一種分離釩鈦鐵精粉方法技術

本發明專利技術提供一種分離釩鈦鐵精粉方法。在不小于５００℃條件下，釩鈦鐵精粉被還原劑充分還原，還原后的釩鈦鐵精粉經磨碎、分級；分級后的釩鈦鐵精粉經弱磁或中強磁磁選，磁選物為高純度還原鐵粉，弱磁或中強磁磁選剩余物再經高梯度強磁磁選，高梯度強磁磁選物為二氧化鈦（金紅石），高梯度強磁磁選剩余物是高品位釩渣，可以用作為制造釩產品的原料，或者弱磁或中強磁磁選剩余物也可以和碳酸鈉混合焙燒，水浸，用硫酸酸化水浸液，產生土黃色或紅黃色沉淀，過濾，煅燒，得純五氧化二釩產品，水浸殘渣再經高梯度強磁磁選得二氧化鈦（金紅石）。本發明專利技術的特點是可以完全、有效、經濟地將釩鈦鐵精粉分離成高純度還原鐵粉、二氧化鈦和五氧化二釩。為釩鈦鐵精粉的綜合利用提供了一條可行的途徑。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種從釩鈦鐵精粉中提取鐵、鈦和釩的方法，屬于冶金化工技 術領域。
技術介紹
迄今為止，世界各國對各類釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵礦的分離研究，做了較多的 工作，取得了一些科研成就。由于我國的西南地區、東北地區和河北承德地區發 現了各類釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵礦，由于這類鐵礦經選礦以后獲得的精鐵粉中含有 大量的鈦和少量釩(即釩鈦鐵精粉)，無法直接用于煉鐵或煉鋼。因此，我國的 一些鋼鐵企業和冶金研究單位及個人對各類釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵精粉的冶煉分離 做了許多科研工作，也取得了一些具有重要意義的科研成果。但至今為止，未見 各類釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵精粉無污染的或污染較少的完全被分離的技術或方法的 工業化應用的報道。綜合這些研究成果，各類釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵精粉的分離方 法主要有鈉化直接焙燒氧化法(包括用碳酸鈉和硫酸鈉造球直接焙燒氧化， 水浸，硫酸沉淀法)、還原劑直接還原焙燒法(還原劑有煤炭、焦碳、油渣)。鈉化直接焙燒氧化法是用碳酸鈉、硫酸鈉或氯化鈉與釩鐵或釩鈦鐵精粉混合 均勻，經成型，造成球團，然后高溫氧化焙燒球團，使釩鐵或釩鈦鐵精粉中的釩 高溫反應生成水溶性釩酸鈉和/或偏釩酸鈉，用水浸取，在用硫酸中和浸取液， 產生土黃色或黃紅色沉淀，干燥沉淀物得五氧化二釩。由于我國的絕大多數釩鐵 或釩鈦鐵精粉中的五氧化二釩含量比較低， 一般在0.3~3.0%之間，以這種方式 提釩，設備龐大，造價高，生產能耗高，污染大，廢水和廢氣排放量大，提釩后 的球團中由于鈉含量很高直接用于煉鋼對設備破壞大，所以該球團還要進一步除 鈉以后才可以用于高爐煉鋼，除鈉過程中產生的污水量很大，對環境污染較嚴重， 同時，碳酸鈉、硫酸鈉或氯化鈉消耗量大，有效利用率低。還原劑直接還原焙燒法是將釩鐵、鈦鐵和釩鈦鐵精粉與一定比例量的固態 還原劑(如煤炭、焦碳、油渣等)充分混和均勻，經成型，造成球團，然后加熱，高溫下，球團中的還原劑與鐵的各種氧化態反應，鐵的各種氧化態物質被還原劑 還原成單質鐵，同時，部分釩的化合物也被還原成單質釩，球團轉變成還原球團， 然后，還原球團直接進入熔分爐熔化成含釩鐵水和鈦渣;含釩鐵水注入吹釩爐中， 用純氧吹入鐵水，將鐵水中的釩氧化成釩渣，與鐵分離，鐵水成型成鐵的產品， 釩渣用于進一步提煉成純的五氧化二釩產品，鈦渣進一步用于提煉成鈦的產品。 但是，當鐵粉中鈦含量超過7%時，鈦渣的流動性非常差，熔爐結巴，嚴重時無 法繼續生產。因此，這種方法只適用于鐵粉中鈦含量小于7%的釩鈦鐵精粉的還 原分離，而不適用于鈦含量大于7%的釩鈦鐵精粉的還原分離。微波輻射釩鈦鐵精礦制取天然合金鐵粉的方法是將釩鈦鐵精粉與一種復 合還原劑或添加劑(由焦碳、硫酸鈉和鐵粉等組成)混合均勻，制成球團，然后 用微波加熱的方法加熱球團，使其還原，然后，破碎，再用氫氣還原，制取微合 金鐵粉，該鐵粉中還含有釩、鈦、鉻、鈷和鎳等。該方法的創新之處僅在于用氫 氣補充還原，但報道該方法在實驗室試驗所獲得的鐵粉品位只有96.96%，還遠 達不到還原鐵粉的需求品位，只能用于熔化成鑄鐵，用于煉鋼。有報道將含碳的鐵精粉球團在隧道窯或轉底爐中加熱還原，又經破碎、濕磨 后，進行磁選和重選，得到鐵粉和尾礦，尾礦用鈦白廢酸浸出除去殘余的鎂和鐵， 經過濾，烘干，得到的物料加入鈉鹽進行鈉化焙燒，再采用水浸出后分別得到鈦 渣和釩酸鈉溶液，最后對釩酸鈉溶液采用銨鹽沉釩和煅燒脫氨，得到五氧化二釩 產品。