一种从钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，涉及还原焙烧、化学浸出及磁选工艺，具体涉及一种从 钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛的方法。
【背景技术】
[0002] 钒钛磁铁矿是我国重要的矿产资源，是国内主要的钒钛材料的生产原料。目前高 炉冶炼是钒钛磁铁矿的主要利用方式，该法使钒进入铁水经氧化吹炼形成钒渣用于提钒， 所得半钢用于炼钢，而钛则进入高炉渣中难以利用，资源综合利用率低。因此，提高钒钛资 源利用率的新方法亟待开发。
[0003] 申请号为201310445237. 6的中国专利提出将钒钛磁铁矿与硫酸钠、煤粉制球并 控制气氛还原，并在弱酸性条件下浸出所得金属化球团中钒，浸渣磁选分离铁、钛，可实现 铁、钒、钛有效分离。但控制pH所需酸耗高，使用硫酸钠焙烧时易产生二氧化硫有害气体， 且钠盐用量高、钒浸出率未知。
[0004] 申请号为201110367255. 8的中国专利提出将钒钛磁铁矿加入添加剂及还原剂造 块还原，所得还原锭破碎磁选得到还原铁粉和富钒钛料，可获得含铁95%的铁粉，铁回收 率为94%，富钒钛料钒、钛的收率均大于93%，该发明实现了铁与钒钛的分离，金属回收率 高，但为涉及钒与钛的分离。
[0005] 申请号为201010188625. 7的中国专利提出将钒钛磁铁矿中添加钠盐氧化焙烧， 然后浸出提取钒、铬，对浸渣再进行还原并磁选分离铁与钛，可实现铁、钒、铬、钛的分离，金 属回收率较高，但分离过程较为复杂。
【发明内容】
[0006] [要解决的技术问题]
[0007] 本发明的目的是解决上述的技术问题，提供一种从钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛的 方法。以提尚I凡钦磁铁矿的资源利用率，实现I凡钦磁铁矿中铁、1凡、钦的各自分尚并富集。
[0008] [技术方案]
[0009] 为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
[0010] 本发明通过添加钠盐，使钒在铁还原的过程中转化为可溶性钒酸盐，即钒的转化 与铁的还原同时进行。而后通过磨矿浸出，钒进入溶液，再使用磁选分离铁与钛，从而实现 铁隹凡钛的同步分离。
[0011] -种从钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛的方法，它包括以下步骤：
[0012] A，造块
[0013] 首先，将钒钛磁铁矿粉碎后加入添加剂和/或还原剂、粘接剂，制成球团或压块；
[0014] 所述添加剂为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠、硼砂中的一种或多种；
[0015] B，还原
[0016] 然后，将步骤A制得的球团或压块在温度为800~1300°C的条件下进行还原焙烧 20 ~150min ;
[0017] C，磨浸
[0018] 其次，将步骤B还原处理的球团或压块进行水淬后，立即将所得矿浆置于湿式球 磨机中球磨并浸出5~60min ;
[0019] D，分离
[0020] 最后，将步骤C的矿浆进行固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣进行磁选，得到铁 精矿和富钛尾矿，所述磁选的磁场强度为0. 1~0. 3T。
[0021] 本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述还原剂为煤粉或焦粉，所述还原剂 的加入量为银钛磁铁矿质量的〇~20% ;所述添加剂的加入量为f凡钛磁铁矿质量的2~ 35% ;所述粘接剂为膨润土，所述粘接剂的加入量为f凡钛磁铁矿质量的0. 2~1%。
[0022] 本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述添加剂中加入碳酸钙、氧化钙、氯 化钙、氯化镁、氧化镁中的一种或多种。
[0023] 本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述还原焙烧的气氛为空气、一氧化 碳、氢气或天然气气氛。
