重力驱动的重力系数为400~1000g。

5.根据权利要求1所述的提高贫铌渣品位的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述超重力驱动的时间为5~10min。

6.一种提高贫铌渣品位的设备，其特征在于，用于实施权利要求1-5任一项所述的提高贫铌渣品位的方法，所述设备包括：渣包、进渣槽、超重力反应器、加热体、出渣口、驱动系统；

7.根据权利要求6所述的提高贫铌渣品位的设备，其特征在于，所述设备还包括：保温系统，设置于所述加热体外侧。

8.根据权利要求6所述的提高贫铌渣品位的设备，其特征在于，所述设备还包括：温度监测设备，用于监测所述超重力反应器的温度。

9.根据权利要求6所述的提高贫铌渣品位的设备，其特征在于，所述设备还包括：收渣槽，设置于所述出渣口下部。

10.根据权利要求6所述的提高贫铌渣品位的设备，其特征在于，所述驱动系统包括滑动轴承和电动机。

技术总结
本发明属于冶金二次资源高效利用技术领域，具体为一种提高贫铌渣品位的方法与设备，在熔融的贫铌渣中加入氧化钙，调整所述贫铌渣的碱度得到熔融的预处理贫铌渣；将熔融的预处理贫铌渣加入超重力反应器，将铌元素充分固溶进富铌相中；通过超重力驱动实现富铌相与熔渣的超重力分离，获取高品位富铌渣；本发明可利用熔融贫铌渣自身物理热，将铌元素充分固化进富铌相中，并实现富铌相与熔渣的高效分离，获取高品位富铌渣，提高后续铌渣的利用效率，减少工艺流程的材料流量消耗；本发明为利用白云鄂博低品位含铌渣中铌资源提出了一条新的工艺技术路线，操作简单、成本低廉。

技术研发人员：兰茜,郭占成,高金涛,汪增武,冯国梁,李想,许欢欢
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13