一种分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的方法。
【背景技术】
[0002] 我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，目前，高炉一转炉流程仍是处理钒 钛磁铁矿的主流方法，但随着社会的发展进步，此传统流程也面临着与日俱增的能源与环 保压力，特别是对焦煤的依赖成为制约其发展的瓶颈问题。更为重要的是，高炉一转炉流程 处理钒钛磁铁矿只能回收其中的铁和钒，而钛元素进入到高炉渣中，由于品位较低（高炉 渣中TiO 2含量22%~25% )，目前仍无有效方法加以利用，造成宝贵钛资源的浪费。
[0003] 近几年，转底炉直接还原成为冶金领域的一个热点，它以还原温度高、还原速度 快，炉料与炉底相对静止因而对炉料强度要求低等特点受到众多厂家的青睐，此外，转底炉 直接还原不需烧结工序，不使用焦炭，环境友好，符合当今社会清洁生产的主流思想，因此， 近年来多家企业建设转底炉项目，用来处理冶金废料或特殊矿种。
[0004] 但是，在金属化球团熔化进而渣、铁分离的过程中，渣中SiO2往往会过还原从而有 过多的硅元素进入铁水，导致铁水硅含量偏高，这成为阻碍工艺顺行的主要技术难题，因为 硅氧化放热，铁水硅含量升高，使得吹氧提取钒渣时熔池温度迅速上升，恶化提钒热力学条 件；同时，电炉冶炼过程中，铁水硅含量升高对铁水渗碳造成不利影响，铁水碳含量低，液相 线温度升高，也对提钒造成不利影响；另一方面，铁水提钒过程过多的硅氧化进入渣相，降 低了钒渣品位，增加了钒渣的处理难度。因此，需要找到行之有效的措施对铁水中硅含量进 tx控制，为提I凡工序提供优质的含1凡铁水。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就在于提供一种解决了上述问题，通过从原材料选择和优化工艺操 作参数两个方面着手，有效避免过多的硅元素进入铁水，为含钒铁水提取钒渣、钒渣制取钒 制品创造良好条件的分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分离回收钒钛磁铁矿中铁、 钒、钛的方法，方法步骤如下，
[0007] a.将钒钛磁铁精矿、煤粉和粘结剂按比例混合均匀后经高压压球机压制成生球， 所述粘结剂采用SiO2含量为0~8%的有机粘结剂，所述煤粉作为还原剂，且煤粉的固定碳 含量为76%~79%、灰分含量为9%~13% ;
[0008] b.将生球团经干燥后给入转底炉，在高温条件下铁氧化物被还原从而得到金属化 球团；
[0009] C.金属化球团在电炉熔分深还原，将金属化球团热装进入熔分电炉，在熔分电炉 中金属化球团熔化，渣、铁分离，钛进入炉渣形成含钛炉渣，钒进入铁水形成含钒铁水；
[0010] d.含钒铁水经脱硫、提钒后再进行铸块处理。
[0011] 作为优选，所述步骤a中，所述有机粘结剂为淀粉类粘结剂、聚乙烯醇粘结剂或羧 甲基纤维素粘结剂。
[0012] 作为优选，步骤a中，所述煤粉为无烟煤。
[0013] 作为优选，步骤c中，在金属化球团电炉熔分深还原的过程添加碳质元素含量高 的焦丁作为外加还原剂，焦丁的加入量可根据经验公式（1)确定，当0时不加入焦 丁，经验公式（1)如下，
[0014] m焦丁 = am金属化球团（0· 25Fe0+0. 35Fe203+0. 03TFe_l. 2C残） (I)
[0015] 上述公式⑴中：
[0016] ι%τ-焦丁加入量，单位kg ;
[0017] a-系数，取值范围0· 5~L 5 ;
[0018] m金属化球团一金属化球团加入量，单位kg ;
[0019] FeO、Fe203、TFe、C残一金属化球团中相应成分的百分含量。
[0020] 作为优选，步骤C中，在熔分电炉冶炼周期的末期控制熔池温度为1600°c~ 1650 °C。
[0021] 作为优选，步骤c中，当渣中FeO含量处于2%~5%范围内且渣中V2O 5含量处于 0. 2%~0. 4%可作为FeO和V2O5的还原达到要求。
[0022] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过从原材料选择和优化工艺操作参数两 个大的方面着手，有效避免过多的硅元素进入铁水，为含钒铁水提取钒渣、钒渣制取钒制品 创造良好条件，经济和社会效益显著，推广应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0023] 下面将对本发明作进一步说明。
[0024] 实施例：一种分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的方法，工艺的流程如下：钒钛磁 铁精矿、煤粉（还原剂）和粘结剂按一定比例混合均匀后经高压压球机压制成生球，生球团 经干燥后给入转底炉，在高温条件下铁氧化物被还原从而得到具有一定金属化率（球团中 金属铁与全铁的百分含量比值）的金属化球团。金属化球团热装进入熔分电炉，在熔分电 炉中金属化球团熔化，渣、铁分离，钛进入炉渣形成含钛炉渣，钒进入铁水形成含钒铁水。含 钛炉渣可按比例配加入硫酸法钛白的原料中制取钛白产品，含钒铁水经脱硫、提钒后再进 行铸块处理，钒进入钒渣，作为生产钒制品的原料。
[0025] 为了提升钒钛磁铁矿的综合利用水平，攀钢依据自身特色资源优势，于2010年建 成资源综合利用中试线，采用转底炉对钒钛磁铁矿进行直接还原，采用熔分电炉对转底炉 生产的金属化球团进行熔分和深还原，并配以脱硫、提钒、铸铁等工序，最终达到分离回收 钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的目的，此流程为全新工艺，为钒钛磁铁矿综合利用提供了一条全 新之路。上述新工艺中，钒钛矿金属化球团电炉熔分深还原是全流程的关键环节之一，该工 序的目的是实现含钒铁水与含钛炉渣的分离。
[0026] 为解决I凡钛磁铁矿金属化球团恪分深还原过程中出现的含I凡铁水娃含量偏高问 题，本发明从两方面对含钒铁水进行控硅处理：
[0027] (1)从原料控硅，采用硅元素含量低的原材料，从源头上控制硅进入整个系统；
[0028] ①采用SiO2含量较低的有机粘结剂代替SiO 2含量高的无机粘结剂。
[0029] 钒钛磁铁精矿和煤粉造块过程中需要加入粘结剂才能成型，传统的粘结剂多为无 机粘结剂，Si(V#量到达50%~60%，根据配料比例计算，则无机粘结剂带入的SiO2量占 到精矿、煤粉和粘结剂SiO2带入总量的30%以上，所占比例非常高。无机粘结剂主要成分 为高分子碳氢化合物，Si(V#量较低，一般为0~8 %，而且其在配料过程中的添加量也较 无机粘结剂低，综合起来，采用有机粘结剂