[0024] 本发明更进一步的技术方案，当步骤A中加入还原剂时，步骤B还原焙烧的气氛为 空气；当步骤A中不加入还原剂时，步骤B还原焙烧的气氛为一氧化碳、氢气或天然气。
[0025] 本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述水淬和磨浸时，矿浆的质量浓度为 10 ~35%〇
[0026] 本发明更进一步的技术方案，在步骤D中，所述磁选可以是一段磁选，也可以是多 段磁选。
[0027] 本发明更进一步的技术方案，在步骤D中，所述浸钒液接着进行调浆沉钒，然后固 液分离，得到钠盐和钒酸铵。
[0028] 本发明更进一步的技术方案，所述钠盐回收利用；所述钒酸铵煅烧得到氧化钒和 氨气。
[0029] 下面将详细地说明本发明。
[0030] -种从钒钛磁铁矿中分离铁、钒、钛的方法，它包括以下步骤：
[0031] A，造块
[0032] 首先，将钒钛磁铁矿粉碎后加入添加剂和/或还原剂、粘接剂，制成球团或压块；
[0033] 所述添加剂为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠、硼砂中的一种或多种；
[0034] B，还原
[0035] 然后，将步骤A制得的球团或压块在温度为800~1300°C的条件下进行还原焙烧 20 ~150min ;
[0036] 在步骤B中，钒钛磁铁矿中钒的转化与铁的还原是同时进行的。
[0037] 本发明的一个优选实施方案，将步骤A制得的球团或压块在温度为900~1150°C 的条件下进行还原焙烧30~120min ;在上述条件下进行还原焙烧，可充分还原铁的同时进 行较多的钒的转化。
[0038] C，磨浸
[0039] 其次，将步骤B还原处理的球团或压块进行水淬后，立即将所得矿浆置于湿式球 磨机中球磨并浸出5~60min ;
[0040] 本发明步骤C中的球磨和浸出过程是同时进行的。
[0041] 因为还原过程中使用相对较高的温度，水淬后立即进行球磨，在该过程中，水淬处 理的焙烧矿仍然有一定的温度，因此可充分利用其热量达到所需浸出温度，同时还减少破 碎及磨矿的负荷，节省电耗。
[0042] D，分离
[0043] 最后，将步骤C的矿浆进行固液分离，得到浸钒液和浸渣，浸渣进行磁选，得到铁 精矿和富钛尾矿，所述磁选的磁场强度为0. 1~0. 3T。
[0044] 在上述的磁场强度下进行的分离，得到的铁精矿较多，铁的回收率较大。同时保证 了富钛尾矿具有较好的纯度。本发明富钛尾矿中的钛以偏钛酸钠的形式存在，易溶于酸，是 优良的钛白粉原料。
[0045] 本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述添加剂中加入碳酸钙、氧化钙、氯 化钙、氯化镁、氧化镁中的一种或多种，用于提供碱性物料以中和矿物中的二氧化硅、氧化 铝等，从而减少钠盐用量。
[0046] 本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述还原剂为煤粉或焦粉，所述还原剂 的加入量为银钛磁铁矿质量的〇~20% ;所述添加剂的加入量为f凡钛磁铁矿质量的2~ 35% ;所述粘接剂为膨润土，所述粘接剂的加入量为f凡钛磁铁矿质量的0. 2~1%。本发明 步骤A中还原剂、添加剂、粘接剂的合适的添加量是保证钒钛磁铁矿更好还原分离的关键 之一。
[0047] 本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述还原焙烧的气氛为空气、一氧化 碳、氢气或天然气气氛。
[0048] 本发明更进一步的技术方案，当步骤A中加入还原剂时，步骤B还原焙烧的气氛为 空气；当步骤A中不加入还原剂时，步骤B还原焙烧的气氛为一氧化碳、氢气或天然气。
[0049] 本发明在有钠盐的存在下，只需较弱的氧势即可将三价钒氧化为五价钒，并形成 钒的可溶性钠盐。在不加还原剂时，一氧化碳、氢气或天然气气氛可用作还原剂。
[0050] 本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述水淬和磨浸时，矿浆的质量浓度为 10~35%。本发明中矿浆的质量浓度在10~35%范围内能尽可能的将钒与铁、钛分离开 来，获