這幾種方法摒棄了電爐熔煉能耗高、釩鈦分離效果差、釩鈦走向難控 制以及轉爐吹煉鐵水提釩收率低等缺陷。具有釩、鈦、鐵收率高，資源利用率高 等優點，為釩鈦鐵精礦的綜合利用提供了一條新思路。但是，由于含碳的鐵精粉 球團在隧道窯或轉底爐中加熱還原過程中，還原溫度較高，還原出的鐵聚熔速度 快，鐵顆粒中易夾帶其它雜質，破碎和濕磨過程中不易破碎分體出所夾帶的雜質， 進行磁選時，鐵粉品位不高，報道實驗室試驗所獲得的鐵粉品位為94%。還一個 原因是煤粉和鐵粉直接混合，在加熱還原過程中，煤渣中的一些有害成分也會和 鐵精粉產生固熔現象，使得還原鐵粉的品位不高，要繼續提高鐵品位，只有進行 電爐熔分成鐵塊，將鐵粉中的雜質進一步除去。目前，還沒有這些方法的大規模工業化應用的報道。參考文獻1、 王洪東，含釩鐵精礦球團提釩方法，中國專利技術專利，申請號200310118475.2，申請日2003年6月22日，公開日2005年6月 22曰；2、 陳家鏞主編，《濕法冶金手冊》，冶金工業出版社，2005年9月， 935-980， 1140-1170;3、 鮮帆，楊定國，孫建坤，釩鈦磁鐵礦冷固結含炭球團直接還原電爐 熔分生產方法，中國專利技術專利，申請號200510134249.2，申請日 2005年12月15日，公開日2006年7月19日；4、 李家權等，從釩鈦磁鐵礦中分離提取金屬元素的方法，中國專利技術專 禾U，申請號200510020117.7，申請日2005年1月7日，公開日2005年7月20日；5、 薛遜等，從釩鈦磁鐵礦中分離提取鐵、釩和鈦的方法，中國專利技術專 禾U，申請號200610020436.2，申請日2006年3月8日，公開曰 2006年8月9日；6、 彭金輝等，微波輻射釩鈦鐵精礦制取天然合金鐵粉的方法，中國發 明專利，申請號200510010766.9，申請日2005年4月25日，公 開日2005年10月5日；7、 汪云華等， 一種用隧道窯還原一磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法， 中國專利技術專利，申請號20071001066172.9，申請日2007年9月 10曰，公開日2008年1月30日；8、 汪云華等， 一種用轉底爐還原一磨選綜合利用釩鈦鐵精礦的方法， 中國專利技術專利，申請號20071001066173.3，申請日2007年9月 10日，公開日2008年2月6日。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種既節能、 又環保，并能完全連續有效地綜合處理釩鈦鐵精粉，分離出高純度的鐵(還原鐵 粉或高純度的鐵錠)、五氧化二釩和二氧化鈦等物質的一種新的可以大規模的工 業化分離釩鈦鐵精粉的方法。為了解決上述技術問題，本專利技術釆用下述第一套技術方案一種分離釩鈦鐵精粉的方法，其包括如下步驟在不低于50(TC條件下，將釩鈦鐵精粉做成球團與還原劑接觸下充分還原，還原后的釩鈦鐵精粉經磨碎、分 級和磁選步驟得到高純度還原鐵粉、金紅石態二氧化鈦和用作制造高純度含釩的化合物原料的高品位釩渣，釩鈦鐵精粉做成球團需要加入總量的0.01-0.1重量％ 的含碳和氫的有機分子黏結劑，使釩鈦鐵精粉更容易成型。 其中還原裝置優選是固定床層的爐和/或窯和/或塔。其中所述的含碳和氫的有機分子黏結劑優選是瀝青、腐植酸、煤焦油、油渣、 或它們兩種以上的混合物。其中所述的還原劑優選是氣體還原劑和/或液體還原劑。其中所述磨碎、分級和磁選步驟為還原后的釩鈦鐵精粉經磨碎、分級，又經 弱磁或中強磁磁選，得高純度還原鐵粉，經弱磁或中強磁磁選后的磁選剩余物再 經高梯度強磁磁選，得金紅石態二氧化鈦，高梯度強磁磁選剩余物是高品位釩渣， 用作制造高純度含釩的化合物的原料。其中所述磨碎、分級和磁選步驟為還原后的釩鈦鐵精粉經磨碎、分級，又經 弱磁或中強磁磁選后的磁選剩余物，直接和鈉鹽混合，然本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分離釩鈦鐵精粉的方法，其特征是包括如下步驟：在不低于５００℃條件下，釩鈦鐵精粉與還原劑接觸下充分還原，還原后的釩鈦鐵精粉經磨碎、分級，又經弱磁或中強磁磁選，得高純度還原鐵粉，經弱磁或中強磁磁選后的磁選剩余物再經高梯度強磁磁選，得金紅石態二氧化鈦，高梯度強磁磁選剩余物是高品位釩渣，用作制造高純度含釩的化合物的原料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏雄輝，張凌偉，戶春，張鵬燕，王晉菲，高道龍，鄒川，萬明金，蔣俊華，李祥斌，
申請(專利權)人：北京博源恒升高科技有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]